EP1467011B1 - Machine pour la fabrication d'un non-tisse par voie aéraulique, comportant des moyens pour une aspiration dégressive - Google Patents

Machine pour la fabrication d'un non-tisse par voie aéraulique, comportant des moyens pour une aspiration dégressive Download PDF

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EP1467011B1
EP1467011B1 EP04370008A EP04370008A EP1467011B1 EP 1467011 B1 EP1467011 B1 EP 1467011B1 EP 04370008 A EP04370008 A EP 04370008A EP 04370008 A EP04370008 A EP 04370008A EP 1467011 B1 EP1467011 B1 EP 1467011B1
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EP
European Patent Office
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vacuum
machine according
suction
dispersion chamber
downstream
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EP04370008A
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German (de)
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EP1467011A1 (fr
Inventor
Xavier Catry
Christian Vanbeselaere
Marc Brabant
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Asselin Thibeau SAS
Original Assignee
Asselin Thibeau SAS
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to the field of the manufacture of a nonwoven by aunterlic route designated under the technical name "airlay”. It relates more particularly to an improvement to a machine for the formation of a nonwoven by a crizlic route which allows to significantly increase the speed of production, without prejudice to the quality of the nonwoven formed.
  • the "airlay” technique is essentially characterized by the dispersion in a chamber and the projection on a mobile receiving surface of individual fibers by means of a high velocity air flow, said receiving surface being permeable to air and allowing formation and transport of the nonwoven.
  • nonwoven refers to the web of fibers formed by the "airlay” technique, even though this web has not undergone any particular treatment of binding.
  • the means that are able to create inside the dispersion chamber a flow of air to disperse the fibers inside the chamber and project them on the training surface and transport include suction means disposed below the surface of formation and transport of the nonwoven, which is permeable to air.
  • downstream wall of the dispersion chamber is a plate whose lower edge is applied to the surface of the nonwoven coming out of said chamber, the suction box being disposed over the entire surface which extends to the balance the lower edge of the upstream wall and the lower edge of the downstream wall of the dispersion chamber.
  • upstream and downstream are defined with respect to the direction of movement of the formation and transport surface of the nonwoven.
  • the contact of the lower edge of the downstream wall of the dispersion chamber with the surface fibers of the nonwoven generates friction which is likely to cause irregularities on the nonwoven and all the more so as the speed of movement of the formation and transport surface of the nonwoven is important.
  • the front wall of the dispersion chamber is porous in its lower part, said lower part preferably having a curved profile substantially in a circular arc.
  • This avoids the creation of parasitic air flows caused by the rapid rotation of the transverse cylinder.
  • the thin microperforated sheet which constitutes the lower part of the downstream wall of the dispersion chamber exerts on the nonwoven a low compression force which compresses it slightly.
  • This arrangement prevents the suction flow created by the suction box from occurring an inflow of incoming air which would penetrate inside the dispersion chamber passing between the lower edge of the downstream wall and the upper strand of the formation and transport surface of the nonwoven, such a flow of air being detrimental to the quality of said nonwoven.
  • this contact between the microperforated thin sheet and the surface fibers of the nonwoven at the outlet of the dispersion chamber causes friction which may deform the nonwoven and create irregularities thereon. especially as the speed of movement of the formation and transport surface of the nonwoven is high.
  • the lower, porous part of the front wall of the dispersion chamber may also be constituted by a porous rotary cylinder, in particular a microperforated cylinder.
  • This embodiment avoids friction, when the cylinder is driven at a peripheral speed which is equal to the speed of movement of the formation and transport surface of the nonwoven.
  • parasitic air gaps may remain, although they are less important than in the document EP.0.093.585 .
  • the present invention aims to provide a machine for forming a nonwoven airway, which overcomes the disadvantages of the aforementioned known machines.
  • said suction means are able to carry out a suction in a zone - called suction zone - of the formation and transport surface of the nonwoven which extends under the chamber of dispersion and downstream thereof, with a decrease in the suction speed between the upstream and downstream of said zone.
  • the suction flow is perfectly controlled, including any parasitic flows, so as to obtain a perfectly regular non-woven even at high speed of displacement of the forming and transport surface of said nonwoven.
  • the downstream wall of the dispersion chamber is a plate whose lower edge delimits, with the upper strand of the formation and transport surface of the nonwoven, a passage space whose height is greater than the thickness of the nonwoven coming out of the dispersion chamber.
  • the downstream wall of the dispersion chamber is a rotary cylinder, preferably porous or perforated.
  • This variant is particularly advantageous when it is necessary to compress the fiber web, to evacuate the air contained between the fibers.
  • the suction means consist of a single suction box, in which the suction conditions are degressive from upstream to downstream of the suction zone.
  • the suction means consist of a multi-stage suction box, each stage having separate suction conditions.
  • a first stage having the highest suction speed V1 is placed beneath the dispersion chamber in a main section of the suction zone extending to a distance d preferably from 5 to 20 mm, for example 10 mm - from the lower edge of the downstream wall of the dispersion chamber and at least a second stage, developing a suction speed V2 less than V1, s' extends downstream of the first stage on a secondary section of the suction zone.
  • the suction speed is not uniform over the entire length of the suction chamber, the suction speed being highest in the main section, located upstream of the zone suction, which corresponds to the first suction stage while it is lower in the secondary section of the suction zone which extends beyond the first stage, in particular over the distance d.
  • the machine in the secondary section of the suction zone, comprises a single second stage in which the suction speed gradually decreases, from upstream to downstream of said secondary section.
  • the machine in the secondary section of the suction zone, the machine comprises a plurality N of successive second stages.
  • the suction speed may be constant in each of these N second stages or may be gradually decreasing from upstream to downstream of said stage.
  • the machine in the secondary section, comprises a pressure roller, preferably porous or perforated, arranged transversely above the transport surface of the nonwoven, capable of being applied to the fiber web at the beyond the downstream wall of the dispersion chamber.
  • the pressure roller is placed in line with a partition separating two second stages in the secondary section.
  • a machine for manufacturing a nonwoven by a Vogellic route comprises a conveyor employing a porous conveyor belt 1 which is mounted tensioned on drive rollers.
  • the upper run 1a of this conveyor belt 1 which in the illustrated examples is substantially horizontal, is driven at a predetermined constant speed in the direction of transport indicated by the arrow F.
  • This upper run 1a of the conveyor belt 1 forms an air permeable surface, which allows both the formation and the transport of the nonwoven.
  • This machine also comprises a fiber dispersion chamber 2, which overcomes the upper strand 1a of the conveyor belt 1 and which extends over the entire width of this upper strand 1a.
  • This dispersion chamber 2 comprises an upstream wall 3 and a downstream wall 4, which extend transversely to the direction of displacement F of the conveyor belt 1, as well as two longitudinal walls connecting the two upstream and downstream walls 4, which walls longitudinal dimensions extend parallel to the direction of movement F.
  • the lower edges of the upstream and longitudinal walls 3 are flush with the upper run 1a of the conveyor belt 1, possibly being provided with a seal 5 bearing on said upper run 1a.
  • a suction box which is able to create inside the dispersion chamber 2 an air flow 7, symbolized by arrows, for dispersing the fibers (not shown) to the inside said chamber 2 and project them onto the upper strand 1a.
  • an injection of air through the upper opening of the dispersion chamber can help the dispersion of the fibers.
  • the box 6 extends, under the upper strand 1a, on a suction zone 9, which zone 9 occupies, in width, the width at least of the dispersion chamber 2 and in length a distance D which is greater than the length L of the dispersion chamber 2.
  • the suction conditions used in the box 6 are such that the suction speed - measured in the box 6 - in the downstream portion 9a of the suction zone 9 is lower than the suction speed in the upstream part 9b of the suction zone 9.
  • the suction box 6 is a multi-stage box, comprising a first stage 10 which extends under a so-called main section of the suction zone 9, this main section 9c extending in length over a distance 1 which is less than the length L of the suction zone 9 surmounted by the dispersion chamber 2.
  • this main section 9c extends substantially from the lower edge 11 of the upstream wall 3 of the dispersion chamber 2 (or slightly downstream thereof) to a distance d from the plumb with the lower edge 12 of the downstream wall 4 of the dispersion chamber 2.
  • the suction speed V1 is generated at the level of the first stage 10 and uniform over the entire length 1 of said stage 10.
  • the suction box 6 comprises a second stage 13 which covers the secondary section 9d of the suction zone, which goes beyond the main section 9c previously defined.
  • the conditions used are such that the suction speed decreases progressively over the entire length of the secondary section 9d from the entrance to the exit thereof, as illustrated on the figure 1 by the continuous decrease of arrows V2, symbolizing the suction speed in said secondary section 9d.
  • the secondary section 9d is divided into five subsections 9d 1 , 9d 2 , 9d 3 , 9d 4 , 9d 5 from upstream to downstream of said secondary section 9d.
  • the suction speed V3 is constant. This speed V3 decreases from section to section from upstream to downstream of said secondary section 9d.
  • Each sub 9d 9d section 1 to 5 corresponds to a floor 14 to 18 of suction box 6.
  • the suction velocity V4 is not constant but decreases progressively along the length of each stage 14 to 18 from the upstream to the downstream of each sub-section, as is clearly apparent from FIG. review of the figure 3 .
  • the fourth embodiment which is illustrated in the figure 4 is a combination of the second and third examples previously described, the suction speed V5 gradually decreasing in some stages 14, 16 and 18 while it remains constant in some others 15, 17.
  • the suction box 6 comprises three stages, namely the first stage 10 which corresponds to the main section 9c of the suction zone 9 and two successive second stages 14 and 15 which correspond to the subsections 9d 1 and 9d 2 of the secondary section 9d of the suction zone 9.
  • This number of stages is not exclusive, and can be superior as in the example shown on the figure 2 but it can also be two.
  • the fibers are ejected in an individualized manner inside the dispersion chamber 2, are dispersed by the air flow over the entire horizontal section of said chamber 2 and are projected onto the upper run 1a of the conveyor belt 1. Due to the accumulation of fibers on the upper strand 1a during the movement of the conveyor belt 1, a nonwoven 13 is thus formed which is conveyed to the outside of the dispersion chamber 2 while passing to the right of the downstream wall 4 of said chamber 2, which in the example shown is a plate.
  • the spacing e between the lower edge 12 of said downstream wall 4 and the upper strand 1a is determined so that this spacing is greater than the thickness of the nonwoven formed in the dispersion chamber 2, in the state where it is located when it leaves said chamber 2.
  • This spacing e is a function of the grammage of the nonwoven. It is preferably 5 to 50 mm, for example 30 mm.
  • the flow of air that moves the fibers inside the dispersion chamber 2 is created in particular by the suction box 6, more precisely by the suction generated by the portion of the suction section 9 which is located to the right of the dispersion chamber 2.
  • Other complementary means could be implemented, for example an injection of air at the upper part of the dispersion chamber 2, to help stain the fibers of the cylinder 8.
  • the fibers which are in the dispersion chamber 2 tend to concentrate on the upper strand 1a at the main suction section 9c, so that the nonwoven 13 is almost formed in its final configuration at the outlet of the first stage 10 of the suction box 6.
  • the nonwoven is in some way supported by the second stage 14 of the suction box 6 in which the suction speed V2 is lower than the speed V1 of the first stage.
  • This management takes place while the nonwoven 13 is still inside the dispersion chamber 2, over the distance d then while the nonwoven 13 is out of the dispersion chamber 2.
  • This support which continues at the level of the second stage 14 of the suction box 6 allows there to be no disturbances caused by the passage of the nonwoven under the lower edge 12 of the downstream amount 4 of the dispersion chamber 2, since substantially the same air flow regime is observed on either side of this downstream amount 4.
  • FIG 5 there is a pressure roller 20 which is in line with the partition 21 which separates the two successive stages 14, 15 of the secondary section 9a.
  • This pressure roller 20 is mounted transversely above the upper run 1a of the conveyor belt 1, applying to the nonwoven 13.
  • the distance T between the vertical passing through the lower edge 12 of the wall downstream 4 and the vertical tangent to the rear of the roll 20 is preferably relatively low, preferably 10 to 30 mm.
  • the dispersion chamber 2 has a length L of the order of 60 mm, that of the main section 9c of the order of 50 mm and that of the first stage 9d, the secondary section of the 80 mm order.
  • the distance T is of the order of 20 mm for a roll 20 having a diameter of the order of 100 mm.
  • the nonwoven is then taken in charge by the suction created by the second following stage 15 of the suction box 6, of which the suction speed V3 is lower than the suction speed V2 of the second stage 14.
  • this support can be carried out successively with other second stages 16 to 18 until there is no longer the progressive decrease (by stages in the present example) of the suction in the secondary zone 9d allows there to be a gradual relaxation of the fibers of the nonwoven 13, under the effect of said suction. This makes it possible to obtain the desired result, namely the production of a particularly homogeneous nonwoven, under good industrial conditions, at high speed.
  • the suction speed V1 at the main section 9c of the suction zone 9 was of the order of 30 to 90 m / s.
  • the suction velocities of the five second stages located at the level of the secondary section 9d of the suction zone 9 were respectively equal to or of the order of 0.8 V, 0.6 V, 0.4 V and 0.2 V, knowing that V is the speed of the most upstream first stage and had a value itself lower than V 1 , for example 0.8 V 1 .
  • the first stage V1 speed of the suction box was equipped with its own fan while for the five second stages a single fan allowed to obtain this degression suction speed through the implementation of sheets perforated.
  • the present invention is however not limited to the embodiments which have been described by way of non-exhaustive examples.
  • Any suitable means can be used to obtain the suction velocities in the suction box, whether from a single fan or a plurality of fans, and from complementary elements able to reduce the suction velocity possibly gradually, from upstream to downstream of the suction zone.

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Description

  • La présente invention concerne le domaine de la fabrication d'un non-tissé par voie aéraulique désigné sous l'appellation technique « airlay ». Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement à une machine pour la formation d'un non-tissé par voie aéraulique qui permet d'augmenter de manière significative la vitesse de production, sans préjudice pour la qualité du non-tissé formé.
  • La technique « airlay » se caractérise essentiellement par la dispersion dans une chambre et la projection sur une surface de réception mobile, de fibres individuelles au moyen d'un flux d'air haute vitesse, ladite surface de réception étant perméable à l'air et permettant la formation et le transport du non-tissé. On désigne dans le présent texte par le terme « non-tissé » le voile de fibres formé par la technique « airlay », quand bien même ce voile n'a pas subi de traitement particulier de liage.
  • Une telle technique « airlay » est connue notamment par les documents US 4 097 965 , EP 0 093 585 et FR 2 824 082 .
  • Dans ces trois documents, les moyens qui sont aptes à créer à l'intérieur de la chambre de dispersion un flux d'air permettant de disperser les fibres à l'intérieur de la chambre et de les projeter sur la surface de formation et de transport consistent notamment en des moyens d'aspiration disposés en-dessous de la surface de formation et de transport du non-tissé, qui est perméable à l'air.
  • Dans le document US 4 097 965 , la paroi aval de la chambre de dispersion est une plaque dont le bord inférieur vient s'appliquer sur la surface du non-tissé sortant de ladite chambre, le caisson d'aspiration étant disposé sur toute la surface qui s'étend à l'aplomb du bord inférieur de la paroi amont et le bord inférieur de la paroi aval de la chambre de dispersion. Dans le présent texte, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à la direction de déplacement de la surface de formation et de transport du non-tissé.
  • Selon le demandeur, le contact du bord inférieur de la paroi aval de la chambre de dispersion avec les fibres de surface du non-tissé génère des frottements qui sont susceptibles de provoquer des irrégularités sur le non-tissé et ce d'autant plus que la vitesse de déplacement de la surface de formation et de transport du non-tissé est importante.
  • Dans le document EP 0 093 585 , on a disposé en sortie de la chambre de dispersion un cylindre transversal qui est entraîné en rotation dans le sens de déplacement du non-tissé. La rotation de ce cylindre qui constitue en quelque sorte le bord inférieur de la paroi aval de la chambre de dispersion permet de limiter les frottements et donc d'accompagner les fibres de surface du non-tissé lors de la sortie de la chambre de dispersion. Cependant, selon le demandeur, si l'on augmente la vitesse de déplacement de la surface de formation et de transport du non-tissé, et donc corrélativement la vitesse de rotation du cylindre transversal, il se crée des flux d'air parasites qui perturbent l'homogénéité du non-tissé lors de son passage sous le cylindre transversal.
  • Dans le document FR 2 824 082 , la paroi avant de la chambre de dispersion est poreuse dans sa partie basse, ladite partie basse ayant de préférence un profil courbe sensiblement en arc de cercle. On évite ainsi la création des flux d'air parasites provoqués par la rotation rapide du cylindre transversal. Cependant, en fonctionnement, la tôle mince microperforée qui constitue la partie basse de la paroi aval de la chambre de dispersion exerce sur le non-tissé une faible force de compression qui le comprime légèrement. Cette disposition évite que le flux d'aspiration créé par la boîte d'aspiration ne vienne engendrer un flux d'air entrant qui pénétrerait à l'intérieur de la chambre de dispersion en passant entre le bord inférieur de la paroi aval et le brin supérieur de la surface de formation et de transport du non-tissé, un tel flux d'air étant préjudiciable à la qualité dudit non-tissé.
  • Cependant, selon le demandeur, ce contact entre la tôle mince microperforée et les fibres de surface du non-tissé en sortie de la chambre de dispersion provoque des frottements susceptibles de déformer le non-tissé et de créer des irrégularités sur celui-ci et ce d'autant plus que la vitesse de déplacement de la surface de formation et de transport du non-tissé est élevée.
  • Dans le document FR. 2.824.082 , la partie basse, poreuse, de la paroi avant de la chambre de dispersion peut aussi être constituée par un cylindre rotatif poreux , notamment un cylindre microperforé. Ce mode de réalisation permet d'éviter les frottements , lorsque le cylindre est entraîné à une vitesse périphérique qui est égale à la vitesse de déplacement de la surface de formation et de transport du non-tissé. Cependant il peut subsister des jeux d'air parasites , même s'il sont moins importants que dans le document EP.0.093.585 .
  • La présente invention vise à proposer une machine pour la formation d'un non-tissé par voie aéraulique, qui pallie les inconvénients des machines connues précitées.
  • Cet objectif est atteint par la machine de l'invention qui, de manière connue, notamment par le document US 4 097 965 , comporte :
    • une surface de formation et de transport du non-tissé, qui est perméable à l'air,
    • une chambre de dispersion surmontant la surface de formation et de transport,
    • des moyens permettant d'alimenter la chambre de dispersion avec des fibres destinées à former le non-tissé,
    • des moyens d'aspiration disposés sous la surface de formation et de transport du non-tissé, qui sont aptes à créer, à l'intérieur de la chambre de dispersion, un flux d'air permettant de disperser les fibres à l'intérieur de la chambre et de les projeter sur la surface de formation et de transport.
  • De manière caractéristique, selon l'invention, lesdits moyens d'aspiration sont aptes à réaliser une aspiration dans une zone - dite zone d'aspiration - de la surface de formation et de transport du non-tissé qui s'étend sous la chambre de dispersion et en aval de celle-ci, avec une diminution de la vitesse d'aspiration entre l'amont et l'aval de ladite zone.
  • Ainsi, grâce à l'aspiration disposée non seulement sous la chambre de dispersion mais également en aval de celle-ci, avec une vitesse d'aspiration qui diminue depuis l'amont vers l'aval, on contrôle parfaitement le flux d'aspiration, y compris les éventuels flux parasites, en sorte d'obtenir un non-tissé parfaitement régulier même à grande vitesse de déplacement de la surface de formation et de transport dudit non-tissé.
  • Selon une variante de réalisation, la paroi aval de la chambre de dispersion est une plaque dont le bord inférieur délimite , avec le brin supérieur de la surface de formation et de transport du non-tissé, un espace de passage dont la hauteur est supérieure à l'épaisseur du non-tissé sortant de la chambre de dispersion.
  • Ainsi , selon cette disposition particulière, il n'y a plus aucune pièce qui vient en contact avec le non-tissé lors de sa sortie de la chambre de dispersion.
  • Selon une variante de réalisation , la paroi aval de la chambre de dispersion est un cylindre rotatif, de préférence poreux ou perforé. Cette variante est notamment intéressante lorsqu'il est nécessaire de comprimer le voile de fibres , pour évacuer l'air contenu entre les fibres.
  • Selon une variante de réalisation, les moyens d'aspiration sont constitués d'un caisson d'aspiration unique , dans lequel les conditions d'aspiration sont dégressives depuis l'amont vers l'aval de la zone d'aspiration.
  • Selon une variante de réalisation, les moyens d'aspiration sont constitués d'un caisson d'aspiration à multi-étages, chaque étage ayant des conditions d'aspiration distinctes.
  • De préférence, selon cette dernière variante de réalisation, un premier étage ayant la vitesse d'aspiration V1 la plus élevée est disposé sous la chambre de dispersion dans une section principale de la zone d'aspiration s'étendant jusqu'à une distance d ― de préférence de 5 à 20 mm, par exemple de 10 mm - de l'aplomb du bord inférieur de la paroi aval de la chambre de dispersion et au moins un second étage, développant une vitesse d'aspiration V2 inférieure à V1, s'étend en aval du premier étage sur une section secondaire de la zone d'aspiration. Ainsi, dans cette configuration particulière, la vitesse d'aspiration n'est pas uniforme sur toute la longueur de la chambre d'aspiration, la vitesse d'aspiration étant la plus élevée dans la section principale, située à l'amont de la zone d'aspiration, qui correspond au premier étage d'aspiration tandis qu'elle est plus basse dans la section secondaire de la zone d'aspiration qui s'étend au-delà du premier étage, notamment sur la distance d.
  • Dans un mode de réalisation, dans la section secondaire de la zone d'aspiration, la machine comporte un seul second étage dans lequel la vitesse d'aspiration diminue progressivement, depuis l'amont jusqu'à l'aval de ladite section secondaire.
  • Dans un mode de réalisation, dans la section secondaire de la zone d'aspiration, la machine comporte une pluralité N de seconds étages successifs. La vitesse d'aspiration peut être constante dans chacun de ces N seconds étages ou peut être en diminution progressive de l'amont vers l'aval dudit étage.
  • Dans une variante de réalisation, dans la section secondaire, la machine comporte un rouleau presseur, de préférence poreux ou perforé, disposé transversalement au-dessus de la surface de transport du non-tissé, apte à s'appliquer sur le voile de fibres au-delà de la paroi aval de la chambre de dispersion.
  • De préférence, le rouleau presseur est disposé à l'aplomb d'une cloison séparant deux seconds étages dans la section secondaire.
  • Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après de différentes variantes de réalisation d'une machine de formation d'un non-tissé par voie aéraulique, laquelle description est donnée à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • les figures 1 à 4 sont des représentations très schématiques illustrant le principe de fonctionnement de la machine selon quatre variantes, à savoir :
      • une première variante (figure 1) selon laquelle la section secondaire de la zone d'aspiration développe une vitesse d'aspiration continûment dégressive de l'amont vers l'aval,
      • une seconde variante de réalisation (figure 2) dans laquelle la section secondaire de la zone d'aspiration comporte cinq étages dans lesquels la vitesse d'aspiration est constante,
      • une troisième variante de réalisation (figure 3) dans laquelle la section secondaire de la zone d'aspiration comporte cinq étages dans lesquels la vitesse d'aspiration est elle-même dégressive et,
      • une quatrième variante de réalisation (figure 4) dans laquelle la section secondaire de la zone d'aspiration comporte cinq étages d'aspiration, certains ayant une vitesse d'aspiration constante et d'autres ayant une vitesse d'aspiration dégressive,
    • la figure 5 est une vue en coupe transversale simplifiée d'une machine de fabrication d'un non-tissé par voie aéraulique dont le fonctionnement est basé sur la seconde variante de réalisation illustrée à la figure 2.
  • De manière connue, une machine de fabrication d'un non-tissé par voie aéraulique comprend un convoyeur mettant en oeuvre une bande transporteuse 1 poreuse qui est montée tendue sur des rouleaux d'entraînement. En fonctionnement, le brin supérieur 1a de cette bande transporteuse 1, qui dans les exemples illustrés est sensiblement horizontal, est entraîné à une vitesse constante prédéterminée dans le sens de transport indiqué par la flèche F. Ce brin supérieur 1a de la bande transporteuse 1 forme une surface perméable à l'air, qui permet à la fois la formation et le transport du non-tissé.
  • Cette machine comprend également une chambre 2 de dispersion des fibres, qui surmonte le brin supérieur 1a de la bande transporteuse 1 et qui s'étend sur toute la largeur de ce brin supérieur 1a. Cette chambre de dispersion 2 comporte une paroi amont 3 et une paroi aval 4, qui s'étendent transversalement à la direction de déplacement F de la bande transporteuse 1, ainsi que deux parois longitudinales reliant les deux parois amont 3 et aval 4, lesquelles parois longitudinales s'étendent parallèlement à la direction de déplacement F.
  • Les bords inférieurs des parois amont 3 et longitudinales (non représentées) affleurent le brin supérieur 1a de la bande transporteuse 1, étant éventuellement munis d'un joint d'étanchéité 5 prenant appui sur ledit brin supérieur 1a.
  • Sous le brin supérieur 1a est prévu un caisson d'aspiration qui est apte à créer à l'intérieur de la chambre de dispersion 2 un flux d'air 7, symbolisé par des flèches, permettant de disperser les fibres (non représentées) à l'intérieur de ladite chambre 2 et de les projeter sur le brin supérieur 1a. C'est le cylindre 8, dénommé cylindre disperseur, qui permet l'alimentation en fibres de la chambre de dispersion 2. Eventuellement, une injection d'air par l'ouverture supérieure de la chambre de dispersion peut aider la dispersion des fibres.
  • Le caisson 6 (ou boîte d'aspiration) s'étend, sous le brin supérieur 1a, sur une zone d'aspiration 9, laquelle zone 9 occupe, en largeur, la largeur au moins de la chambre de dispersion 2 et en longueur une distance D qui est supérieure à la longueur L de la chambre de dispersion 2. Les conditions d'aspiration mises en oeuvre dans le caisson 6 sont telles que la vitesse d'aspiration - mesurée dans le caisson 6 - dans la partie aval 9a de la zone d'aspiration 9 est inférieure à la vitesse d'aspiration dans la partie amont 9b de la zone d'aspiration 9.
  • Dans les exemples qui vont être décrits ci-après, le caisson d'aspiration 6 est un caisson à multi-étages, comprenant un premier étage 10 qui s'étend sous une section dite principale de la zone d'aspiration 9, cette section principale 9c s'étendant, en longueur, sur une distance 1 qui est inférieure à la longueur L de la zone d'aspiration 9 surmontée par la chambre de dispersion 2. En d'autres termes, et en référence à la figure 5, cette section principale 9c s'étend depuis sensiblement le bord inférieur 11 de la paroi amont 3 de la chambre de dispersion 2 (ou légèrement en aval de celui-ci) jusqu'à une distance d de l'aplomb du bord inférieur 12 de la paroi aval 4 de la chambre de dispersion 2. Dans cette section principale 9c de la zone d'aspiration 9, la vitesse d'aspiration V1 est générée au niveau du premier étage 10 et uniforme sur toute la longueur 1 dudit étage 10.
  • Selon le premier exemple de réalisation, illustré à la figure 1, le caisson d'aspiration 6 comporte un second étage 13 qui recouvre la section secondaire 9d de la zone d'aspiration, qui va au-delà de la section principale 9c précédemment définie. Dans ce second étage 13 du caisson 6, les conditions mises en oeuvre sont telles que la vitesse d'aspiration diminue progressivement, sur toute la longueur de la section secondaire 9d depuis l'entrée jusqu'à la sortie de celle-ci, comme cela est illustré sur la figure 1 par la décroissance continue des flèches V2, symbolisant la vitesse d'aspiration dans ladite section secondaire 9d.
  • Dans le second exemple illustré à la figure 2, la section secondaire 9d est partagée en cinq sous-sections 9d1, 9d2, 9d3, 9d4, 9d5 depuis l'amont vers l'aval de ladite section secondaire 9d. Dans chaque sous-section, la vitesse d'aspiration V3 est constante. Cette vitesse V3 diminue d'une section à l'autre depuis l'amont vers l'aval de ladite section secondaire 9d. A chaque sous section 9d1 à 9d5 correspond un étage 14 à 18 du caisson d'aspiration 6.
  • Dans le troisième exemple illustré à la figure 3, on retrouve les cinq étages 14 à 18 du caisson d'aspiration 6 qui correspondent à la section secondaire 9d d'aspiration et donc à cinq sous-sections 9'd1 à 9'd5. Dans chaque sous-section, la vitesse d'aspiration V4 n'est pas constante mais diminue progressivement sur la longueur de chaque étage 14 à 18 depuis l'amont vers l'aval de chaque sous-section, comme cela apparaît clairement à l'examen de la figure 3.
  • Le quatrième exemple de réalisation qui est illustré à la figure 4 est une combinaison des second et troisième exemples précédemment décrits, la vitesse d'aspiration V5 diminuant progressivement dans certains étages 14, 16 et 18 tandis qu'elle reste constante dans certains autres 15, 17.
  • Le fonctionnement de la machine selon la présente invention va maintenant être décrit plus particulièrement en relation avec l'exemple illustré par la figure 5.
  • Sur la figure 5, le caisson d'aspiration 6 comporte trois étages, à savoir le premier étage 10 qui correspond à la section principale 9c de la zone d'aspiration 9 et deux seconds étages successifs 14 et 15 qui correspondent aux sous-sections 9d1 et 9d2 de la section secondaire 9d de la zone d'aspiration 9. Ce nombre d'étages n'est pas exclusif, et peut être supérieur comme dans l'exemple illustré sur la figure 2, mais il peut aussi être de deux.
  • Les fibres qui sont acheminées à l'intérieur de la chambre de dispersion 2, à la périphérie du cylindre disperseur 8, sont détachées de la garniture 8a de ce cylindre par l'action du flux d'air créé à l'intérieur de la chambre de dispersion 11 et éventuellement par d'autres moyens. Les fibres sont éjectées de manière individualisée à l'intérieur de la chambre de dispersion 2, sont dispersées par le flux d'air sur toute la section horizontale de ladite chambre 2 et sont projetées sur le brin supérieur 1 a de la bande transporteuse 1. Du fait de l'accumulation des fibres sur le brin supérieur 1a lors du déplacement de la bande transporteuse 1, il se forme ainsi un non-tissé 13 qui est acheminé vers l'extérieur de la chambre de dispersion 2 en passant au droit de la paroi aval 4 de ladite chambre 2, qui dans l'exemple illustré est une plaque. L'écartement e entre le bord inférieur 12 de ladite paroi aval 4 et le brin supérieur 1a est déterminé en sorte que cet écartement est supérieur à l'épaisseur du non-tissé formé dans la chambre de dispersion 2, en l'état où il se trouve lorsqu'il sort de ladite chambre 2. Cet écartement e est fonction du grammage du non-tissé. Il est de préférence de 5 à 50 mm, par exemple de 30 mm.
  • Le flux d'air qui déplace les fibres à l'intérieur de la chambre de dispersion 2 est créé notamment par le caisson d'aspiration 6, plus précisément par l'aspiration générée par la portion de la section d'aspiration 9 qui se trouve au droit de la chambre de dispersion 2. D'autres moyens complémentaires pourraient être mis en oeuvre, par exemple une injection d'air au niveau de la partie supérieure de la chambre de dispersion 2, afin d'aider le détachage des fibres du cylindre 8.
  • Etant donné que la vitesse d'aspiration V1 générée au niveau du premier étage 10 du caisson d'aspiration 6 est la plus élevée, les fibres qui se trouvent dans la chambre de dispersion 2 ont tendance à se concentrer sur le brin supérieur 1a au niveau de la section principale 9c d'aspiration, de sorte que le non-tissé 13 est quasiment formé dans sa configuration définitive en sortie du premier étage 10 du caisson d'aspiration 6.
  • Au-delà, le non-tissé est en quelque sorte pris en charge par le second étage 14 du caisson d'aspiration 6 dans lequel la vitesse d'aspiration V2 est inférieure à la vitesse V1 du premier étage. Cette prise en charge intervient alors que le non-tissé 13 est encore à l'intérieur de la chambre de dispersion 2, sur la distance d puis alors que le non-tissé 13 est sorti de la chambre de dispersion 2. Cette prise en charge qui se poursuit au niveau du second étage 14 du caisson d'aspiration 6 permet qu'il n'y ait pas de perturbations engendrées par le passage du non-tissé sous le bord inférieur 12 du montant aval 4 de la chambre de dispersion 2 puisqu'on observe sensiblement le même régime de flux d'air de part et d'autre de ce montant aval 4. Grâce à l'aspiration créée au-delà de la chambre de dispersion sous le brin supérieur 1a, on n'observe pas de flux d'air parasite entrant dans la chambre d'aspiration dans l'espace laissé libre entre le non-tissé 13 et le bord inférieur 12 du montant aval 4 ou tout au moins on n'observe pas de soulèvement préjudiciable de fibres.
  • Ceci est également vrai lorsque le bord inférieur de la paroi aval n'est pas le bord d'une plaque fixe mais un élément tournant, par exemple un cylindre transversal perforé, qui comprime le non-tissé sortant de la chambre de dispersion 2.
  • Dans le mode de réalisation, illustré à la figure 5, il y a un rouleau presseur 20 qui est à l'aplomb de la cloison 21 qui sépare les deux étages successifs 14, 15 de la section secondaire 9a. Ce rouleau presseur 20 est monté transversalement au-dessus du brin supérieur 1a de la bande transporteuse 1, s'appliquant sur le non-tissé 13. La distance T entre la verticale passant par le bord 12 inférieur de la paroi aval 4 et la verticale tangente à l'arrière du rouleau 20 est, de préférence, relativement faible, de préférence de 10 à 30 mm.
  • Dans un exemple préféré de réalisation, la chambre de dispersion 2 a une longueur L de l'ordre de 60 mm, celle de la section principale 9c de l'ordre de 50 mm et celle du premier étage 9d, de la section secondaire de l'ordre de 80 mm. La distance T est de l'ordre de 20 mm pour un rouleau 20 ayant un diamètre de l'ordre de 100 mm.
  • En sortie de la sous-section 9d1 de la section secondaire 9d de la zone d'aspiration 9, le non-tissé est alors pris en charge par l'aspiration créée par le second étage suivant 15 du caisson d'aspiration 6, dont la vitesse d'aspiration V3 est inférieure à la vitesse d'aspiration V2 du second étage 14. Eventuellement cette prise en charge peut être réalisée successivement avec d'autres seconds étages 16 à 18 jusqu'à ce qu'il n'y ait plus du tout d'aspiration au-delà du caisson 6. Cette diminution progressive (par étages dans le présent exemple) de l'aspiration dans la zone secondaire 9d permet qu'il y ait un relâchement progressif des fibres du non-tissé 13, sous l'effet de ladite aspiration. C'est ce qui permet d'obtenir le résultat recherché, à savoir la production d'un non-tissé particulièrement homogène, dans de bonnes conditions industrielles, à vitesse élevée.
  • On comprend que les différents paramètres que sont le choix des vitesses d'aspiration V1, V2, ..., la longueur D de la zone d'aspiration, par rapport à la longueur L de la chambre de dispersion, la distance d, le nombre d'étages du caisson d'aspiration, le choix de garder constante ou de rendre dégressive la vitesse d'aspiration dans tout ou partie des seconds étages, tous ces paramètres sont à déterminer au coup par coup en fonction des autres conditions opératoires que sont le type et la longueur des fibres, le grammage souhaité pour le non-tissé, la vitesse F de déplacement de la bande transporteuse...
  • Dans un exemple de réalisation qui est donné à titre non exhaustif, la vitesse d'aspiration V1 au niveau de la section principale 9c de la zone d'aspiration 9 était de l'ordre de 30 à 90 m/s. De préférence les vitesses d'aspiration des cinq seconds étages se trouvant au niveau de la section secondaire 9d de la zone d'aspiration 9 étaient respectivement égales ou de l'ordre de 0,8 V, 0,6 V, 0,4 V et 0,2 V, sachant que V étant la vitesse du premier étage le plus en amont et avait une valeur elle-même inférieure à V1, par exemple 0,8 V1. Pour ce faire, le premier étage à vitesse V1 du caisson d'aspiration était équipé de son propre ventilateur tandis que pour les cinq seconds étages un seul ventilateur permettait d'obtenir cette dégressivité de vitesse d'aspiration grâce à la mise en oeuvre de tôles perforées.
  • La présente invention n'est cependant pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemples non exhaustifs. En particulier, il serait possible de disposer transversalement au-dessus du brin supérieur 1 a de la bande transporteuse 1 d'autres rouleaux presseurs destinés à accompagner le déplacement des fibres du non-tissé, lesquels rouleaux presseurs seraient avantageusement disposés au droit de l'interface entre deux sous-sections successives, voire même au droit de l'interface entre la section principale 9c et la section secondaire 9d de la zone d'aspiration.
  • Tous moyens adéquats peuvent être mis en oeuvre pour obtenir les vitesses d'aspiration dans le caisson d'aspiration, que ce soit à partir d'un ventilateur unique ou d'une pluralité de ventilateurs, et à partir d'éléments complémentaires aptes à diminuer la vitesse d'aspiration éventuellement de manière progressive , de l'amont vers l'aval de la zone d'aspiration.

Claims (16)

  1. Machine pour la formation d'un non-tissé par voie aéraulique comportant :
    - une surface de formation et de transport du non-tissé, qui est perméable à l'air,
    - une chambre de dispersion surmontant la surface de formation et de transport,
    - des moyens permettant d'alimenter la chambre de dispersion avec des fibres destinées à former le non-tissé,
    - des moyens d'aspiration disposés sous la surface de formation et de transport du non-tissé, qui sont aptes à créer, à l'intérieur de la chambre de dispersion, un flux d'air permettant de disperser les fibres à l'intérieur de la chambre et de les projeter sur la surface de formation et de transport,
    caractérisée en ce que lesdits moyens d'aspiration (6) sont aptes à réaliser une aspiration dans une zone - dite zone d'aspiration (9) - de la surface de formation et de transport (1) du non-tissé qui s'étend sous la chambre de dispersion (2) et en aval de celle-ci, avec une diminution de la vitesse d'aspiration entre l'amont et l'aval de ladite zone (9).
  2. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que , la paroi aval (4) de la chambre d'aspiration (2) étant une plaque , le bord inférieur (12) de ladite paroi aval (4) délimite , avec le brin supérieur (1a) de la surface de formation et de transport du non-tissé (1), un espace de passage dont la hauteur e est supérieure à l'épaisseur du non-tissé (13) sortant de la chambre de dispersion (2).
  3. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que , la hauteur e est de 5 à 50 mm.
  4. Machine selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisée en ce que le bord inférieur de la paroi aval est constitué par un cylindre rotatif , éventuellement poreux.
  5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que , les moyens d'aspiration sont constitués par un caisson d'aspiration unique dans lequel les conditions d'aspiration varient de l'amont vers l'aval de la zone d'aspiration.
  6. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens d'aspiration sont constitués d'un caisson d'aspiration à multi-étages, chaque étage ayant des conditions d'aspiration distinctes.
  7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'un premier étage (10) développant la vitesse d'aspiration (V1) la plus élevée est disposé sous la chambre de dispersion (2) dans une section principale (9c) de la zone d'aspiration (9) s'étendant jusqu'à distance (d) de l'aplomb du bord inférieur (12) de la paroi aval (4) de la chambre de dispersion (2) et en ce qu'au moins un second étage (14), développant une vitesse d'aspiration V2 inférieure à V1, s'étend en aval du premier étage (10) sur une section secondaire (9d) de la zone d'aspiration (9).
  8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que la distance d est de 5 à 20 mm.
  9. Machine selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que dans la section secondaire (9d) de la zone d'aspiration (9), elle comporte un seul second étage dans lequel la vitesse d'aspiration (V2) diminue progressivement, depuis l'amont jusqu'à l'aval de ladite section secondaire (9d).
  10. Machine selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que dans la section secondaire (9d) de la zone d'aspiration (9), elle comporte une pluralité N de seconds étages successifs (14 à 18).
  11. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que la vitesse d'aspiration (V3) est constante dans chacun de ces N seconds étages.
  12. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que la vitesse d'aspiration (V4) dans chacun des N seconds étages (14 à 18) est en diminution progressive de l'amont vers l'aval dudit étage.
  13. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que la vitesse d'aspiration (V5) est constante dans certains seconds étages (15, 17) et en diminution progressive de l'amont vers l'aval dans d'autres seconds étages (14, 16, 18).
  14. Machine selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un rouleau presseur (20) au-dessus de la section secondaire (9d).
  15. Machine selon les revendications 10 et 14, caractérisée en que le rouleau presseur (20) est disposé au droit de l'interface (21) entre deux seconds étages successifs (14, 15).
  16. Machine selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisée en ce que le rouleau presseur est à une faible distance (T) de l'aplomb du bord inférieur (12) de la paroi aval (4) de la chambre de dispersion (2), de préférence d'une distance de 10 à 30 mm.
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