CA 0222872~ 1998-01-30 E~RDt'~n~ ET DISPOSITIF D~ F~R~ICATION D~ ~OvlJlTS ~ X-l I T.~C .
n~jet ~ inven~i on.
La présente invention est relative à un procédé
perfectionné de fabrication de produits textiles directement à partir de fibres et/ou de filaments.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
m~ ~o~ t ~ hn; ~1~ .
La présente invention se rapporte essentiellement à la réalisation de produits obtenus par la technique appelée "technique de verticalisation" et mise au point par l'une des Demanderesses.
Cette technique est décrite dans le brevet européen EP-A-0 479 880, et permet directement à partir de fibres et/ou: de filaments circulant sous forme d'un voile, la réalisation spécifiquement de revêtements de sols et/ou de murs de type moquette .
~ La technique décrite consiste à faire subir aux fibres et/ou aux filaments un "bouclage transversal"
accompagné d'un "étirage" et à obtenir une accumulation des fibres et/ou filaments sous forme d'un "pseudo-fil" dans lequel les fibres et/ou filaments sont parallélisés.
Dans ce document, on décrit que le bouclage transversal accompagné d'étirage est réalisé pour chaque CA 0222872~ 1998-01-30 fibre ou filament individuel à l'aide d'éléments boucleurs rotatifs ou disques, espacés et disposés sur un axe transversal par rapport à l'avance du voile et entre lesquels sont disposés des doigts boucleurs. De cette manière, chaque fibre ou filament est en principe impliqué dans au moins un bouclage de manière à constituer un fil sans torsion obtenu par l'accumulation des diverses fibres et/ou filaments élémentaires bien parallélisés.
Les conditions qui avaient été établies lors du dépôt de la demande de brevet susmentionnée semblaient être doubles :
- d'une part, la majorité des éléments constitutifs du voile, c'est-à-dire les fibres et/ou filaments individuels, devaient présenter un angle d'orientation par rapport à la direction d'avance du voile qui était compris entre 5 et 45 degrés, et plus précisément entre 15 et 25 degrés;
- d'autre part, le voile de fibres et/ou filaments au départ devait présenter un poids faible par unité de surface, et de préférence compris entre 10 et 50 g / m2.
La condition sur l'orientation que doivent présenter les fibres et/ou filaments par rapport à la direction d'avance est une condition min;m~le de rentabilité
pour ce qui concerne l'angle inférieur. En effet, en deça d'un certain angle, les fibres et/ou filaments risquent de ne plus être correctement parallélisés lors de la réalisation du pseudo-fil, ce qui nuit au rendement du produit. Par contre, pour ce qui concerne l'angle maximal, celui-ci est un angle qui constitue un compromis entre la théorie et la pratique, c'est-à-dire que dans le cas où des fibres et/ou filaments présentent un angle supérieur à cette limite de 45 degrés, on estime qu'en théorie, le procédé pourrait encore être réalisé, mais on observe que les fibres et/ou filaments génèreraient des efforts qui augmentent de manière exponentielle avec l'angle d'orientation des fibres pour le dispositif constitué par l'interpénétration des disques CA 0222872~ 1998-01-30 boucleurs avec les doigts boucleurs, ce qui nécessiterait un sur~im~n~ionnement des pièces, et en particulier de l'arbre supportant les disques boucleurs.
Lors de la réalisation du prototype mettant en oeuvre le procédé décrit dans ce brevet, la Demanderesse avait donc proposé de satisfaire à la première des conditions en assurant une orientation des fibres par rapport à la direction d'avance par un "pré-étirage transversal" qui était essentiellement réalisé par l'interpénétration de deux jeux de disques disposés en amont du dispositif disques boucleurs / doigts boucleurs.
Néanmoins, lors de l'élaboration d'une machine de 4 m de large par exemple, une telle solution technique s'est révélée difficile à mettre en oeuvre pour les raisons suivantes :
- la difficulté à contrôler l'expansion latérale du voile à grande vitesse (formation de plis, ...) dans les conditions de productivité satisfaisantes, - la difficulté à orienter convenablement certains types de fibres et en particulier les fibres présentant une longueur supérieure à 250 mm ou les filament continus.
Une solution à ce problème spécifique a été
proposée par la seconde Demanderesse. Elle propose d'utiliser un procédé qui est décrit dans le document EP-A-0 520 911, où l'on réalise à partir d'un voile d'entrée de fibres et/ou de filaments issu directement d'une carde par passage dans un étaleur-nappeur, une nappe comprenant plusieurs plis.
Ensuite, on fait passer cette nappe dans un étireur muni de moyens rotatifs présentant à leur périphérie une garniture destinée à étirer la nappe.
Etant donné que pour utiliser la technique dite de verticalisation, il est nécessaire de maintenir le poids du voile sous une certaine limite, on réalise en pratique un ou deux plis sur la largeur du voile qui doit rentrer dans le dispositif de verticalisation.
CA 0222872~ 1998-01-30 On règle le degré d'étirage de manière que les fibres dans le produit étiré soit majoritairement reparties selon deux orientations sensiblement symétriques par rapport à la direction longitudinale du produit étiré.
En outre, l'étirage longitudinal de la nappe sortant de llétaleur - nappeur est de préférence limité à 3.
En effet, au-delà d'une telle limite, on obtient souvent un produit non homogène se présentant sous la forme d'un produit "mité".
Selon cette forme d'exécution décrite, on observe que l'angle moyen d'orientation des fibres et/ou filaments est compris entre 40 et 75 degrés par rapport à la direction longitudinale du produit étiré, qui sera la direction d'avance du voile.
On observe que cet angle est particulièrement élevé, et se situe en partie en-dehors des plages mentionnées dans le brevet EP-A-0 479 880.
Néanmoins, selon une telle configuration, il reste possible, en théorie tout au moins, d'effectuer un procédé
tel que décrit dans ledit brevet européen.
En résumé, on peut dire que le principal inconvénient de l'utilisation d'un dispositif dlorien~ation tel que décrit dans le document EP-A-0 520 911, qui est constitué d'un étaleur - nappeur suivi d'un étireur, réside dans la présence de l'angle trop important selon lequel les éléments constitutifs du voile se présentent à l'entrée du dispositif de verticalisation. Dans ce cas de figure, on estime que les efforts produits sur les disques de bouclage, et plus particulièrement sur l'arbre supportant ces disques, sont trop importants.
Une solution consisterait bien sûr à augmenter la taille de l'arbre portant les différents disques boucleurs, et par conséquent la tailLe de ces derniers. Or, la configuration qui permet l'accumulation "automatique" des fibres et/ou filaments sous forme d'un fil n'est rendue possible que pour des diamètres de disques inférieurs à un CA 0222872~ 1998-01-30 certain diamètre.
Ceci limite donc également le diamètre de l'arbre portant les différents disques boucleurs.
Un autre problème réside dans le fait que la configuration des dents présentes sur les disques boucleurs est, selon la forme d'exécution décrite dans le brevet EP-A-0 479 880, prévue de manière à permettre le détachage et le débourrage des fibres et/ou filaments au contact des aiguilles. Cette configuration ne favorise pas l'engagement du voile entre les disques et les doigts boucleurs.
En particulier après un arrêt, le réengagement du voile peut être long et délicat, et même dangereux dans le cas où il y a une intervention manuelle. En outre, les dispositifs placés en amont du dispositif disques boucleurs / doigts boucleurs, tels que les carde et nappeur, possèdent une grande inertie, ce qui va immanquablement faire chuter le productivité en deca de limites acceptables.
Rllts ~ invention.
La présente invention vise à proposer une solution au problème rencontré dans l'état de la technique, c'est-à-dire une solution qui permettrait de réduire de manière particulièrement importante les efforts produits en utilisant de préférence le dispositif étaleur - nappeur suivi d'un étireur tel que décrit dans le document EP-A-0 520 911 pour orienter de manière adéquate les fibres et/ou filaments destinés à être utilisés dans un procédé et un dispositif de verticalisation tels que définis dans le document EP-A-0 479 880.
La présente invention vise également à résoudre le problème du mauvais engagement du voile entre les disques et les doigts boucleurs.
D'autres avantages apparaîtront dans la description qui suit.
CA 0222872~ 1998-01-30 Princi~ x "1 ~m~nt~ ctéri 8t-i ~ues ~ r~Rente ; n~rention .
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un produit textile au départ de fibres et/ou filaments circulant dans la direction d'avance sous forme d'un voile, comprenant de manière classique une étape appelée étape de pré-bouclage, dans laquelle les fibres etJou filaments subissent individuellement un bouclage transversalement à la direction d'avance, éventuellement accompagné d'un étirage transversal, et s'accumulent sous forme d'un pseudo-fil ondulé dans lequel les fibres et/ou filaments sont parallélisés. Le procédé est caractérisé en ce qu'on effectue une étape préalable à l'étape de pré-bouclage qui est appelée "étape d'ondulation". Si l'étape de pré-bouclage est réalisée à l'aide d'un dispositif constitué
par l'interpénétration d'un premier jeu de disques boucleurs avec un premier jeu de doigts boucleurs, l'étape d'ondulation est réalisée à l'aide d'un dispositif constitué par l'interpénétration d'un second jeu de disques appelés disques onduleurs avec un second jeu de doigts appelés doigts onduleurs, ce dispositif étant disposé en amont du dispositif de pré-bouclage par rapport à la direction d'avance du voile.
Afin de mettre en oeuvre le procédé selon la présente invention, il est nécessaire que le dispositif d'ondulation présente une jauge qui est un multiple de la jauge du dispositif de pré-bouclage (soit n x j dans le cas où j est la jauge du dispositif de pré-bouclage). D'autre part, les ~imensions et la disposition des différents éléments du dispositif d'ondulation doivent être calculés de telle sorte que la longueur d'une ondulation obtenue au sein du dispositif d'ondulation vaut approximativement le nombre de fois que la jauge du dispositif de pré-bouclage a été
multipliée au sein du dispositif d'ondulation.
Selon une première forme d'exécution, particulièrement simple, il suffit de proposer une jauge pour le dispositif d'ondulation qui est le double de la jauge du CA 0222872~ 1998-01-30 dispositif de pré-bouclage. Dans ce cas, la longueur d'une ondulation obtenue au sein du dispositlf d'ondulation vaut deux fois la longueur d'une ondulation créée au sein du dispositif de pré-bouclage. Déjà selon cette forme dlexécution, les efforts seront divisés, selon les matières utilisées, d'un facteur 5 à 10 par rapport au cas de figure où l'on n'utilise pas de dispositif d'ondulation.
~ elon une forme d'exécution encore préférée, il est envisageable de proposer un second dispositif d'ondulation en amont du dispositif d'ondulation précédent avec une jauge qui est à nouveau un multiple de la jauge du dispositif d'ondulation précédent.
Selon une autre forme d'exécution, on pourrait également envisager d'intercaler entre le dispositif d'ondulation présentant une jauge nj et le dispositif de pré-bouclage tel que défini précédemment et présentant une jauge j, un dispositif d'ondulation supplémentaire présentant une jauge j. Dans ce cas, le dispositif de pré-bouclage est uniquement destiné à la formation du fil ondulé par accumulation des fibres et/ou filaments.
De manière avantageuse, on observe que les diamètres des disques onduleurs et de l'arbre supportant ces disques onduleurs du ou des dispositif(s) d'ondulation qui est (sont) disposé(s) en amont du dispositif de pré-bouclage, ne sont pas limités aux considérations d'accumulation des fibres et/ou filaments sous forme d'un fil et peuvent être de ce fait particulièrement importants.
De même, on n'est pas lié aux considérations d'accumulation des diverses fibres sous forme d'un fil à
- l'extrémité des doigts boucleurs. De cette manière, on peut également proposer un profil pour les dents des disques du ou des dispositifs d'ondulation qui est totalement différent de celui des disques boucleurs du dispositif de pré-bouclage destiné à former le fil. En particulier, on peut envisager que les disques onduleurs pour le ou les dispositifs d'ondulation présentent une denture inversée par rapport à
CA 0222872~ 1998-01-30 WO 97/05315 PCT/EP96/033~2 ceux du dispositif de pré-bouclage en vue de faciliter l'engagement du voile.
Il est bien entendu que les présents procédé et dispositif doivent être considérés comme découlant des procédé et dispositif décrits dans le document EP-A-0 479 880 de l'une des deux Demanderesses, et que toutes les caract~ristiques subsidiaires et les perfectionnements décrits dans ce document peuvent bien entendu être appliqués au présent procédé.
R~QVQ ~c~iption ~ ficures.
La figure 1 représente une forme d'exécution particulière du dispositif d'orientation de fibres et/ou filaments destiné à être utilisé dans un procédé dit de verticalisation.
Les figures 2a et 2b décrivent une vue schématique de profil du dispositif de verticalisation selon deux formes d'exécution de la présente invention.
Les figures 3a, 3b et 3c représentent plusieurs vues de face pour différentes étapes de l'avancement des fibres et/ou filaments à travers les dispositifs d'ondulation et de pré-bouclage.
Les figures 4, 5 et 6 représentent les efforts de bouclage pour un voile donné en fonction de la jauge (fig. 4), en fonction du poids du voile (fig. 5) et en fonction de l'angle d'orientation des fibres (fig. 6).
La figure 7 représente une vue de détail mettant en évidence la denture des différents disques onduleurs et boucleurs.
La figure 8 représente une forme d'exécution préférée de disques utilisés dans l'étape d'ondulation selon une vue en coupe, ainsi que la denture qui y est présente.
CA 0222872~ 1998-01-30 W O 97/0531~ PCT~EP96/03342 La figure 9 représente une forme d'exécution préférée dans laquelle apparaît le lien entre le dispositif étireur tel que décrit dans le document EP-A-0 520 911 et le dispositif selon la présente invention.
D~Rc~i~tion d'une forme d'exécution pré~érée de la présente invention.
La figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif que l'on pourrait appeler dispositif d'orientation de fibres et/ou filaments et qui a fait l'objet d'une description détaillée dans le document EP-A-0 520 911.
Selon la forme d'exécution représentée à la figure 1, les fibres et/ou filaments subissent en 1 et 2 une étape de mélange et d'ouvraison des matières, de manière à
constituer un premier voile 00 après passage dans une carde 3, qui présente un poids d'environ 20 g / m2 pour une largeur de 2,5 m. La vitesse d'avance est d'environ 100 m / minute.
A ce niveau, le voile est traité selon la technique décrite dans le brevet européen EP-A-0 520 911, c'est-à-dire qu'il est introduit dans un étaleur - nappeur 5 de manière à plier successivement plusieurs fois le voile e fibres et/ou filaments issu de la carde 3.
Ensuite, le voile plié qui est aussi appelé "nappe"
0 est introduit dans un étireur 7 tel que décrit dans le document EP-A-0 520 911. Ce dispositif est muni de moyens rotatifs présentant à leur périphérie une garniture comportant des pointes que l'on fait pénétrer au coeur de la nappe 0.
En vue de la réalisation d'un voile 10 destiné à
une machine de verticalisation d'une largeur supérieure à
4 m, il est bien entendu nécessaire que la longueur du dispositif étaleur - nappeur soit supérieure à cette valeur, et de préférence soit de l'ordre de 5 m.
Etant donné que l'une des conditions pour effectuer le procédé dit de verticalisation réside dans le fait que le poids du voile 10 doit rester relativement faible, on CA 0222872~ 1998-01-30 nleffectue selon la présente forme d'exécution qu'un ou deux plis à l'aide du dispositif étaleur - nappeur 5.
On règle également le degré d'étirage du dispositif étireur de manière à ce que les fibres et/ou filaments dans le voile 10 étiré soient majoritairement répartis selon deux directions sensiblement symétriques par rapport à la direction longitudinale du produit étiré et qui va être la direction d'avance du voile 10.
On peut facilement calculer l'angle a2 selon lequel les fibres s'orientent majoritairement par rapport à cette direction d'avance.
En effet, dans le cas où :
- Le est la largeur d'entrée du voile OO, - Np est le nombre de plis effectués par le nappeur, - Ls est la largeur de la nappe pliée O, - al est le demi-angle de nappage par rapport à la direction d'avance du voile 00, - E est le taux d'étirage, - Le2 est la largeur du voile 10 à la sortie de l'étireur, et - a2 est le demi-angle après étirage par rapport à la direction d'avance du voile OO qui est orthogonale à la direction d'avance du voile 10, on obtient facilement :
tg(al) -( 2 ~ Np ~ L~) tg ( a2) (Le E) On observe dans la pratique que le taux d'étirage est de préférence limité à 3 afin d'éviter une mauvaise cohésion du voile (produit mité).
Ceci signifie que selon cet exemple d'exécution, on obtiendra un angle a3 (complémentaire de a2) compris entre 40 et 75 degrés.
CA 0222872~ 1998-01-30 WO 97/0531~i PCT/EP96/03342 Les figures 2a et 2b représentent le dispositif de verticalisation selon deux formes d'exécution de la présente invention. Dans chaque cas, ce dispositif est constitué de manière classique d'un premier ensemble de disques boucleurs 91 disposés sur un arbre transversal 93 et entre lesquels viennent se placer des doigts boucleurs 95.
Selon la présente invention, un second dispositif appelé dispositif d'ondulation est disposé en amont du dispositif de pré-bouclage. Ce dispositif d'ondulation est constitué d'un ensemble de disques onduleurs 101 disposés sur un arbre 103 et entre lesquels viennent se placer des doigts onduleurs 105.
Selon la forme d'exécution représentée à la figure 2a, les doigts onduleurs 101 et boucleurs 91 sont disposés de manière opposée par rapport aux disques onduleurs et boucleurs respectifs. Ceci permet un engagement sous forme de "S" du voile entre les disques onduleurs et boucleurs.
Selon la forme d'exécution représentée à la figure 2b, les doigts onduleurs 101 et boucleurs 91 sont disposés du même côté par rapport aux disques onduleurs et boucleurs, favorisant ainsi l'engagement d'un voile sous forme de "V", par exemple.
Il convient de noter que la jauge selon laquelle se présentent les disques onduleurs du dispositif d'ondulation est un multiple de la jauge du dispositif de pré-bouclage.
Les figures 2a et 2b représentent deux formes d'exécution particulièrement simples, où pour une jauge j du dispositif de pré-bouclage, on a une jauge 2j du dispositif - d'ondulation.
Il est bien entendu que dlautres formes d'exécution qui permettent dlavoir un facteur multiplicatif plus important ou une succession de plusieurs dispositifs d'ondulation sont également envisageables.
Les figures 3 représentent plusieurs vues de face des différents éléments constituant les deux dispositifs de CA 0222872~ 1998-01-30 W O 97/05315 PCT~P96/03342 . 12 pré-bouclage et d'ondulation dans lesquels on a représenté
de manière schématique les disques et les doigts boucleurs et onduleurs.
Plus particulièrement, la figure 3a représente le comportement des fibres et/ou filaments au sein du dispositif appelé dispositif d'ondulation et qui est situé le plus en amont par rapport à la-direction d'avance du voile 10. On observe que les fibres et/ou filaments qui rencontrent ce dispositif d'ondulation seront soumis individuellement à la création d'une ondulation présentant une période qui vaut bien sûr la jauge du dispositif d'ondulation.
Selon la forme d'exécution représentée aux figures 3, la jauge du dispositif d'ondulation est simplement le double de celle du dispositif de pré-bouclage où s'effectue la formation du fil proprement dit.
La figure 3b représente l'étape de transfert des fibres et/ou filaments entre le dispositif d'ondulation et le dispositif de pré-bouclage. Dans ce cas, les disques boucleurs 91 du dispositif de pré-bouclage sont disposés exactement dans le prolongement des doigts 105 du dispositif d'ondulation mais également dans le prolongement des disques 101 du dispositif d'ondulation. Par conséquent, on observe qu'il y a deux fois plus de disques dans le dispositif de pré-bouclage que dans le dispositif d'ondulation.
Il est bien entendu envisageable de remplacer les doigts onduleurs par tout autre élément curviligne qui aurait la même fonction.
A la figure 3c, on a représenté le comportement des fibres et/ou filaments au sein du dispositif appelé
dispositif de pré-bouclage, qui est situé le plus en aval et qui permet la réalisation du pseudo-fil ondulé obtenu par l'accumulation des fibres et/ou filaments.
Dans le cas où le dispositif de pré-bouclage présente une jauge deux fois moins élevée que celle du dispositif d'ondulation, il s'avère important de vérifier que la longueur de l'ondulation obtenue pour les fibres et/ou .
CA 0222872~ 1998-01-30 filaments dans le dispositif d'ondulation est égale ou proche du double de la longueur de l'ondulation des fibres et/ou filaments créés par le dispositif de pré-bouclage en vue de constituer le pseudo-fil.
De cette manière, on évite tout étirage supplémentaire au sein de la matière dans le dispositif de pré-bouclage, l'effort d'étirage étant quasiment totalement encaissé par le premier arbre portant les disques onduleurs.
Afin d'atteindre ce but, il est nécessaire de calculer de manière précise la disposition et la taille des différents disques onduleurs ou boucleurs par rapport aux doigts onduleurs ou boucleurs correspondants, et en particulier leur taux d'interpénétration au sein des dispositif d'ondulation et de pré-bouclage.
Les figures 4, 5 et 6 représentent les efforts de bouclage, soit en fonction de la jauge, soit en fonction du poids du voile, soit en fonction de l'angle d'orientation des fibres, les autres paramètres étant fixés dans chacun des cas.
Plus particulièrement, la figure 4 représente les efforts d'ondulage en fonction de la jauge dans le cas d'un poids de voile constant et choisi à 20 g / m2, et dans lequel les fibres présentent un angle moyen d'orientation de 45~ par rapport à la direction d'avance. Ces efforts ont été calculés pour deux sortes de matières : un voile en polyamide (PA) et un voile en polypropylène (PP). Néanmoins, on observe que les résultats sont assez similaires dans les deux cas et diminuent de façon spectaculaire en fonction de la jauge, en particulier dans le ~om~ine d'une jauge 1/8 pouce (3,175 mm) à 2/8 pouce (6,136 mm).
On estime que pour un voile de 20 g / m2, arrivant vers un dispositif de pré-bouclage présentant une jauge double (de 2/8 pouce) de celle du dispositif de bouclage final présentant une jauge de 1/8 pouce, les efforts obtenus au sein du dispositif de bouclage final ont diminués d'un facteur 4 par rapport au cas où l'on n'utilisait pas de CA 0222872~ 1998-01-30 W O 97/05315 . PCT~P96/03342 dispositif de pré-bouclage.
La figure 5 représente les efforts dlondulage en fonction du poids du voile P (g / m2) pour une jauge fixe choisie à 1/8 pouce et dans lequel les fibres présentent un angle moyen d'orientation de 45~ par rapport à la direction d'avance, à nouveau dans le cas d'un voile en polypropylène (PP) et d'un voile en polyamide (PA).
On observe que les comportements sont assez similaires pour les deux sortes de voiles, et que les efforts augmentent de manière importante à partir d'une valeur supérieure à 20 g / m2.
La figure 6 représente les efforts d'ondulage en fonction de l'angle d'orientation ~ des fibres pour un voile présentant un poids de 20 g / m2 et où la jauge est de 1/8 pouce, ceci pour deux matières, un voile en polyamide (PA) et un voile en polypropylène (PP).
On observe à nouveau que les efforts augmentent de manière exponentielle en fonction de l'angle d'orientation des fibres.
Un autre aspect particulièrement important de la présente invention réside dans la résolution du problème de mauvais engagement du voile dans le dispositif de verticalisation.
En effet, le dispositif d'ondulation n'est plus soumis aux mêmes conditions pour ce qui concerne la denture que le dispositif de pré-bouclage qui doit permettre l'accumulation des fibres et/ou filaments sous forme d'un fil.
En effet, d'après le document EP-A-0 479 880, il était nécessaire que la denture des disques boucleurs situés dans le dispositif de pré-bouclage soit dessinée de telle manière que l'on obtienne une accumulation correcte et adéquate des fibres et/ou filaments dans le chas des aiguilles en vue de créer un fil ondulé, ce qui n'est bien entendu plus le cas pour la denture des disques onduleurs du dispositif d'ondulation.
:
CA 0222872~ 1998-01-30 En partlculier, on pourrait envisager que la denture des disques onduleurs du dispositif d'ondulation soit réalisée de telle manière à favoriser l'engagement du voile dans le dispositif de verticalisation.
On a représenté à la figure 7 les dentures des dispositifs d'ondulation et de pré-bouclage. On observe que la denture du dispositif d'ondulation est inverse à celle du dispositif de pré-bouclage, et favorisera l'engagement du voile.
A la figure 8, on a représenté un exemple d'exécution de disques onduleurs pouvant être utilisés dans le dispositif d'ondulation et qui présentent une denture qui permet l'engagement aisé et l'entra~nement du voile dans le dispositif de verticalisation.
Selon cette forme d'exécution représentée, le disque onduleur est constitué essentiellement de deux parties :
- la première partie est un disque chanfreiné 201 parfaitement poli et a éventuellement subi un traitement de surface en vue d'abaisser le coefficient de frottement avec la fibre. Ce disque constitue le fond de la denture et permet le glissement latéral aisé des fibres et/ou filaments, - la deuxième partie du disque est constituée d'un disque découpé 203 qui sera par exemple soudé sur le premier, et qui permet de constituer la pointe de la denture permettant l'engagement et l'entrainement du voile.
En utilisant des disques onduleurs tels que représentés à la figure 8, on observe un excellent comportement de la matière, qui permet encore de ~im;n~ler les efforts d'ondulage au sein du dispositif d'ondulation.
A la figure 9, on a représenté le dispositif d'étirage tel que décrit dans le document EP-A-0 520 911, qui est constitué d'une série de cylindres successifs, et dans lequel le dernier cylindre appartenant à ce dispositif d'étirage 7 est dans le prolongement du premier des disques onduleurs du dispositif d'ondulation 9, de telle sorte que l'on puisse entraîner directement à la sortie du dispositif d'étirage, le voile constitué des fibres et/ou filaments. CA 0222872 ~ 1998-01-30 E ~ RDt '~ n ~ AND DEVICE D ~ F ~ R ~ ICATION D ~ ~ OvlJlTS ~ Xl I T. ~ C.
n ~ jet ~ inven ~ i on.
The present invention relates to a method advanced manufacturing of textile products directly from fibers and / or filaments.
The invention also relates to a device for the implementation of the process.
m ~ ~ o ~ t ~ hn; ~ 1 ~.
The present invention relates essentially the production of products obtained by the technique called "verticalization technique" and developed by one of the Applicants.
This technique is described in the European patent EP-A-0 479 880, and allows directly from fibers and / or: of filaments flowing in the form of a veil, the specific production of floor coverings and / or carpet-like walls.
~ The technique described consists in subjecting the fibers and / or filaments "transverse looping"
accompanied by a "stretching" and to obtain an accumulation of fibers and / or filaments in the form of a "pseudo-thread" in which the fibers and / or filaments are parallelized.
In this document, it is described that the closure transverse accompanied by stretching is carried out for each CA 0222872 ~ 1998-01-30 individual fiber or filament using looping elements rotary or discs, spaced apart and arranged on an axis transverse to the web advance and between which are arranged looping fingers. In this way, each fiber or filament is in principle involved in at least one looping so as to form a twist-free yarn obtained by the accumulation of various fibers and / or filaments elementary well parallelized.
The conditions that had been established during the filing of the aforementioned patent application appeared to be double:
- on the one hand, the majority of the constituent elements of the veil, i.e. fibers and / or filaments individual, had to have an orientation angle relative to the direction of advance of the veil which was between 5 and 45 degrees, and more precisely between 15 and 25 degrees;
- on the other hand, the veil of fibers and / or filaments departure had to present a low weight per unit of surface, and preferably between 10 and 50 g / m2.
The condition on the orientation that must present the fibers and / or filaments with respect to the advance direction is a minimum requirement; profitability for the bottom corner. Indeed, below from a certain angle, the fibers and / or filaments may no longer be correctly parallelized during the realization pseudo-wire, which affects product performance. By against, as far as the maximum angle is concerned, this is an angle that constitutes a compromise between theory and practical, i.e. in the case where fibers and / or filaments have an angle greater than this limit of 45 degrees it is estimated that in theory the process could still be performed, but it is observed that the fibers and / or filaments would generate efforts that increase in a way exponential with the orientation angle of the fibers for the device constituted by the interpenetration of discs CA 0222872 ~ 1998-01-30 curlers with curler fingers, which would require a on ~ im ~ n ~ operation of the parts, and in particular of the shaft supporting looping discs.
During the realization of the prototype putting in implements the process described in this patent, the Applicant had therefore proposed to satisfy the first of the conditions ensuring an orientation of the fibers relative to the direction in advance by a "transverse pre-stretching" which was essentially achieved by the interpenetration of two games of discs arranged upstream of the disc device curlers / curler fingers.
However, when developing a 4 m wide for example, such a technical solution was proved difficult to implement for the reasons following:
- difficulty controlling lateral expansion of the veil at high speed (creases, ...) in the satisfactory productivity conditions, - difficulty in properly orienting certain types fibers and in particular fibers with a length greater than 250 mm or continuous filaments.
A solution to this specific problem has been proposed by the second Applicant. She suggests using a process which is described in document EP-A-0 520 911, where we realize from a fiber entry veil and / or of filaments coming directly from a card by passing through a spreader-lapper, a tablecloth comprising several plies.
Then, we pass this tablecloth through a stretcher provided with rotary means having a lining at their periphery intended to stretch the tablecloth.
Since to use the technique called verticalization, it is necessary to maintain the weight of the sailing under a certain limit, in practice one or two folds on the width of the veil which must enter the verticalization device.
CA 0222872 ~ 1998-01-30 The degree of stretching is adjusted so that the fibers in the stretched product are mostly distributed according to two orientations substantially symmetrical with respect to the longitudinal direction of the drawn product.
In addition, the longitudinal stretch of the web leaving the spreader - lapper is preferably limited to 3.
Indeed, beyond such a limit, one often obtains a non-homogeneous product in the form of a product "moth".
According to this described embodiment, we observe than the average angle of orientation of the fibers and / or filaments is between 40 and 75 degrees from direction longitudinal of the stretched product, which will be the direction in advance of the veil.
We observe that this angle is particularly high, and is partly outside the mentioned ranges in patent EP-A-0 479 880.
However, according to such a configuration, it remains possible, in theory at least, to perform a process as described in said European patent.
In summary, we can say that the main disadvantage of using a dlorian device ~ ation as described in document EP-A-0 520 911, which is consisting of a spreader - lapper followed by a stretcher, resides in the presence of the too important angle according to which the constituent elements of the veil are present at the entrance of the verticalization device. In this case, we considers that the efforts produced on the looping discs, and more particularly on the shaft supporting these discs, are too important.
One solution would of course be to increase the size of the tree carrying the different looping discs, and therefore the size of the latter. Now, the configuration which allows "automatic" accumulation of fibers and / or filaments in the form of a thread is made possible only for disc diameters less than one CA 0222872 ~ 1998-01-30 certain diameter.
This therefore also limits the diameter of the tree carrying the various looping discs.
Another problem is that the configuration of the teeth on the looper discs is, according to the embodiment described in the patent EP-A-0 479 880, provided so as to allow detachment and the cleaning of fibers and / or filaments in contact with needles. This configuration does not encourage engagement veil between the discs and the looper fingers.
In particular after a stop, the re-engagement of the veil can be long and delicate, and even dangerous in the case there is manual intervention. In addition, devices placed upstream of the looping disc device / looping fingers, such as the carder and lapper, have a great inertia, which will inevitably make fall productivity below acceptable limits.
Rllts ~ invention.
The present invention aims to propose a solution to the problem encountered in the state of the art, that is to say say a solution that would reduce so particularly important the efforts produced by using preferably the spreader-lapper device followed by a stretcher as described in document EP-A-0 520 911 for properly orient the fibers and / or filaments intended for use in a method and a device for verticalization as defined in the document EP-A-0 479 880.
The present invention also aims to resolve the problem of poor engagement of the web between the discs and curling fingers.
Other advantages will appear in the description following.
CA 0222872 ~ 1998-01-30 Princi ~ x "1 ~ m ~ nt ~ ctéri 8t-i ~ ues ~ r ~ Rent ; n ~ rention.
The present invention relates to a method of manufacture of a textile product from fibers and / or filaments flowing in the direction of advance in the form a veil, conventionally comprising a step called pre-looping step, in which the fibers and filaments are individually looped transverse to the direction of advance, possibly accompanied by a transverse stretch, and accumulate under form of a wavy pseudo-yarn in which the fibers and / or filaments are parallelized. The process is characterized by what we do a step before the pre-looping which is called "ripple step". If the step of pre-looping is carried out using a device constituted by the interpenetration of a first set of looping discs with a first set of curling fingers, the waving step is carried out using a device consisting of the interpenetration of a second set of discs called discs inverters with a second set of fingers called fingers inverters, this device being arranged upstream of the device pre-looping with respect to the direction of advance of the web.
In order to implement the method according to the present invention it is necessary that the ripple device presents a gauge which is a multiple of the gauge of the pre-looping device (i.e. nxj in the case where j is the gauge of the pre-loop device). On the other hand, ~ dimensions and arrangement of the various elements of the ripple device should be calculated so that the length of a ripple obtained within the ripple device is worth approximately the number of after the pre-loop device gauge has been multiplied within the ripple device.
According to a first embodiment, particularly simple, it suffices to propose a gauge for the ripple device which is double the gauge of the CA 0222872 ~ 1998-01-30 pre-loop device. In this case, the length of one ripple obtained within the ripple device is worth twice the length of a ripple created within the pre-loop device. Already in this form of execution, efforts will be divided according to the subjects used, by a factor of 5 to 10 compared to the scenario where no corrugation device is used.
~ According to a still preferred embodiment, it is possible to propose a second corrugation device upstream of the previous corrugation device with a gauge which is again a multiple of the device gauge of previous ripple.
According to another embodiment, one could also consider inserting between the device corrugation having a gauge nj and the pre-loopback as defined above and having a gauge j, an additional corrugation device having a gauge j. In this case, the pre-loop device is only intended for the formation of corrugated wire by accumulation of fibers and / or filaments.
Advantageously, it is observed that the diameters of the inverter discs and of the shaft supporting these inverter discs of the corrugation device (s) which is (are) arranged upstream of the pre-loop device, are not limited to considerations of accumulation of fibers and / or filaments in the form of a thread and can be therefore particularly important.
Similarly, we are not tied to considerations accumulation of various fibers in the form of a thread - the tip of the looping fingers. In this way, we can also provide a profile for the disc teeth of the or ripple devices which is totally different that of the looping discs of the pre-looping device intended to form the wire. In particular, we can consider as the inverter disks for the device (s) of undulation have an inverted toothing with respect to CA 0222872 ~ 1998-01-30 WO 97/05315 PCT / EP96 / 033 ~ 2 those of the pre-loop device to facilitate the engagement of the veil.
It is understood that the present process and device should be considered to arise from process and device described in document EP-A-0 479 880 of one of the two Plaintiffs, and that all of the subsidiary characteristics and improvements described in this document can of course be applied to the present process.
R ~ QVQ ~ c ~ iption ~ figures.
Figure 1 shows a particular embodiment fiber orientation device and / or filaments intended for use in a so-called verticalization process.
Figures 2a and 2b describe a schematic profile view of the verticalization device according to two embodiments of the present invention.
Figures 3a, 3b and 3c show several front views for different stages of advancement fibers and / or filaments through the ripple and pre-loop devices.
Figures 4, 5 and 6 show the looping forces for a veil given according to the gauge (fig. 4), depending on the weight of the veil (fig. 5) and depending on the angle fiber orientation (fig. 6).
Figure 7 shows a detail view highlighting evidence the teeth of the different discs inverters and loopers.
Figure 8 shows an embodiment favorite disc used in step wavy in a sectional view, as well than the teeth that are there.
CA 0222872 ~ 1998-01-30 WO 97/0531 ~ PCT ~ EP96 / 03342 Figure 9 shows a preferred embodiment in which the link between the stretching device as described in the document EP-A-0 520 911 and the device according to the present invention.
D ~ Rc ~ i ~ tion of a pre ~ erated embodiment of this invention.
Figure 1 shows a schematic view of a device that we could call orientation device of fibers and / or filaments and which has been the subject of a detailed description in document EP-A-0 520 911.
According to the embodiment shown in the figure 1, the fibers and / or filaments undergo in step 1 and 2 mixing and working materials, so as to constitute a first veil 00 after passing through a card 3, which has a weight of about 20 g / m2 for a width 2.5 m. The feed speed is approximately 100 m / minute.
At this level, the veil is treated according to the technique described in European patent EP-A-0 520 911, that is to say that it is introduced into a spreader-lapper 5 so to successively fold the veil of fibers several times and / or filaments from the card 3.
Then the folded veil which is also called "tablecloth"
0 is introduced into a stretcher 7 as described in the document EP-A-0 520 911. This device is provided with means rotary with a lining at their periphery comprising spikes which are penetrated into the heart of the tablecloth 0.
For the production of a veil 10 intended for a verticalization machine with a width greater than 4 m, it is of course necessary that the length of the spreader - lapper device is greater than this value, and preferably about 5 m.
Since one of the conditions for carrying out the so-called verticalization process resides in the fact that the weight of the veil 10 must remain relatively low, CA 0222872 ~ 1998-01-30 according to the present embodiment only one or two folds using the spreader - lapper 5.
The degree of stretching of the device is also adjusted stretcher so that the fibers and / or filaments in the stretched veil 10 are mainly divided into two directions substantially symmetrical with respect to the longitudinal direction of the stretched product and that is going to be the web direction 10.
We can easily calculate the angle a2 by which the fibers are mainly oriented relative to this direction ahead.
Indeed, if:
- The is the entry width of the OO web, - Np is the number of folds made by the lapper, - Ls is the width of the folded sheet O, - al is the half-angle of topping with respect to the direction of advance of the veil 00, - E is the draw rate, - Le2 is the width of the web 10 at the outlet of the stretcher, and - a2 is the half angle after stretching with respect to the direction of advance of the veil OO which is orthogonal to the direction of advance of the web 10, we easily obtain:
tg (al) -(2 ~ Np ~ L ~) tg (a2) (Le E) It is observed in practice that the stretch rate is preferably limited to 3 in order to avoid bad cohesion of the veil (moth product).
This means that according to this example of execution, we will get an angle a3 (complementary to a2) between 40 and 75 degrees.
CA 0222872 ~ 1998-01-30 WO 97/0531 ~ i PCT / EP96 / 03342 Figures 2a and 2b show the device verticalization according to two embodiments of the present invention. In each case, this device consists of classic way of a first set of looping discs 91 arranged on a transverse shaft 93 and between which come to place looper fingers 95.
According to the present invention, a second device called ripple device is arranged upstream of the pre-loop device. This ripple device is consisting of a set of inverter discs 101 arranged on a tree 103 and between which come to place fingers inverters 105.
According to the embodiment shown in the figure 2a, the undulating fingers 101 and looper 91 are arranged opposite to the inverter disks and respective looper. This allows engagement in the form of "S" of the web between the inverter and looper discs.
According to the embodiment shown in the figure 2b, the undulating fingers 101 and looper 91 are arranged on the same side compared to the inverter and looper discs, thus favoring the engagement of a veil in the form of a "V", for example.
It should be noted that the gauge according to which are the device's inverter disks ripple is a multiple of the gauge of the pre-loop.
Figures 2a and 2b show two shapes particularly simple execution, where for a gauge j of pre-loop device, we have a 2j gauge of the device - ripple.
It is understood that other forms of execution which make it possible to have a more multiplicative factor important or a succession of several devices ripples are also possible.
Figures 3 show several front views different elements constituting the two CA 0222872 ~ 1998-01-30 WO 97/05315 PCT ~ P96 / 03342 . 12 pre-looping and waving in which we have shown schematically the discs and the looping fingers and inverters.
More particularly, FIG. 3a represents the behavior of fibers and / or filaments within the device called ripple device and which is located most upstream with respect to the direction of advance of the web 10. We observe that the fibers and / or filaments which meet this ripple device will be individually submitted to the creation of a ripple presenting a period which is worth of course the gauge of the corrugation device.
According to the embodiment shown in the figures 3, the gauge of the corrugator is simply the double that of the pre-loop device where the actual wire formation.
Figure 3b shows the step of transferring fibers and / or filaments between the corrugator and the pre-looping device. In this case, the discs loops 91 of the pre-loop device are arranged exactly in line with the fingers 105 of the device ripple but also in the extension of the discs 101 of the corrugation device. Therefore, we observe that there are twice as many discs in the device pre-looping only in the corrugation device.
It is of course conceivable to replace the wavy fingers by any other curvilinear element which would have the same function.
In FIG. 3c, the behavior of the fibers and / or filaments within the device called pre-loop device, which is located furthest downstream and which allows the realization of the corrugated pseudo-wire obtained by the accumulation of fibers and / or filaments.
In case the pre-loop device has a tonnage half the size of that of corrugation device, it is important to check that the length of the ripple obtained for the fibers and / or .
CA 0222872 ~ 1998-01-30 filaments in the corrugator is equal or close double the length of the wavy fibers and / or filaments created by the pre-loop device for constitute the pseudo-thread.
In this way, we avoid any stretching additional within the material in the device pre-looping, the stretching effort being almost completely cashed by the first shaft carrying the inverter discs.
In order to achieve this goal, it is necessary to accurately calculate the layout and size of different inverter or looping discs compared to corresponding inverter or looper fingers, and in particular their rate of interpenetration within ripple and pre-loop device.
Figures 4, 5 and 6 show the efforts of closure, either according to the gauge, or according to the weight of the veil, i.e. depending on the orientation angle of the fibers, the other parameters being fixed in each of the case.
More specifically, Figure 4 shows the corrugation forces as a function of the gauge in the case of a constant and chosen sail weight at 20 g / m2, and in which the fibers have a mean orientation angle of 45 ~ per advance management report. These efforts have been calculated for two kinds of materials: a polyamide (PA) veil and a polypropylene (PP) veil. Nevertheless, we observe that the results are fairly similar in both cases and decrease dramatically depending on the gauge, in particular in the ~ om ~ ine of a 1/8 inch (3.175 mm) gauge 2/8 inch (6.136 mm).
It is estimated that for a veil of 20 g / m2, arriving to a pre-loop device with a gauge double (2/8 inch) of that of the looping device final with a 1/8 inch gauge, the efforts obtained within the final loop device decreased by one factor 4 compared to the case where no CA 0222872 ~ 1998-01-30 WO 97/05315. PCT ~ P96 / 03342 pre-loop device.
FIG. 5 represents the corrugation forces in function of the veil weight P (g / m2) for a fixed gauge chosen at 1/8 inch and in which the fibers have a average orientation angle of 45 ~ relative to the direction in advance, again in the case of a polypropylene veil (PP) and a polyamide (PA) veil.
We observe that behaviors are quite similar for the two kinds of sails, and that the efforts increase significantly from a value more than 20 g / m2.
FIG. 6 represents the corrugation forces in function of the orientation angle ~ of the fibers for a veil with a weight of 20 g / m2 and where the gauge is 1/8 thumb, for two materials, a polyamide (PA) veil and a polypropylene (PP) veil.
We again observe that the efforts increase by exponentially depending on the angle of orientation fibers.
Another particularly important aspect of present invention lies in solving the problem of bad engagement of the veil in the device of verticalization.
Indeed, the ripple device is no longer subject to the same conditions with regard to teeth that the pre-looping device which must allow the accumulation of fibers and / or filaments in the form of a wire.
Indeed, according to document EP-A-0 479 880, it it was necessary that the toothing of the looper discs located in the pre-loop device be drawn in such a way so that we get a correct accumulation and adequate fibers and / or filaments in the eye of needles to create a wavy thread, which is not good heard more the case for the toothing of the inverter discs of the ripple device.
:
CA 0222872 ~ 1998-01-30 In particular, one could consider that the toothing of the inverter discs of the corrugation device designed in such a way as to encourage the engagement of the veil in the verticalization device.
FIG. 7 shows the teeth of the ripple and pre-loop devices. We observe that the toothing of the corrugation device is opposite to that of the pre-closure device, and will encourage the engagement of sail.
In Figure 8, an example is shown execution of inverter discs that can be used in the corrugation device and which have teeth which allows easy engagement and entrainment of the veil in the verticalization device.
According to this embodiment shown, the disk inverter basically consists of two parts:
- the first part is a chamfered disc 201 perfectly polished and possibly treated surface in order to lower the coefficient of friction with fiber. This disc constitutes the bottom of the teeth and allows easy lateral sliding of the fibers and / or filaments, - the second part of the disc consists of a disc cut 203 which will for example be welded to the first, and which makes it possible to constitute the point of the toothing allowing the engagement and training of the veil.
Using inverter discs such as shown in Figure 8, there is excellent behavior of matter, which still allows ~ im; n ~ ler corrugation forces within the corrugation device.
In Figure 9, there is shown the device as described in document EP-A-0 520 911, which consists of a series of successive cylinders, and in which the last cylinder belonging to this device 7 is in line with the first of the discs inverters of the corrugation device 9, so that you can drive directly out of the device drawing, the web consisting of fibers and / or filaments.