EP1194627B1 - Procede et dispositif permettant l'orientation de fibres et/ou filaments individuels presents dans un voile - Google Patents

Procede et dispositif permettant l'orientation de fibres et/ou filaments individuels presents dans un voile Download PDF

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EP1194627B1
EP1194627B1 EP00945929A EP00945929A EP1194627B1 EP 1194627 B1 EP1194627 B1 EP 1194627B1 EP 00945929 A EP00945929 A EP 00945929A EP 00945929 A EP00945929 A EP 00945929A EP 1194627 B1 EP1194627 B1 EP 1194627B1
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EP
European Patent Office
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looping
filaments
elements
discs
fibres
Prior art date
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Application number
EP00945929A
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German (de)
English (en)
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EP1194627A1 (fr
Inventor
Xavier Bathelier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tarkett Sommer SA
Original Assignee
Tarkett Sommer SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Tarkett Sommer SA filed Critical Tarkett Sommer SA
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H11/00—Non-woven pile fabrics
    • D04H11/08—Non-woven pile fabrics formed by creation of a pile on at least one surface of a non-woven fabric without addition of pile-forming material, e.g. by needling, by differential shrinking
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B39/00—Knitting processes, apparatus or machines not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a an improved method and device orientation of individual fibers and / or filaments present in a veil, in particular from a card.
  • Sails are usually prepared to be worked to obtain tuffetés products, mesh, knitted or other, by carding followed by stretching in a direction orthogonal to the exit of the card. We usually observes that the average angle of orientation of fibers in a veil exiting the card is about ⁇ 5 degrees to the direction of advance.
  • Another possibility is to propose to make a passage in a crosslapper in order to to make a sheet comprising several folds, as example described in EP-A-0520911.
  • this topping step is performed before passing through a stretcher.
  • the Applicant has developed a particular technique called “technique of verticalization” that allows the realization of products textiles from a web of fibers and / or filaments individual.
  • This technique has already been the subject of numerous publications since 1991, and has been described in particularly in WO91 / 00382, WO96 / 10667, WO97 / 05315 and WO98 / 36119. It consists in proposing the production of a textile product directly from fibers and / or filaments flowing in the direction of advance in the form of a veil, this method comprising at least a step called “loopback step” in which the fibers and / or filaments individually looping transversally to the direction advance of the veil, possibly accompanied by stretching transverse.
  • the web of fibers and / or starting filaments has a low weight per unit area (preferably between 10 and 50 g / m 2 ).
  • the majority of the elements constituting the web that is to say the fibers and / or filaments, have an orientation angle with respect to the direction of advance of the web between 5 and 45 degrees, and preferably between 15 and 25 degrees.
  • a pre-stretching step has been provided that the constituent elements of the veil (the fibers and / or filaments) have the right entry angle before undergoing the so-called verticalization stage which consists of to be printed individually on the constituent elements of veil cross-looping accompanied by stretching and followed by an accumulation of said fibers and / or filaments particularly well parallelized in the form of loops in to constitute a pseudo-thread.
  • the pre-stretch stage consists of to pass a veil of low density in a game of interpenetrating discs that force the veil, possibly from the card, to undergo a closure on a width greater than that of the product to be produced. We then let the fibers recover by resilience a flat position they get by extension in the sense of width, allowing the fibers to rotate towards a new orientation.
  • this pre-stretching step involves submitting the veil to a set of disks spaced a distance j (gauge) arranged on two trees.
  • the discs of the two trees are positioned in staggered relation to each other and interpenetrate over a distance d which makes it possible to define the amplitude of the loop and therefore the draw value, let e ⁇ 2 j / d and therefore define ⁇ .
  • the present invention aims first of all at propose a solution that allows to modify the width of the sail, possibly from the card.
  • the present invention aims to propose a veil that will undergo the process of verticalization and in which the fibers and / or filaments individuals have the appropriate orientation.
  • the present invention also aims to allow, in addition to adequate orientation of the fibers at within said web, an isotropic orientation of said fibers.
  • the present invention aims at complementary to allow the realization of a veil with condensation of fibers, particularly in the case of a preparation of a dense product.
  • said curler elements of the device are looper fingers.
  • said locking elements consist of fingers looper longer than other looper fingers and present every 2 to 20 consecutive looping fingers.
  • these blocking elements are made up of another set of detacher disks mounted on a transverse common axis and driven in continuous rotation at a corresponding speed at the speed of rotation of the loop disks.
  • the detacher disks are arranged in the extension of some of the curling fingers.
  • the spreading mat is consisting of a set of individual belts arranged in a diverging manner, and preferably the many of these individual belts match essentially the number of blocking elements.
  • the blocking elements penetrate slightly between the different belts individual.
  • mechanical means are provided for slightly varying speeds longitudinal straps so the speed in any transverse point of the veil equivalent for all belts.
  • the device for the invention further comprises condensation means fibers and / or filaments arranged upstream of the first set of looping disks and the first set of looping elements fixed.
  • These means of condensation of the fibers are preferably constituted by a second set of discs looper worn on a second common transverse axis and driven in continuous rotation at a speed and between which are arranged fixed looping elements forming a second set of looping elements.
  • the second game of Looper disks and the second set of Looper elements the same gauge as the first set of Looper disks and the first set of Looper elements fixed, and the speed of rotation of the second set of discs looper is greater than the first set of disks loopers.
  • FIG. 1 represents a sectional view of device according to a first embodiment allowing the implementation of the method according to the present invention.
  • Figure 2 shows a view from above of the device as shown in Figure 1.
  • Figure 3 shows a view from above of the device as shown in FIG. which fibers and / or filaments which have been undergone pre-whetting steps.
  • Figure 4 shows a view from above spreading carpet for drawing the fibers and / or filaments and present in the devices shown in Figures 1, 2 and 3.
  • Figure 5 shows a sectional view device according to a second embodiment allowing the implementation of the method according to the present invention.
  • Figure 6 shows views from above of the device as shown in FIG. which fibers and / or filaments which have been undergone pre-whetting steps.
  • Figure 7 shows a sectional view of a particular device allowing the implementation advantage of the method according to the present invention, intended to the production of so-called condensed products.
  • Figure 8 shows a complete device which allows the realization of a specific product based on ribbons allowing the realization of a product of type topped laminated.
  • the principle underlying this The invention therefore aims to prepare the fiber web and / or filaments, and more particularly to adjust the angle said individual fibers and / or filaments of the veil will be subjected to the stretch-looping stage such as described in detail in the various publications earlier.
  • process described herein invention can also be used for the constitution of sails intended for conventional needling techniques, calendering, chemical consolidation or consolidation ultrasound as described extensively in the state of art.
  • the process on which the present invention is based may make it possible to produce sails with a weight ranging from the conventional range of 10 to 50 g / m 2 up to values of 100 to 300 g / m 2 , and this without difficulties.
  • the present invention proposes to achieve an adequate orientation of the elements constituents of the veil by pre-coupling thanks to a set of curler discs arranged on a first tree and driven in rotation at a continuous speed, which cooperate with curly fingers that are fixed and whose profile allows the commitment and then the training of the material.
  • this precoupling retains by means of blocking the constituent elements of the veil that are the fibers and / or filaments on a regular basis and the expansion of these fibers and / or pre-beaded filaments of to obtain fibers and / or filaments with larger ripples. We then spread these large undulations.
  • Figures 1 and 2 show views in cut and from above a first embodiment of a device for implementing the method of prebouqueting according to the present invention allowing the orientation of the individual fibers and / or filaments. present in a veil.
  • This device includes a first set of disks 11 loops arranged according to a gauge j on a first transverse common shaft 10 and between which are arranged curling fingers 12 constituting a first game of looper elements.
  • the curlers 11 are rotated at continuous speed and constant preference while curly fingers 12 are fixed.
  • Figure 3 describes three successive fibers f1, f2 and f3 driven by the device according to this first form of execution. We clearly observe different successive stages to which these three fibers f1, f2 and f3 at different times in the progression of the veil in the device.
  • fibers such as fibers f2 will be removed from looper discs 11 by the fibers arranged downstream and to be able to expand fully while being maintained in the limits of long looper fingers serving as means as shown for fibers f3.
  • n is the frequency at which long looping fingers 15 are arranged between the short looping fingers 12.
  • n is therefore an integer between 2 and 20.
  • the gauge j that is to say the distance between two looper disks 11 or two short looper fingers 12 consecutive, is preferably weak, that is to say between 2 and 15 mm, and more particularly between 5 and 10 mm. This ensures a more even stretching. Starting from a relatively low tonnage allowed to stretch the veil very evenly and homogeneous, which would not have been possible if we had used as a loop gauge the gauge corresponding to the long looping fingers 15, the gauge (n x j).
  • n x j Large period ripples (n x j) are conveyed to the spreading carpet 100 which presents itself in the form of several straps or belts 101,102,103, ... of any section, and which allow collect the fibers by gravity or even through a slight suction, at the exit of the longest fingers 15.
  • Such straps or belts 101,102,103, ... are arranged in a divergent manner, as shown in Figure 4, and so flares in the plane of the veil and thus allow to accompany the undulations while controlling their flattening.
  • the long curly fingers 15 extend between straps or thongs 101 102 103 ...
  • the number of looper fingers long 15 is equivalent to the number of strips.
  • Proposing a spreading mat is presenting in the form of belts advantageously allows to completely flatten the veil and thus to widen it.
  • appropriate mechanical means should be allowing the longitudinal component (ie in the direction of advance of the belt) of each belt be slightly different, so that the speed in advance at each transversal point of the veil either equivalent.
  • the method according to the present invention can be with the device described in FIGS. 5 and 6.
  • device comprises on the one hand a first set of discs loopers 11 carried on a first common transverse axis 10 and driven in continuous rotation at a first speed V1, between which are arranged a set of curly fingers short 12.
  • This first set of discs 11 and this set of fingers loopers 12 have a gauge j.
  • Downstream of this game of 11 looper disks and in the extension of some looper fingers 12 is arranged another set of records 25 also carried on a transverse common axis 20 parallel to the first axis 10.
  • This other 25 disc game is called a game of "detaching disks" and has a gauge (n x j) where n is an integer between 2 and 20. Indeed, we have disposed a detacher disc 25 at regular intervals in the extension of some of the curly fingers 12 all the (n x j) curling fingers 12.
  • the detacher discs 25 are also driven in continuous rotation at an equivalent speed V2 at the speed V1 of the first disks 11 and this in the same way.
  • the discs 25 rotating in the same direction as the looping discs 11 will undo the ripples of the first set of records looper 11 and lead them positively to the carpet spreader 100 which is composed of several belts 101,102,103, ... slightly divergent, as shown in Figure 4.
  • the detaching discs 25 penetrate slightly between the belts 101, 102, 103 ...
  • the big waves are simply smoothed by the diverging belts at the same time as the sail finds its new breadth.
  • the number of detachers corresponds to the number of belts.
  • Figure 7 shows a variant of the device described in Figure 5 and which allows to achieve condensation of fibers and / or filaments with a view to make a thicker mattress.
  • such device makes it possible to obtain a condensation rate which can reach 500% while conventional devices reach values of the order of 80%.
  • the device comprises, upstream of the first set of 11 looping disks worn on a first common transverse axis 10, driven in rotation continues at a speed V1, and between which are arranged looper fingers 12 forming a first set of elements Looper 12, a second set of Looper Disks 51 on a second transverse common axis 50, driven in continuous rotation at a speed V5, and between which fixed looper elements 52 which form a second set of looping elements.
  • the V5 drive speed of the second set of Looper disks 51 is greater than speed V1 training of the first set of disks 11. This allows to "condense” the fibers and therefore the accumulate before they are driven by the whole looping discs 11 / looping fingers 12.
  • a mattress of any weight up to values of 300 g / m 2 can be produced which can be used in calendering, glazing, chemical consolidation, ultrasonic consolidation, etc.
  • condensation shown in Figure 7 could also to be used with the first preferred embodiment of the invention described above, that is to say that using long looping fingers 15 as blocking elements.
  • FIG. 8 a device allowing the realization of a particular example of a product of "type glued-bonded" obtained from six ribbons of 25 kTex which make it possible to directly generate a fiber veil of 23 g / m 2 over a width of 1.80 m. This veil will then be directly subjected to the device as described in the previous applications and called “verticalization” device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Description

Objet de l'invention
La présente invention est relative à un procédé et un dispositif perfectionnés permettant l'orientation de fibres et/ou filaments individuels présents dans un voile, en particulier issu d'une carde.
Etat de la technique à la base de l'invention
On prépare habituellement les voiles destinés à être travaillés pour obtenir des produits tuffetés, maillés, tricotés ou autres, par cardage suivi d'un étirage selon une direction orthogonale à la sortie de la carde. On observe habituellement que l'angle moyen d'orientation des fibres dans un voile sortant de la carde est d'environ ± 5 degrés par rapport à la direction d'avance.
Pour modifier la valeur de l'angle, on pourrait proposer d'étirer ledit voile. Dans ce cas, la valeur de l'angle après étirage correspondant à la nouvelle orientation α, qui est définie orthogonalement par rapport à la direction d'avance du voile, est donnée par : tg(α)=e tg(5°), où e est le rapport des largeurs du voile avant et après étirage transversal.
Une autre possibilité consiste à proposer d'effectuer un passage dans un étaleur-nappeur en vue de réaliser une nappe comprenant plusieurs plis, comme par exemple décrit dans le document EP-A-0520911. De préférence, cette étape de nappage est effectuée préalablement au passage dans un étireur.
D'autre part, la Demanderesse a mis au point une technique particulière appelée "technique de verticalisation" qui permet la réalisation de produits textiles au départ d'un voile de fibres et/ou de filaments individuels. Cette technique a déjà fait l'objet de nombreuses publications depuis 1991, et a été décrite en particulier dans les documents WO91/00382, WO96/10667, WO97/05315 et WO98/36119. Elle consiste à proposer la réalisation d'un produit textile directement au départ de fibres et/ou filaments circulant dans la direction d'avance sous la forme d'un voile, ce procédé comprenant au moins une étape appelée "étape de bouclage" dans laquelle les fibres et/ou filaments subissent individuellement un bouclage transversalement par rapport à la direction d'avance du voile, éventuellement accompagné d'un étirage transversal.
Cette technique permet la réalisation de produits textiles destinés à la réalisation de revêtements de sol se présentant sous la forme de tuft comme décrit dans le document WO91/00382, la réalisation de produits maillés comme décrit dans le document WO96/10667 ou la réalisation de produits nappés comme décrit dans le document WO98/36119.
Néanmoins, pour faire fonctionner cette technique de verticalisation, il est important que le voile de fibres et/ou filaments de départ présente un faible poids par unité de surface (de préférence compris entre 10 et 50 g/m2). D'autre part, il est nécessaire que la majorité des éléments constitutifs du voile, c'est-à-dire les fibres et/ou filaments, présentent un angle d'orientation par rapport à la direction d'avance du voile compris entre 5 et 45 degrés, et de préférence entre 15 et 25 degrés.
Dans ce but, et en particulier dans le document WO91/00382, une étape de pré-étirement a été prévue afin que les éléments constitutifs du voile (les fibres et/ou filaments) présentent le bon angle d'entrée avant de subir l'étape dite de verticalisation qui consiste à imprimer individuellement aux éléments constitutifs du voile un bouclage transversal accompagné d'un étirage et suivi d'une accumulation desdits fibres et/ou filaments particulièrement bien parallélisés sous forme de boucles en vue de constituer un pseudo-fil.
L'étape de pré-étirage consiste à faire passer un voile de faible densité surfacique dans un jeu de disques interpénétrants qui obligent le voile, éventuellement issu de la carde, à subir un bouclage sur une largeur supérieure à celle du produit à réaliser. On laisse ensuite les fibres retrouver par résilience une position plane qu'elles obtiennent par extension dans le sens de la largeur, en permettant aux fibres de pivoter vers une nouvelle orientation.
Ainsi que décrit dans le document WO91/00382, cette étape de pré-étirement consiste à soumettre le voile à un ensemble de disques espacés d'une distance j (jauge) disposés sur deux arbres. Les disques des deux arbres sont positionnés en quinconce les uns par rapport aux autres et s'interpénètrent sur une distance d qui permet de définir l'amplitude du bouclage et donc la valeur d'étirage, soit e ≅ 2 j/d et donc de définir α.
Le dispositif décrit dans l'art antérieur a fait ses preuves et prouvé son efficacité dans un contexte industriel. Néanmoins, un certain nombre d'inconvénients subsistent, en particulier :
  • Dans le cas d'une valeur élevée de e : dans ce cas, la résilience des fibres atteint sa limite. Au-delà de e=2, les ondulations ont tendance à se transformer en plis et à persister dans le voile étiré en créant ainsi des irrégularités.
  • Dans le cas de largeurs de travail importantes : pour des largeurs supérieures à 4 mètres, une ondulation générée au centre du voile ne peut se "détendre" qu'en poussant ses voisines. Dans ce cas, la résilience intrinsèque des fibres contenues dans une seule ondulation sera insuffisante pour pousser toute la largeur du voile. Elle dépend en outre fortement du type et de la nature des fibres utilisées.
  • Dans le cas où l'on désire obtenir une valeur de e modulable sur la largeur du voile, ce qui peut s'avérer très utile dans le cas où l'on désire corriger les courbes de poids du voile : en effet, le voile a tendance à être légèrement plus lourd au centre que sur les côtés.
  • Dans le cas où l'on désire générer des voiles en partant d'éléments de très faible largeur tels que des rubans, des filaments ou câbles.
Buts de l'invention
La présente invention vise tout d'abord à proposer une solution qui permet de modifier la largeur du voile, éventuellement issu de la carde.
Plus particulièrement, la présente invention vise à proposer un voile qui va subir le procédé de verticalisation et dans lequel les fibres et/ou filaments individuels présentent l'orientation adéquate.
La présente invention vise également à permettre, outre une orientation adéquate des fibres au sein dudit voile, une orientation isotrope desdites fibres.
Enfin, la présente invention vise à titre complémentaire à permettre la réalisation d'un voile présentant une condensation des fibres, en particulier dans le cas d'une préparation d'un produit dense.
Description des principaux éléments caractéristiques de l'invention
La présente invention se rapporte à un procédé permettant d'obtenir une orientation adéquate d'éléments constitutifs d'un voile, tels que des fibres et/ou filaments, par exemple issu d'une carde, caractérisé en ce que :
  • l'on fait subir aux fibres et/ou filaments une étape de prébouclage effectuée grâce à l'interpénétration d'un premier jeu de disques boucleurs portés sur un axe commun transversal et entraínés en rotation continue à une première vitesse, et d'un premier jeu d'éléments boucleurs fixes, le jeu de disques boucleurs et le jeu d'éléments boucleurs présentant une jauge j définie de manière à préboucler les fibres et/ou filaments avec une valeur d'ondulation ou période j,
  • l'on retient à l'aide de moyens de blocage lesdits fibres et/ou filaments à intervalles réguliers d'une longueur de (n x j) où n est un entier compris entre 2 et 20,
  • l'on permet l'expansion des fibres et/ou filaments prébouclés de manière à réaliser de grandes ondulations présentant une valeur d'ondulation ou période (n x j), et
  • l'on étale par un simple étirage transversal les fibres et/ou filaments prébouclés sur une valeur d'ondulation ou période (n x j).
La présente invention se rapporte également au dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comprend :
  • un premier jeu de disques boucleurs portés sur un axe commun transversal et entraínés en rotation continue à une première vitesse,
  • un premier jeu d'éléments boucleurs fixes, le jeu de disques boucleurs et le jeu d'éléments boucleurs présentant une jauge définie (j) en vue de préboucler les fibres et/ou filaments avec une valeur d'ondulation ou période (j),
  • des éléments de blocage disposés régulièrement avec une jauge (n x j) où n est un entier compris entre 2 et 20 et destinés à bloquer les fibres et/ou filaments prébouclés sur une valeur d'ondulation ou période (j) à intervalles réguliers d'une longueur (n x j), et
  • un tapis étaleur permettant la mise à plat des fibres et/ou filaments.
De préférence, lesdits éléments boucleurs du dispositif sont des doigts boucleurs.
Selon une première forme d'exécution, lesdits éléments de blocage sont constitués par des doigts boucleurs plus longs que les autres doigts boucleurs et présents tous les 2 à 20 doigts boucleurs consécutifs.
Selon une deuxième forme d'exécution, ces éléments de blocage sont constitués par un autre jeu de disques détacheurs portés sur un axe commun transversal et entraínés en rotation continue à une vitesse correspondant à la vitesse de rotation des disques boucleurs.
Avantageusement, dans cette forme d'exécution, les disques détacheurs sont disposés dans le prolongement de certains des doigts boucleurs.
De manière avantageuse, le tapis étaleur est constitué par un ensemble de courroies individuelles disposées de manière divergente, et de préférence, le nombre de ces courroies individuelles correspond essentiellement au nombre d'éléments de blocage.
Avantageusement, les éléments de blocage pénètrent légèrement entre les différentes courroies individuelles.
De préférence, des moyens mécaniques sont prévus pour faire varier légèrement les vitesses longitudinales des courroies de sorte que la vitesse d'avance en tout point transversal du voile soit équivalente pour toutes les courroies.
De manière avantageuse, le dispositif de l'invention comprend en outre des moyens de condensation des fibres et/ou filaments disposés en amont du premier jeu de disques boucleurs et du premier jeu d'éléments boucleurs fixes.
Ces moyens de condensation des fibres sont constitués de préférence par un deuxième jeu de disques boucleurs portés sur un second axe commun transversal et entraínés en rotation continue à une vitesse et entre lesquels sont disposés des éléments boucleurs fixes formant un deuxième jeu d'éléments boucleurs. Le deuxième jeu de disques boucleurs et le deuxième jeu d'éléments boucleurs fixes présentent la même jauge que le premier jeu de disques boucleurs et le premier jeu d'éléments boucleurs fixes, et la vitesse de rotation du deuxième jeu de disques boucleurs est supérieure à celle du premier jeu de disques boudeurs.
Description des figures
La figure 1 représente une vue en coupe du dispositif selon une première forme d'exécution permettant la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention.
La figure 2 représente une vue par le dessus du dispositif tel que représenté à la figure 1.
La figure 3 représente une vue par le dessus du dispositif tel que représenté à la figure 1 et dans lequel on a représenté les fibres et/ou filaments qui ont subi les étapes de prébouclage.
La figure 4 représente une vue par le dessus du tapis étaleur permettant l'étirage des fibres et/ou filaments et présent dans les dispositifs représentés aux figures 1, 2 et 3.
La figure 5 représente une vue en coupe dispositif selon une seconde forme d'exécution permettant la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention.
La figure 6 représente des vues par le dessus du dispositif tel que représenté à la figure 5 et dans lequel on a représenté les fibres et/ou filaments qui ont subi les étapes de prébouclage.
La figure 7 représente une vue en coupe d'un dispositif particulier permettant la mise en oeuvre avantageuse du procédé selon la présente invention, destiné à la réalisation de produits dits condensés.
La figure 8 représente un dispositif complet qui permet la réalisation d'un produit spécifique à base de rubans permettant la réalisation d'un produit de type nappé-collé.
Description détaillée de plusieurs formes d'exécution de l'invention
On a décrit la présente invention en se référant aux techniques de verticalisation décrites plus particulièrement dans les publications antérieures de la Demanderesse, et en particulier dans les publications WO91/00382 et WO98/36119.
Le principe à la base de la présente invention vise donc à préparer le voile de fibres et/ou filaments, et plus particulièrement à ajuster l'angle desdits fibres et/ou filaments individuels du voile qui seront soumis à l'étape de bouclage-étirage telle que décrite en détail dans les diverses publications antérieures.
Toutefois, le procédé décrit dans la présente invention peut également servir à la constitution de voiles destinés aux techniques classiques d'aiguilletage, calandrage, de consolidation chimique ou de consolidation ultrasons telles que décrites abondamment dans l'état de l'art.
Plus particulièrement, le procédé à la base de la présente invention pourra permettre la réalisation de voiles présentant un poids variant de la gamme classique de 10 à 50 g/m2 jusqu'à des valeurs de 100 à 300 g/m2, et ceci sans difficultés.
De même, le procédé à la base de la présente invention pourra permettre la réalisation de voiles présentant une largeur variable allant de 0,5 à plusieurs mètres sans difficultés.
Contrairement à ce qui a été décrit dans la publication WO91/00382, où l'on proposait de réaliser le pré-bouclage grâce à un enchevêtrement d'un premier jeu de disques disposés sur un premier arbre et d'un second jeu de disques disposés sur un second arbre, la présente invention propose de réaliser une orientation adéquate des éléments constitutifs du voile par prébouclage grâce à un jeu de disques boucleurs disposés sur un premier arbre et entraínés en rotation à vitesse continue, qui coopèrent avec des doigts boucleurs qui sont fixes et dont le profil permet l'engagement et puis l'entraínement de la matière. A l'issue de ce prébouclage, on retient par des moyens de blocage les éléments constitutifs du voile que sont les fibres et/ou filaments de manière régulière et on permet l'expansion de ces fibres et/ou filaments prébouclés de manière à obtenir des fibres et/ou filaments présentant de plus grandes ondulations. On étale ensuite ces grandes ondulations.
Les figures 1 et 2 représentent des vues en coupe et par le dessus d'une première forme d'exécution d'un dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé de prébouclage selon la présente invention permettant l'orientation des fibres et/ou filaments individuels. présents dans un voile. Ce dispositif comprend un premier jeu de disques boucleurs 11 disposés selon une jauge j sur un premier arbre commun transversal 10 et entre lesquels sont disposés des doigts boucleurs 12 fixes constituant un premier jeu d'éléments boucleurs. Les disques boucleurs 11 sont entraínés en rotation à vitesse continue et de préférence constante tandis que les doigts boucleurs 12 sont fixes.
Avantageusement, selon cette première forme d'exécution, on se propose de disposer régulièrement un doigt boucleur fixe 15 plus long que les autres doigts boucleurs 12 tous les 2 à 20 doigts boucleurs 12, de préférence tous les 3 à 10 doigts boucleurs 12, soit avec une jauge (n x j) où 2 ≤ n (entier) ≤ 20.
De cette manière, la présence du doigt boucleur 15 plus long apparaítra à intervalles réguliers soit tous les (2 x j) à (20 x j). Ces doigts boucleurs plus longs 15 constituent donc les éléments de blocage définis ci-dessus.
La figure 3 décrit trois fibres successives f1, f2 et f3 entraínées par le dispositif selon cette première forme d'exécution. On observe clairement les différentes étapes successives auxquelles sont soumises ces trois fibres f1, f2 et f3 à différents moments dans la progression du voile dans le dispositif.
On remarque en effet que les fibres f1 qui viennent d'être (pré) bouclées par le système doigts boucleurs courts 12 / disques boucleurs 11 sont encore maintenues tendues entre les doigts boucleurs courts 12 et les disques boucleurs 11 sous la forme de petites ondulations présentant une valeur d'ondulation ou période j. Les disques boucleurs 11 continuent à pousser les fibres f1 jusqu'au moment où elles vont quitter l'extrémité des doigts boucleurs courts 12. A cet instant, les fibres f1 n'étant plus sous tension vont chercher de par leur résilience à s'expanser et à prendre la forme des fibres telles que représentées par f2 sans toutefois quitter les disques boucleurs 11. La période des fibres f2 reste j.
Grâce à la cohésion inter-fibres du voile, les fibres telles que les fibres f2 vont être extirpées des disques boudeurs 11 par les fibres disposées en aval et pouvoir s'expanser pleinement tout en étant maintenues dans les limites des doigts boucleurs longs 15 servant de moyens de blocage comme cela est représenté pour les fibres f3. A ce stade, on a réalisé de grandes ondulations avec une valeur d'ondulation ou période (n x j), où n est la fréquence à laquelle les doigts boucleurs longs 15 sont disposés entre les doigts boucleurs courts 12. n est donc un nombre entier compris entre 2 et 20.
La jauge j, c'est-à-dire la distance entre deux disques boucleurs 11 ou deux doigts boucleurs courts 12 consécutifs, est de préférence faible, c'est-à-dire comprise entre 2 et 15 mm, et plus particulièrement entre 5 et 10 mm. Ceci permet de garantir un étirage plus régulier. Le fait d'être parti d'une jauge j relativement faible a permis d'étirer le voile de façon très régulière et homogène, ce qui n'aurait pas été possible si on avait utilisé comme jauge de bouclage la jauge correspondant aux doigts boucleurs longs 15, soit la jauge (n x j).
Les grandes ondulations de période (n x j) sont conduites vers le tapis étaleur 100 qui se présente sous la forme de plusieurs lanières ou courroies 101,102,103,... de section quelconque, et qui permettent de recueillir les fibres par gravité ou même grâce à une légère aspiration, à la sortie des doigts les plus longs 15. Ces lanières ou courroies 101,102,103,... sont disposées de manière divergente, comme représenté à la figure 4, et vont donc en s'évasant dans le plan du voile et permettent ainsi d'accompagner les ondulations tout en contrôlant leur mise à plat.
Judicieusement, les doigts boucleurs longs 15 se prolongent entre les courroies ou lanières 101,102,103,...
De préférence, le nombre de doigts boucleurs longs 15 est équivalent au nombre de lanières.
Le fait de proposer un tapis étaleur se présentant sous forme de courroies permet avantageusement d'aplanir totalement le voile et donc de l'élargir.
De manière particulièrement avantageuse, il conviendra de prévoir des moyens mécaniques adéquats permettant que la composante longitudinale (c'est-à-dire dans le sens d'avance de la courroie) de chaque courroie soit légèrement différente, de manière que la vitesse d'avance en chaque point transversal du voile soit équivalente.
Grâce à la cohésion intrinsèque du voile, les fibres en aval déjà présentes entre les courroies vont entraíner les fibres situées sur les doigts boucleurs longs 15. Ce dispositif présente l'avantage de simplifier le dispositif général mais nécessite toutefois la présence d'un voile suffisamment cohésif (et donc suffisamment lourd).
Selon une autre forme d'exécution préférée, le procédé selon la présente invention peut être mis en oeuvre avec le dispositif décrit aux figures 5 et 6. Ce dispositif comprend d'une part un premier jeu de disques boucleurs 11 portés sur un premier axe commun transversal 10 et entraínés en rotation continue à une première vitesse V1, entre lesquels sont disposés un jeu de doigts boucleurs courts 12. Ce premier jeu de disques 11 et ce jeu de doigts boucleurs 12 présentent une jauge j. En aval de ce jeu de disques boucleurs 11 et dans le prolongement de certains des doigts boucleurs 12 est disposé un autre jeu de disques 25 portés également sur un axe commun transversal 20 parallèle au premier axe 10.
Cet autre jeu de disques 25 est appelé jeu de "disques détacheurs" et présente une jauge (n x j) où n est un nombre entier compris entre 2 et 20. En effet, on a disposé un disque détacheur 25 à intervalles réguliers dans le prolongement de certains des doigts boucleurs 12 tous les (n x j) doigts boucleurs 12.
Les disques détacheurs 25 sont également entraínés en rotation continue à une vitesse V2 équivalente à la vitesse V1 des premiers disques boucleurs 11 et ceci dans le même sens.
La formation des ondulations des fibres est décrite à la figure 6 et correspond exactement à ce qui a été décrit précédemment en relation avec la figure 3, à la différence que le rôle joué par les doigts boucleurs longs 15 est cette fois joué par les disques détacheurs 25.
Dans ce cas de figure, les disques détacheurs 25 tournant dans le même sens que les disques boucleurs 11 vont détacher les ondulations du premier jeu de disques boucleurs 11 et les conduire positivement jusqu'au tapis étaleur 100 qui est composé de plusieurs courroies 101,102,103,... légèrement divergentes, comme représenté à la figure 4.
Avantageusement, les disques détacheurs 25 pénètrent légèrement entre les courroies 101, 102, 103 ....
Les grandes ondulations sont simplement aplanies par les courroies divergentes en même temps que le voile trouve sa nouvelle largeur.
A nouveau, le nombre de disques détacheurs correspond au nombre de courroies.
En utilisant de tels dispositifs, on comprend que l'on peut compenser le manque de résilience des fibres disposées dans le voile à la sortie de la carde après leur bouclage en réalisant un étirage plus élevé, et ceci en une seule étape. Par un réglage individuel de la pénétration des doigts à l'intérieur des disques ainsi que par l'ajustement variable des angles d'évasement des courroies, on peut moduler la valeur de l'étirage par tranches et corriger ainsi les courbes de poids du voile.
De plus, en jouant sur la jauge et en suggérant une jauge plus fine ainsi qu'en proposant des courroies particulières, on peut étirer des éléments constitutifs du voile qui peuvent être des fibres, des filaments et même des rubans ou de gros fils présentant une faible largeur.
En choisissant volontairement une jauge très fine, on peut étirer des rubans de filaments continus en les cassant afin d'obtenir des fibres dont la longueur moyenne sera fonction de la jauge.
La figure 7 représente une variante du dispositif décrit à la figure 5 et qui permet de réaliser la condensation de fibres et/ou filaments en vue de réaliser un matelas plus épais. En particulier, un tel dispositif permet d'obtenir un taux de condensation pouvant atteindre 500% alors que les dispositifs classiques atteignent au maximum des valeurs de l'ordre de 80%.
Selon la présente invention, et comme représenté à la figure 7, le dispositif comprend, en amont du premier jeu de disques boucleurs 11 portés sur un premier axe commun transversal 10, entraínés en rotation continue à une vitesse V1, et entre lesquels sont disposés des doigts boucleurs 12 formant un premier jeu d'éléments boucleurs 12, un deuxième jeu de disques boucleurs 51 portés sur un second axe commun transversal 50, entraínés en rotation continue à une vitesse V5, et entre lesquels sont disposés des éléments boucleurs fixes 52 qui forment un deuxième jeu d'éléments boucleurs.
Ces deux jeux de disques boucleurs 11 et 51 présentent une jauge j. Comme décrit précédemment, à ce premier jeu de disques boucleurs 11 est associé un jeu de disques détacheurs 25 mais présentant une jauge (n x j).
En vue d'effectuer la condensation des fibres, la vitesse d'entraínement V5 du second jeu de disques boucleurs 51 est supérieure à la vitesse d'entraínement V1 du premier jeu de disques boucleurs 11. Ceci permet de "condenser" les fibres et donc de les accumuler avant qu'elles ne soient entraínées par l'ensemble disques boucleurs 11 / doigts boucleurs 12.
De cette manière, on peut réaliser un matelas d'un poids quelconque, allant jusqu'à des valeurs de 300 g/m2, et qui peut être utilisé dans les techniques de calandrage, nappage, consolidation chimique, consolidation par ultrasons, etc.
Il est à noter que le dispositif de condensation représenté à la figure 7 pourrait également être utilisé avec la première forme d'exécution préférée de l'invention décrite plus haut, c'est-à-dire celle utilisant les doigts boucleurs longs 15 comme éléments de blocage.
A titre d'exemple d'exécution, il est décrit à la figure 8 un dispositif permettant la réalisation d'un exemple particulier de produit de type "nappé-collé" obtenu à partir de six rubans de 25 kTex qui permettent de générer directement un voile de fibres de 23 g/m2 sur une largeur de 1,80 m. Ce voile sera ensuite directement soumis au dispositif tel que décrit dans les demandes antérieures et appelé dispositif de "verticalisation".
Etapes Nb. de rubans Etirage longit. Etirage transv. Grammage Largeur Angle
A 1 1 1 250 g/m2 0,1 m 5°
A à B 1 1 3 83 g/m2 0,3 m 15°
B à C 1 3 1 28 g/m2 0,3 m 5°
C à D 6 1 1 167 g/m2 0,3 m 5°
D à E 6 1 3 57 g/m2 0,9 m 15°
E à F 6 1 2 23 g/m2 1,8 m 28°

Claims (12)

  1. Procédé permettant d'obtenir une orientation adéquate d'éléments constitutifs d'un voile, tels que des fibres et/ou filaments, par exemple issu d'une carde, caractérisé en ce que :
    l'on fait subir aux fibres et/ou filaments une étape de prébouclage effectuée grâce à l'interpénétration d'un premier jeu de disques boucleurs (11) portés sur un axe commun transversal (10) et entraínés en rotation continue à une première vitesse (V1), et d'un premier jeu d'éléments boucleurs fixes (12), le jeu de disques boucleurs (11) et le jeu d'éléments boucleurs (12) présentant une jauge définie (j) de manière à préboucler les fibres et/ou filaments avec une valeur d'ondulation ou période (j),
    l'on retient à l'aide de moyens de blocage lesdits fibres et/ou filaments à intervalles réguliers d'une longueur de (n x j) où n est un entier compris entre 2 et 20,
    l'on permet l'expansion des fibres et/ou filaments prébouclés de manière à réaliser de grandes ondulations présentant une valeur d'ondulation ou période (n x j), et
    l'on étale par un simple étirage les fibres et/ou filaments prébouclés sur une valeur d'ondulation ou période (n x j).
  2. Dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend :
    un premier jeu de disques boucleurs (11) portés sur un axe commun transversal (10) et entraínés en rotation continue à une première vitesse (V1),
    un premier jeu d'éléments boucleurs fixes (12), lesdits éléments boucleurs (12) étant disposés entre lesdits disques boucleurs (11), le jeu de disques boucleurs (11) et le jeu d'éléments boucleurs (12) présentant une jauge définie (j) en vue de préboucler les fibres et/ou filaments avec une valeur d'ondulation ou période (j),
    des éléments de blocage (15,25) disposés régulièrement avec une jauge (n x j) où n est un entier compris entre 2 et 20 et destinés à bloquer les fibres et/ou filaments prébouclés sur une valeur d'ondulation ou période (j) à intervalles réguliers d'une longueur (n x j), et
    un tapis étaleur (100) permettant la mise à plat des fibres et/ou filaments.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments boucleurs (12,15) sont des doigts boucleurs.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments de blocage sont constitués par des doigts boucleurs (15) plus longs que les autres doigts boucleurs (12) et présents tous les 2 à 20 doigts boucleurs consécutifs.
  5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments de blocage sont constitués par un autre jeu de disques détacheurs (25) portés sur un axe commun transversal (20) et entraínés en rotation continue à une vitesse correspondant à la vitesse (V1) de rotation des disques boucleurs (11).
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les disques détacheurs (25) sont disposés dans le prolongement de certains des éléments boucleurs (12).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le tapis étaleur (100) est constitué par un ensemble de courroies individuelles (101,102,103,...) disposées de manière divergente.
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le nombre de courroies individuelles (101,102,103,...) correspond essentiellement au nombre d'éléments de blocage.
  9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les éléments de blocage pénètrent légèrement entre les différentes courroies individuelles (101,102,103,...).
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que des moyens mécaniques sont prévus pour faire varier légèrement les vitesses longitudinales des courroies de sorte que la vitesse d'avance en tout point transversal du voile soit équivalente pour toutes les courroies (101,102,103,...).
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de condensation des fibres et/ou filaments disposés en amont du premier jeu de disques boucleurs (11) et du premier jeu d'éléments boucleurs fixes (12).
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de condensation des fibres sont constitués par un deuxième jeu de disques boucleurs (51) portés sur un second axe commun transversal (50), entraínés en rotation continue à une vitesse (V5) et entre lesquels sont disposés des éléments boucleurs fixes (52) formant un deuxième jeu d'éléments boucleurs, le deuxième jeu de disques boucleurs (51) et le deuxième jeu d'éléments boucleurs fixes (52) présentant la même jauge définie (j) que le premier jeu de disques boucleurs (11) et le premier jeu d'éléments boucleurs fixes (12), la vitesse de rotation (V5) du deuxième jeu de disques boucleurs (51) étant supérieure à celle du premier jeu de disques boucleurs (11).
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