EP1377702A1 - Dispositif et procede de compactage d'une nappe de fibres a reglage de la pression appliquee a la nappe - Google Patents

Dispositif et procede de compactage d'une nappe de fibres a reglage de la pression appliquee a la nappe

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EP1377702A1
EP1377702A1 EP02713015A EP02713015A EP1377702A1 EP 1377702 A1 EP1377702 A1 EP 1377702A1 EP 02713015 A EP02713015 A EP 02713015A EP 02713015 A EP02713015 A EP 02713015A EP 1377702 A1 EP1377702 A1 EP 1377702A1
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EP
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cylinder
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roller
convergence
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Andritz Perfojet SAS
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Rieter Perfojet SAS
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    • D04H18/00—Needling machines
    • D04H18/04—Needling machines with water jets
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    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/10—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically
    • D04H3/11—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically by fluid jet

Definitions

  • the first step of the process consists in mechanically compacting the sheet of fibers or filaments, then wetting it and entangling the fibers or filaments with a water injector.
  • This technique generally consists in first making a base sheet formed of elementary, natural, synthetic fibers, or formed of a mixture of these fibers, in particular with the card or the lapper to obtain a very airy layer weighing a few tens grams per square meter, to several hundred grams per square meter, for example a sheet of 200 g / m 2 has a thickness of the order of 100 mm.
  • the elementary fibers of this sheet are then entangled by means of a ramp of contiguous jets of water under high pressure (50 to 400 bar) to bring the aerated base sheet to a thickness of the order of less than one to several millimeters, especially from 0.5 to 5 millimeters.
  • the invention remedies this drawback by a device and a method which make it possible to adjust the degree of compaction of the sheet of nonwoven fibers.
  • the subject of the invention is therefore a device for compacting a sheet of nonwoven fibers or filaments, comprising a cylinder, a first conveyor converging at a point of convergence, towards the cylinder and, downstream from the point of convergence in the direction of movement of the first conveyor, a roller on which the first conveyor passes, characterized by 2/070804
  • the device comprises a cylinder, in particular suction, a second conveyor passing over a part of the cylinder, a first conveyor converging towards the second conveyor at the point of convergence upstream of the part of the cylinder and, directly downstream of the point of convergence, a roller on which the first conveyor passes.
  • Means are provided for modifying the position of the roller so as to modify the extent of the arc along which the first conveyor is applied, with the interposition of the second conveyor, to the cylinder.
  • the roll When it is desired to substantially conserve the volume of the nonwoven and compact it very little, the roll is placed in a position in which the first conveyor is not applied to the cylinder while being kept at a small distance, for example five millimeters . If, on the other hand, it is desired to compact the sheet of fibers more, in order to increase its density, the roller is placed in a position in which the extent of the arc along which the first conveyor is applied to the cylinder is greater .
  • directly downstream of the point of convergence is meant that there is not between the point of convergence and the roll of elements capable of modifying the trajectory of the first conveyor.
  • the trajectory of this first conveyor is thus defined by the position of the roller and thereby the pressure which applies to the web between the second and the first conveyor is adjustable.
  • the means for modifying the position of the roller may in particular be a pneumatic, hydraulic or mechanical jack, a rack device, a wheel and worm assembly.
  • the compacting device is normally carried out by wetting the fibers of the sheet.
  • the conveyors are permeable to water.
  • the water jet from this injector is usually under a pressure which is not more than 20 bars. It is desirable that the injector is in a centered position relative to the arc along which the first conveyor is applied to the cylinder.
  • the invention provides means for modifying the position of the water injector. 2/070804
  • first conveyor is below the cylinder so that it does not tend to apply by gravity to the latter and its position relative to the cylinder is well determined by the roller, the first conveyor also being below the second conveyor.
  • first conveyor, the roller and the injector are arranged above the second conveyor.
  • Means of sending pressurized water jets are normally provided on the part of the cylinder over which the second conveyor passes, the pressure of these water jets being at least 10 bar and in particular between 10 and 400 bar.
  • FIG. 1 is an elevation view of a device according to the invention in a first position of the roller
  • FIG. 2 is a view similar to that of FIG. 1, then that the roller has taken another position
  • FIG. 3 is an elevation view of the roller and of the jack making it possible to modify its position
  • FIG. 4 is an elevation view of a variant
  • FIG. 5 is a view similar to Figure 1 of a variant.
  • the core 3 carries an idler roller 5 and a motorized roller 6 for returning the endless conveyor 4.
  • the core 3 further carries a roller 7 provided with a device
  • a roller 11 is provided which is mounted on two jacks 12 so that the roller 11 can be raised or lowered.
  • the two mechanical screw jacks 12 each have a rod 34 which attacks a bearing 36 of a journal 35 of the roller 11 and which leaves a body 33 of the jack.
  • the rod 34 can be raised or lowered by operating a flywheel 37 driving a shaft 38 which meshes in a screw cooperating with the rod.
  • the core 3 also carries an injector 13 of pressurized water which comprises a cam 14 sliding in a curved slide 15 according to a curvature corresponding to that of a cylinder 15 located opposite the jet supplied by the injector 13. L the injector 13 is also carried by the core 3.
  • the roller 25 also comprises a tensioning device 28 and the roller 26 a device for guiding the conveyor.
  • the second inner conveyor 27, consisting of a water-permeable fabric, is wound on the cylinder 15, which is provided with a suction device 29, on a part 30 extending from point 31 where the jet emitted by the injector 13 reaches the cylinder 15, at an angle of about 170 °.
  • the two conveyors 4 and 27 converge at point 31.
  • the conveyor 4 moves clockwise.
  • the conveyor 27 moves counterclockwise.
  • the cylinder 15 moves counterclockwise. Downstream from point 31, two devices 32 are provided for spraying pressurized water jets.
  • the conveyor 4 is at a distance from the cylinder 15 and the sheet of nonwoven fibers, which is compacted between the converging strands at point 31 of the conveyors 4 and 27, is compacted only by this convergence, while in FIG. 2 the fact of having raised the roller 11 directly downstream of the point 31 means that the conveyor 4 is applied at a certain angle on the conveyor 27 and consequently by means of the latter on the cylinder 15 from point 31. Compression is stronger. To take account of this greater extent over which compression takes place, the injector 13 has been moved to the right in FIG. 2 so that the jet which results therefrom comes to strike a point substantially between point 31 and the point 33 where the conveyor 4 leaves the conveyor 27.
  • FIG. 5 is shown a device similar to that of FIG. 1, but without the conveyor 27,

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Description

Dispositif et procédé de compactage d'une nappe de fibres à réglage de la pression appliquée à la nappe
Dans la production de non tissés liés par jets d'eau, la première étape du procédé consiste à compacter mécaniquement la nappe de fibres ou de filaments puis à la mouiller et à enchevêtrer les fibres ou filaments avec un injecteur d'eau.
Cette technique consiste en général à réaliser d'abord une nappe de base formée de fibres élémentaires, naturelles, synthétiques, ou formée d'un mélange de ces fibres, notamment à la carde ou au nappeur pour obtenir une nappe très aérée pesant de quelques dizaines de grammes au mètre carré, à plusieurs centaines de grammes par mètre carré, par exemple une nappe de 200 g/m2 a une épaisseur de l'ordre de 100 mm. On emmêle ensuite les fibres élémentaires de cette nappe au moyen d'une rampe de jets contigus d'eau sous haute pression (50 à 400 bar) pour amener la nappe aérée de base à une épaisseur de l'ordre de moins de un à plusieurs millimètres, notamment de 0,5 à 5 millimètres.
Certains non tissés sont trop compactés. D'autres ne le sont pas assez. L'invention remédie à cet inconvénient par un dispositif et un procédé qui permettent de régler le degré de compactage de la nappe de fibres non tissée.
L'invention a donc pour objet un dispositif de compactage d'une nappe de fibres ou de filaments non tissés, comprenant un cylindre, un premier convoyeur convergent en un point de convergence, vers le cylindre et, en aval du point de convergence dans le sens de déplacement du premier convoyeur, un rouleau sur lequel passe le premier convoyeur, caractérisé par des 2/070804
moyens de modification de la position du rouleau de manière à modifier, quand le premier convoyeur est appliqué au cylindre, l'étendue de l'arc du cylindre suivant lequel le premier convoyeur est appliqué au cylindre.
Suivant un mode de réalisation et qui convient pour des nappes lourdes (>150g/m2) le dispositif comprend un cylindre, notamment aspirant, un second convoyeur passant sur une partie du cylindre, un premier convoyeur convergent vers le second convoyeur en le point de convergence en amont de la partie du cylindre et, directement en aval du point de convergence, un rouleau sur lequel passe le premier convoyeur. Il est prévu des moyens de modification de la position du rouleau de manière à modifier l'étendue de l'arc suivant lequel le premier convoyeur est appliqué, avec interposition du second convoyeur, au cylindre.
Lorsqu'on veut conserver sensiblement le volume du non tissé et le compacter très peu, on met le rouleau en une position dans laquelle le premier convoyeur n'est pas appliqué au cylindre en en étant maintenu à une distance petite, par exemple de cinq millimètres. Si, en revanche, on veut compacter davantage Ja nappe de fibres, afin d'en augmenter la densité, on met le rouleau en une position dans laquelle l'étendue de l'arc suivant lequel le premier convoyeur est appliqué au cylindre est plus grande. Par directement en aval du point de convergence on entend qu'il n'y a pas entre le point de convergence et le rouleau d'éléments susceptibles de modifier la trajectoire du premier convoyeur. La trajectoire de ce premier convoyeur est ainsi définie par la position du rouleau et par là même la pression qui s'applique à la nappe entre le second et le premier convoyeur est réglable.
Les moyens de modification de la position du rouleau peuvent être notamment un vérin pneumatique, hydraulique ou mécanique, un dispositif à crémaillère, un ensemble roue et vis sans fin.
Le dispositif de compactage s'effectue normalement en mouillant les fibres de la nappe. Les convoyeurs sont perméables à l'eau. est prévu pour le mouillage un injecteur d'eau disposé du côté du premier convoyeur opposé au côté où se trouve le second convoyeur. Le jet d'eau de cet injecteur est habituellement sous une pression qui n'est pas supérieure à 20 bars. Il est souhaitable que l'injecteur soit en position centrée par rapport à l'arc suivant lequel le premier convoyeur est appliqué au cylindre. A cet effet, l'invention prévoit des moyens de modification de la position de l'injecteur d'eau 2/070804
permettant de faire en sorte que son jet puisse être dirigé, suivant la manière dont l'injecteur est mis en position, du point de convergence à un point en aval du point de convergence.
On obtient les meilleurs résultats quand le premier convoyeur est en dessous du cylindre de sorte qu'il n'a pas tendance à s'appliquer par gravité à celui-ci et que sa position par rapport au cylindre est bien déterminé par le rouleau, le premier convoyeur étant également en dessous du second convoyeur. Mais dans un autre mode de réalisation le premier convoyeur, le rouleau et l'injecteur sont disposés au dessus du second convoyeur. II est normalement prévu des moyens d'envoi de jets d'eau sous pression sur la partie du cylindre sur laquelle passe le second convoyeur, la pression de ces jets d'eau étant d'au moins 10 bar et notamment comprise entre 10 et 400 bar.
L'invention a enfin pour objet un procédé de compactage d'une nappe de fibres entre des parties de deux convoyeurs intérieur et extérieur enroulées sur un même cylindre, qui consiste à modifier l'étendue de ladite partie du convoyeur extérieur en fonction du degré de compactage souhaité. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : la figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif suivant l'invention en une première position du rouleau, la figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1, alors que le rouleau a pris une autre position, la figure 3 est une vue en élévation du rouleau et du vérin permettant d'en modifier la position, la figure 4 est une vue en élévation d'une variante, et la figure 5 est une vue semblable à la figure 1 d'une variante.
Du socle 1 du dispositif partent deux piliers 2 qui portent une âme 3 d'un premier convoyeur 4 extérieur, constitué d'une toile perméable à l'eau.
L'âme 3 porte un rouleau 5 fou et un rouleau 6 motorisé de renvoi du convoyeur 4 sans fin. L'âme 3 porte en outre un rouleau 7 muni d'un dispositif
8 tendeur coopérant avec l'un des piliers 2, tandis qu'un autre rouleau 9 est relié à un dispositif 10 de guidage du convoyeur. Enfin et surtout, il est prévu un rouleau 11 qui est monté sur deux vérins 12 en sorte que le rouleau 11 peut être soulevé ou abaissé. Les deux vérins 12 mécaniques à vis ont chacun une tige 34 qui attaque un palier 36 d'un tourillon 35 du rouleau 11 et qui sort d'un corps 33 de vérin. La tige 34 peut être soulevée ou abaissée en manoeuvrant un volant 37 entraînant un arbre 38 qui engrène dans une vis coopérant avec la tige. L'âme 3 porte également un injecteur 13 d'eau sous pression qui comporte une came 14 coulissant dans une coulisse 15 incurvée suivant une courbure correspondante à celle d'un cylindre 15 se trouvant en regard du jet fourni par l'injecteur 13. L'injecteur 13 est également porté par l'âme 3.
Du socle 1 partent deux colonnes 16 qui supportent un longeron 17 duquel pendent deux bras 18, 19 supportant une âme 20. De l'âme 20 partent trois supports 21 , 22, 23 de rouleaux 24, 25, 26 sur lesquels passe un second convoyeur 27. Le rouleau 25 comprend également un dispositif 28 tendeur et le rouleau 26 un dispositif de guidage du convoyeur. Le second convoyeur 27 intérieur, constitué d'une toile perméable à l'eau, s'enroule sur le cylindre 15, qui est muni d'un dispositif 29 d'aspiration, sur une partie 30 s'étendant, à partir du point 31 où le jet émis par l'injecteur 13 atteint le cylindre 15, sur un angle d'environ 170°. Les deux convoyeurs 4 et 27 convergent en le point 31. Le convoyeur 4 se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre. Le convoyeur 27 se déplace dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le cylindre 15 se déplace dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. En aval du point 31 , il est prévu deux dispositifs 32 de projection de jets d'eau sous pression.
A la figure 1, le convoyeur 4 est à distance du cylindre 15 et la nappe de fibres non tissée, qui est compactée entre les brins convergents au point 31 des convoyeurs 4 et 27, n'est compactée que par cette convergence, tandis qu'à la figure 2 le fait d'avoir soulevé le rouleau 11 directement en aval du point 31 fait que le convoyeur 4 s'applique sur un certain angle sur le convoyeur 27 et en conséquence par l'intermédiaire de celui-ci sur le cylindre 15 à partir du point 31. La compression est plus forte. Pour tenir compte de cette étendue plus grande sur laquelle s'effectue la compression, l'injecteur 13 a été déplacé vers la droite à la figure 2 en sorte que le jet qui en est issu vient frapper un point sensiblement compris entre le point 31 et le point 33 où le convoyeur 4 quitte le convoyeur 27.
A la figure 4, le premier convoyeur 4, le rouleau 11 et l'injecteur 13 sont au dessus du second convoyeur 27.
A la figure 5 est représenté un dispositif analogue à celui de la figure 1 , mais sans le convoyeur 27,

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de compactage d'une nappe de fibres ou de filaments non tissés, comprenant un cylindre (15), un premier convoyeur (4) convergent en un point (31 ) de convergence, vers le cylindre (15) et, en aval du point (31 ) de convergence dans le sens de déplacement du premier convoyeur (4), un rouleau (11 ) sur lequel passe le premier convoyeur (4), caractérisé par des moyens (12) de modification de la position du rouleau (11) de manière à modifier, quand le premier convoyeur (4) est appliqué au cylindre (15), l'étendue de l'arc du cylindre (15) suivant lequel le premier convoyeur (4) est appliqué au cylindre (15).
2. Dispositif suivant la revendication 1 , caractérisé par un second convoyeur (27) passant sur une partie (30) du cylindre (15) et convergent vers le 1er convoyeur (4) en le point (31 ) de convergence en amont de la partie (30) du cylindre.
3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un injecteur (13) disposé du côté du premier convoyeur (4) opposé au côté où se trouve le cylindre (15).
4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par des moyens (14, 15) de modification de la position de l'injecteur (13) d'eau permettant d'en diriger le jet du point (31) de convergence à un point en aval du point (31) de convergence.
5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier convoyeur (4) est en dessous du cylindre (15).
6. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le premier convoyeur (4) est en dessous du second convoyeur (27).
7. Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le premier convoyeur (4), le rouleau (11) et l'injecteur (13) sont disposés au dessus du second convoyeur (27).
8. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre (15) est aspirant.
9. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (32) de projection de jets d'eau sous pression sur la partie (30) du cylindre (15).
10. Procédé de compactage d'une nappe de fibres entre un cylindre et partie d'un premier convoyeur enroulée sur ce cylindre, caractérisé en ce qu'il consiste à modifier l'étendue de ladite partie du convoyeur en fonction du degré de compactage souhaité.
11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'un second convoyeur est interposé sur une partie du cylindre entre le premier convoyeur et le cylindre.
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