Appareil pour la fabrication d'une feuille flockée
Les méthodes de flockage trouvent de nombreuses applications dans les industries textiles et papetières, en tant que moyen pour pourvoir des feuilles d'un revêtement de poils analogues à ceux du velours. Ces méthodes de flockage sont particulièrement avantageuses pour la fabrication des tapis d'automobiles, des tentures et des tissus d'ameublement.
Jusqu'ici, le flockage des matériaux en feuille a été réalisé au moyen de techniques utilisant des pistolets de projection, de méthodes électrostatiques et par battages mécaniques. Les matériaux à poils, flockés ou revêtus d'autres particules sont fabriqués le plus couramment en enduisant tout d'abord la surface d'un matériau de base avec un adhésif ou en imprimant sur cette surface des motifs contenant des particules, puis en appliquant des floches ou d'autres particules sur le matériau de base, tout en faisant vibrer le matériau de base au moyen de batteurs mécaniques. Les batteurs mécaniques font pénétrer les fibres des floches ou les autres particules dans l'adhésif ou dans la couche imprimée avec une disposition d'ensemble redressée par rapport au matériau de base.
Cependant, les batteurs qui font vibrer le matériau agissent par un contact frottant indésirable entre les batteurs et le matériau de base usant et déformant le matériau de base. Le battage mécanique nécessite également une puissance relativement importante et entraîne des vibrations indésirables de l'ensemble de l'appareil d'enduction.
Dans la méthode électrostatique, la feuille de base est revêtue d'un adhésif de la manière usuelle, et des particules de floches sont déposées sur la surface revêtue. On fait passer la feuille revêtue d'adhésif et flockée à travers un champ électrostatique continu ou alternatif, orienté dans l'ensemble perpendiculairement à la surface de la feuille, ce qui provoque l'alignement des fibres du flickage dans l'ensemble perpendiculairement à la feuille.
Dans les méthodes électrostatiques, les fibres doivent être enduites de divers composés chimiques qui accroissent leur attraction par le champ électrostatique. La nécessité de cette enduction limite les matériaux et les applications pour lesquels le flockage électrostatique peut convenir.
Les techniques par pistolet de projection consistent simplement à projeter des particules allongées de flockage contre une surface enduite d'adhésif. Parmi les trois méthodes les plus courantes, la technique par projection produit les résultats les moins avantageux.
On a déjà proposé des méthodes de flockage acoustique dans lesquelles la feuille de base passe sur un diaphragme vibrant qui est mis en vibrations par l'action d'ondes acoustiques sonores et ultrasonores émises en dessous du diaphragme. Un générateur utilisé couramment pour ce but comporte des haut-parleurs électromagnétiques ou électrodynamiques, capables d'émettre des ondes acoustiques de forte intensité aux fréquences soniques et ultrasoniques. Pour des résultats pratiques, les méthodes acoustiques proposées jusqu'ici nécessitent l'emploi d'ondes acoustiques à haute fréquence, c'està-dire de fréquence dépassant 1000 cycles/seconde.
Les techniques acoustiques du genre décrit ci-dessus sont déficientes en raison de la production d'ondes vibrantes stationnaires formant un motif irrégulier dans le diaphragme, en sorte que le degré de vibrations est non uniforme sur la surface du diaphragme. Par conséquent, les méthodes acoustiques classiques produisent un flockage non uniforme de la feuille de base.
La présente invention a pour objet un appareil pour la fabrication d'un matériau en feuille flockée, comprenant une feuille porteuse continue capable de recevoir sur une première surface, une couche d'un adhésif thermodurcissable, un vibrateur acoustique pourvu d'une cavité acoustique qui résonne à une fréquence caractéristique, ce vibrateur étant pourvu d'au moins une fente accordée communiquant avec la cavité acoustique, un dispositif producteur d'ondes pour alimenter la cavité résonnante en ondes acoustiques ayant sensiblement ladite fréquence caractéristique, un dispositif pour appliquer continuellement une couche d'adhésif thermodurcissable sur la feuille porteuse,
une trémie à flockage pour déposer continuellement des particules de flockage allongées sur la couche d'adhésif de manière qu'elles y adhèrent et y pénètrent et un dispositif d'entraînement de la feuille pour faire passer continuellement la feuille porteuse revêtue d'adhésif et flockée sur les fentes accordées du vibrateur acoustique, en sorte que chaque fente accordée dirige une onde acoustique de fréquence résonnante contre la feuille porteuse pour y produire une onde vibratoire stationnaire placée en face de la fente accordée et s'étendant sur la largeur de la feuille porteuse, ladite onde vibrant dans une direction générale perpendiculaire au plan de la feuille porteuse pour implanter les particules de flockage dans l'adhésif dans une orientation générale perpendiculaire par rapport à la feuille porteuse.
Avantageusement, la fréquence de la cavité accordée est une basse fréquence sonore, par quoi l'on entend ici les fréquences comprises entre 10 cycles seconde et 150 cycles/seconde.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 est une vue latérale de l'appareil.
La fig. 2 est une coupe agrandie d'un détail de l'appareil représenté dans la fig. 1.
La fig. 3 représente en coupe une feuille porteuse revêtue d'adhésif et flockée, passant sur une fente accordée du vibrateur acoustique pendant la partie négative de l'onde stationnaire de fréquence résonnante, produite dans la cavité acoustique.
La fig. 4 représente la même feuille pendant la partie positive de ladite onde stationnaire, et
la fig. 5 est une vue en perspective du vibrateur acoustique.
Comme on le voit dans la fig. 1, une feuille porteuse
1 est entraînée continuellement par des rouleaux 2 et 3, mus par un mécanisme d'entraînement (non représenté).
Un dispositif pour enduire la feuille d'un adhésif, représenté dans son ensemble par la référence 4, contenant une réserve d'adhésif, applique une couche d'adhésif 5 sur la feuille porteuse 1 au moyen d'un rouleau d'enduction 6. (Des moyens d'impression du matériau de base ou des stencils peuvent être utilisés avec la même efficacité.) Une trémie de flockage 7, dont le fond 8 est pourvu de passages appropriés est mise en vibrations (par des moyens non représentés) et dépose une quantité régulière et limitée de particules allongées de flockage 9 sur la couche d'adhésif S portée par la feuille continue 1, tandis que celle-ci passe sur le vibrateur acoustique 10.
Bien que dans la fig. 1 la trémie de flockage 7 soit placée en un point avant que la feuille porteuse 1 revêtue d'adhésif atteigne le vibrateur acoustique 10, la trémie 7 peut également être placée directement au-dessus du vibrateur 10.
Pendant que la feuille porteuse 1, revêtue d'adhésif et flockée, passe sur le vibrateur acoustique 10, les fentes accordées 11 dirigent des ondes acoustiques contre la partie inférieure de la feuille porteuse 1 et lui impriment un mouvement vibratoire dans l'ensemble vertical, provoquant l'implantation des fibres du flockage par une extrémité dans l'adhésif. Pendant que la feuille porteuse vibre, la force vive des particules de flockage produit leur orientation dans une direction, dans l'ensemble vertical. L'orientation des fibres du flockage est d'autant plus verticale que la vibration s'accroît. Au moment où la feuille porteuse 1 a atteint l'extrémité de droite du vibrateur acoustique 10, elle est pourvue d'un revêtement uniforme de fibres plantées 16.
Après la vibration, la feuille porteuse 1 revêtue d'adhésif et de flockage passe à travers un séchoir à air chaud 17, qui fait sécher l'adhésif. Après le séchage, la couche d'adhésif est séparée de la feuille porteuse 1, par exemple, par arrachage ou à l'aide d'un couteau (non représenté), et elle est enroulée sur un rouleau 12. La feuille porteuse 1 passe sur le rouleau 3 et retourne au rouleau 2 pour répéter le cycle décrit ci-dessus. Avantageusement, un dispositif aspirateur (non représenté) peut être placé entre le séchoir à air 17 et le rouleau 12 pour enlever l'excès de flockage qui n'a pas été pris dans l'ad- hésif. (Au cas où la couche flockée ne doit pas être séparée, la feuille porteuse revêtue de flockage serait enroulée sur un rouleau et une feuille porteuse continue ne serait pas nécessaire.)
La fig. 2 représente en coupe le détail du vibrateur acoustique 10.
Comme on le voit dans la fig. 2, le vibrateur acoustique 10 est essentiellement une cavité acoustique résonnante de forme tronconique, dans laquelle la surface troncante 13 est pourvue de fentes accordées 11, sur lesquelles la feuille porteuse passe. Une ou plusieurs trémies à flockage 7 peuvent être placées en amont ou directement au-dessus de la surface tronquée pour déposer les particules de flockage sur la couche d'adhésif. La cavité acoustique 10 peut être alimentée en ondes acoustiques ayant approximativement la fréquence de résonnance de la cavité acoustique par tout moyen générateur approprié, par exemple un haut-parleur électromagnétique ou électrodynamique, un piston commandant un diaphragme vibrant ou de l'air combiné s'écoulant sur un orifice.
De préférence, la fréquence de résonnance de la cavité acoustique 10 est une basse fréquence sonore, comprise entre 10 et 150 cycles/seconde, bien que des résultats pratiques aient été obtenus à des fréquences dépassant 150 cycles/seconde.
Les fentes accordées 11 sont placées en des points d'amplitude maximum de l'onde stationnaire produite à l'intérieur de la cavité à sa fréquence de résonnance.
Grâce à cette disposition des fentes accordées 11 l'effet vibrateur maximum peut être obtenu pour une amplitude donnée des ondes acoustiques fournies à la cavité acoustique. L'efficacité est encore renforcée par la configuration conique de la cavité acoustique, dont l'effet est de concentrer l'onde stationnaire de fréquence résonnante vers la surface troncante, ce qui confère une plus grande amplitude à l'onde stationnaire dans les fentes accordées.
On peut réaliser des effets de flockage variés en modifiant la fréquence de résonnance de la cavité acoustique en changeant la dimension des fentes et en changeant l'amplitude de l'onde acoustique stationnaire produite dans la cavité. La fréquence et les dimensions exactes de la cavité résonnante et des fentes accordées dépendent de l'inclinaison désirée pour le flockage, de la grosseur et de la densité du flockage, des propriétés et de l'épaisseur de la couche d'adhésif et de la force vive de la feuille porteuse. Par exemple, dans certains cas, si l'on accroît la vibration de la feuille porteuse, les fibres de flockage sont amenées en une orientation plus perpendiculaire par rapport à la feuille porteuse. En diminuant la vibration, l'angle d'implantation des fibres de flockage peut être réduit d'une quantité désirée.
La fig. 3 montre comment la feuille porteuse et la couche d'adhésif sont entraînées vers le bas par une partie négative d'une onde stationnaire produite dans la fente accordée 11.
La fig. 4 montre comment la feuille porteuse et la couche adhésive sont entraînées vers le haut pendant une partie positive d'une onde stationnaire. Pendant que la feuille porteuse 1 vibre verticalement de la manière montrée aux fig. 3 et 4, la force vive des fibres de flockage provoque leur implantation par une extrémité dans l'adhésif et leur orientation en une configuration dans l'ensemble vertical.
La fig. 5 montre la forme et les dimensions d'un vibrateur acoustique pour une application particulière.
Dans cette application, une feuille de base revêtue de téflon, d'une épaisseur de 1 mm, reçoit une couche d'environ 1,3 mm d'adhésif, par exemple d'un adhésif à base de latex, sur laquelle on dépose des fibres de flockage en nylon ayant une longueur d'environ 4,8 mm. On fait passer la feuille porteuse flockée sur le vibrateur acoustique 18 à une vitesse de 25 cm par seconde et on la met en vibration au moyen d'ondes acoustiques de 35 cycles/ seconde, dirigées contre la feuille porteuse par les fentes accordées 11. On fait résonner le vibrateur acoustique 10 à 35 cycles/seconde au moyen de quatre haut-parleurs électrodynamiques à basse fréquence (non représentés), disposés à la base du vibrateur acoustique.
Après avoir passé sur le vibrateur acoustique 10 la feuille porteuse flockée est chauffée jusqu'à séchage de l'adhésif et la couche d'adhésif flockée est arrachée de la feuille porteuse et est enroulée sur le rouleau 12.
Le vibrateur acoustique 10 a une fréquence de résonnance fondamentale de 35 cycleslseconde. Les dimensions a de la base carrée 14 du boîtier sont de 51 cm par 51 cm et la hauteur b du vibrateur acoustique est également de 51 cm. Les dimensions c de la surface troncante carrée 15 sont de 19 par 19 cm. Quatre fentes accordées 11 sont pratiquées dans la surface troncante, et ces fentes ont une dimension d de 11,5 cm et une dimension e de 19 mm. L'espacement entre les fentes, dimension f, est de 12,7 mm. La configuration du vibrateur acoustique décrit ci-dessus est telle que, lorsqu'on le fait résonner à une fréquence de 35 cycles/seconde, il se produit à l'intérieur de la cavité acoustique une onde acoustique stationnaire ayant des amplitudes de vibration principales placées pratiquement dans les quatre fentes accordées.
L'appareil décrit ci-dessus peut également etre utilisé avec succès pour enfoncer des particules de flockage en nylon de 19 mm dans une couche de 1,3 mm d'un adhésif à base de latex, au moyen d'une fréquence de résonnance de 35 cycles/seconde.
Avantageusement, le vibrateur acoustique est construit de manière que l'on puisse faire varier son volume, la dimension des fentes et leur espacement pour des applications différentes. Il est également souhaitable que la source d'ondes acoustiques, par exemple des hautparleurs électrodynamiques utilisés dans la forme d'exécution décrite ci-dessus, soit capable d'émettre une fréquence variable dans des limites données.