EP1885927B2 - Tambour pour machine de fabrication d'un non tisse a motifs et non tisse obtenu. - Google Patents

Tambour pour machine de fabrication d'un non tisse a motifs et non tisse obtenu. Download PDF

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EP1885927B2
EP1885927B2 EP06755513.6A EP06755513A EP1885927B2 EP 1885927 B2 EP1885927 B2 EP 1885927B2 EP 06755513 A EP06755513 A EP 06755513A EP 1885927 B2 EP1885927 B2 EP 1885927B2
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    • Y10T442/608—Including strand or fiber material which is of specific structural definition

Definitions

  • the present invention relates to machines for producing patterned nonwoven textile products and nonwovens produced by such machines.
  • the WO 03/008691 a relief marking roll of a nonwoven is described.
  • the device used is such that it is impossible to create closed contours without using metal bridges linking the inside to the outside of the contour. It necessarily follows patterns delimited by discontinuous features.
  • the invention proposes, on the other hand, to obtain on a nonwoven a pattern delimited by a continuous contour.
  • the US 5,115,544 patterns are produced on a nonwoven by passing the nonwoven over a drum and projecting jets of water onto the nonwoven as it passes over the drum.
  • Two cases are provided to produce recessed patterns on the nonwoven.
  • the fineness of the lines of the drawing is limited for its minimum by the deformation properties of the nonwoven embossed and limited for its maximum by the fact that one can not have a large surface embossed "in the air" without support mechanical.
  • EP 0 776 391 a random microperforated roll is described.
  • EP 1327712 , EP 0215684 and WO2006 / 051191 describe drums for entanglement machine by water jets
  • the invention overcomes these disadvantages while solving a different problem. It makes it possible to obtain a non-woven having little hairiness both in the projecting parts and in the recessed parts delimiting the pattern, which may be of continuous contours and have a dimension greater than 2 mm. It is thus possible to create patterns delimited by a line drawn deliberately, but also patterns that are not delimited by a line drawn by a furrow or a rib, but which are in the form of a "monoblock", entirely in protrusion or all hollowed out delimiting itself.
  • the subject of the invention is a drum as defined in claim 1.
  • the drum of the invention has an open surface (small opening ratio). This characteristic makes the product of the invention has a low hairiness.
  • the drum makes it possible to generate bonding at the same time as marking.
  • the ends of free fibers (pilosity) are limited in number because they are integrated in the fibrous mass (fibers bonded together).
  • Existing marking technologies have a large, open, non-binding surface, which increases pilosity during marking.
  • the drum is made of nickel.
  • the numbers of the perforations, both in the at least one first zone and in the at least one second zone, are preferably between 80 and 130 cm 2 .
  • the formation of patterns can be done effectively only by precise management of the water flow from its emission to its suction through the patterning drum. This particularly important water flow management in the case of wetlaid products where the fibers are very short and therefore more mobile is controlled through the distribution and the size of the perforations.
  • these perforations In order to obtain a good marking without creating a perforation in the nonwoven, these perforations have a dimension between 0.1 and 1, 2 mm and the density of these perforations must be between 40 and 200 / cm 2 .
  • the drainage flow rate is locally insufficient, which can cause perforations caused by excessive displacement of the fibers.
  • the open surface is too large to retain the fibers that will be entrained and sucked with the water, thus creating uncontrolled perforations in the non-woven.
  • the through perforations have a dimension of preferably between 0.3 and 0.8 mm.
  • the size of a perforation is the diameter of the circle circumscribing a perforation.
  • the perforation may have any shape and in particular circular, rectangular, elliptical.
  • the perforations are preferably randomly distributed to the side surface of the cylinder.
  • the surface of each perforation may be between 0.008 and 1.5 mm 2 .
  • the opening ratio is 3 to 60%, and preferably 5 to 15%, this percentage representing the perforated area relative to the total lateral surface of the roll.
  • the perforations are cylindrical having preferably a circular cross section, although they may also have a square section or the like.
  • the area taken by a perforation on the outer lateral surface of the cylinder is thus equal to the area taken by this perforation on the inner lateral surface of the cylinder.
  • the first layer has a thickness of between 0.3 and 2 mm and the second layer has a thickness between 0.3 and 2 mm.
  • the smallest imaginary inscribed circle traced on the outside face of the lateral surface of the cylinder, both in the at least one first zone and in the at least one second zone, has a diameter greater than 0.5 mm, preferably greater than 2 mm.
  • a first zone is in the form of a hammer, it means that the smallest circle inscribed is that which corresponds to the handle of the hammer and not to a circle inscribed in the head of the hammer.
  • the variation in height of the outer surface of a zone and, preferably, of all the zones of the lateral wall is less than 0.05 and better still 0.01 mm. This is in direct contradiction with the teaching of EP 0 705 932B . This makes it possible to obtain a less aggressive surface with respect to the fibers favoring hydrolysis, which gives the nonwoven a more regular appearance.
  • a level is defined by the points at the same radial distance from the drum axis. All the points of the same level are on the lateral face of the same cylinder of a given diameter. The heights of the outer surface of a zone are defined in the same way.
  • the height variation is measured according to ISO 4287 where it is indicated by the notation zt.
  • the probe instrument of the Federal Office of Metrology METAS is used.
  • the measuring instrument is a probe instrument with a precise reference translation unit.
  • the movement of the probe arm is measured interferometrically.
  • the vertical resolution is 10 nm at each measurement point.
  • the resolution of the horizontal displacement is 0.25 ⁇ m.
  • the measuring range for profile evaluation is 120 mm (horizontal) and 6 mm (vertical).
  • the diamond tip of the probe usually has a radius of 2 ⁇ m at its end and an angle at the apex of 90 °.
  • the probe instrument is directly attached to the base meter unit by means of a reference standard.
  • the drum according to the invention makes it possible to reduce the frequency of cleaning by limiting the stitching of the short fibers onto the surface of the cylinder, particularly in the case of use on wetlaid products, which is very sensitive to this phenomenon and to reduce the loss of fibers. short when used, especially on wetlaid products.
  • the perforated marking drum can be manufactured in two stages.
  • a first step an electrolytic deposit of nickel on a conductive matrix is performed by the screen printing technique.
  • a photographic film showing the pattern of perforations background is realized.
  • This film is then placed on a matrix having exactly the inside diameter of the perforated cylinder.
  • This matrix is previously coated with a photosensitive layer. After exposure to light radiation, the matrix is rinsed. Only coated areas not exposed to radiation remain on the matrix. This is then immersed in an electrolysis bath.
  • the nickel is deposited on the areas not coated with a photosensitive layer. After about eight hours, the deposit has reached its optimum thickness.
  • the cylinder is demolded.
  • the cylinder is coated, again, with a photosensitive layer.
  • a new film representing the marking pattern is placed on the cylinder.
  • the cylinder is rinsed. Only areas not exposed to the radiation of the coated layer remain on the cylinder. It is immersed in an electrolysis bath. The nickel is deposited on the cylinder previously produced on the areas not covered with a photosensitive layer. Nickel does not fill the perforations of the lower cylinder. The perforations thus extend to the new nickel deposit. After about ten hours, the new deposit has reached its optimum thickness. The cylinder is then removed from the bath and freed of photosensitive layer residues.
  • the subject of the invention is also a machine for manufacturing a patterned nonwoven comprising an injector of water jets on the outer face of the lateral surface of a cylinder according to the invention and means for passing an web without patterns between the cylinder and the injector. At the outlet of the cylinder, the nonwoven web is provided with a conjugate pattern of the cylinder pattern.
  • the nonwovens may be made of natural or artificial or synthetic fibers.
  • the nonwovens are generally obtained by the carding or aerodynamic technique, they can also consist of continuous thermoplastic filaments obtained by the so-called spunbond technique, or even meltblowns.
  • the nonwovens can also be obtained by the so-called wet technique, they can also be obtained by the combination of several processes such as, for example, spunbond plus carded veils, spunbond plus natures deposited aerodynamically by airlaid and linked by jets. of water. Good results have been obtained with nonwovens of 30 to 150 g / m 2 based on viscose, viscose / polyester and cotton blends. But this list is not exhaustive.
  • the thicknesses of the nonwovens, including the protruding patterns, are generally between 0.5 mm and 2.5 mm and the elevation of the protruding parts is preferably between 0.3 and 2.0 mm, preferably between 0.5 and 1.5 mm.
  • the thickness of the elevation is measured in the following manner: the thickness is measured by placing the nonwoven in a non-woven thickness measuring apparatus, as recommended by the EDANA ERT 30.5-99 standard. The elevation is measured with a magnifying glass of magnification eight times and micrometric scale. A magnifying glass with a magnification of eight times is also used to determine the distance from which the free ends of the filiform filaments project and their number.
  • the non-wovens may be subjected to a first bonding treatment on a conventional machine for bonding the nonwovens by water jets and immediately after the continuous transfer to the machine that is the subject of the present invention.
  • a first bonding treatment on a conventional machine for bonding the nonwovens by water jets and immediately after the continuous transfer to the machine that is the subject of the present invention.
  • the water jets may have a diameter of between 80 and 170 microns and preferably between 100 and 140 microns.
  • the number of jets per meter is between 1000 and 5000 and preferably between 1500 and 4000.
  • the pressure of the water in the injectors is between 10 and 400 bar and preferably between 80 and 250 bar.
  • a vacuum in the cylinder of between -20 mbar and -200 mbar is provided and the drum is driven by drive means. rotation at a speed between 1 and 400 meters per minute.
  • the invention finally relates to a nonwoven which comprises entangled filiform elements, in which is embossed a pattern, characterized in that the free ends of the filiform elements are projecting from the face of the nonwoven having the pattern on a length less than 0.5 mm and the number of these projecting ends is less than 5/5 mm 2 .
  • the hairiness of the nonwoven, marked with the new drum, is lower than in the case of the prior art. This is explained by the fact that the new drum has a bonding surface promoting integration of the ends of fibers in the fibrous mass.
  • the nonwoven according to the invention can be given without difficulty a pattern with continuous contours on one face.
  • the dimension of the pattern according to the face as defined by the smallest imaginary inscribed circle, may be greater than 2 mm and the pattern may have a uniform depth of 0.3 to 2 mm, preferably 0.5 to 1, 5 mm.
  • This possibility of having a dimension of the pattern according to the face, therefore a radius of the pattern if it is circular or a length of the pattern if it is rectangular, greater than 2 mm makes it possible to obtain not only patterns delimited by lines. but also a pattern which is not delimited by lines, the pattern being formed by the same unevenness printed on the nonwoven and not only by lines of contours printed on the nonwoven.
  • the nonwoven according to the invention can be used in particular as a cosmetic wipe, wipe or baby wipe.
  • a preferred nonwoven according to the invention comprises from 10 to 100% by weight of cellulosic fibers or thermoplastic polymer filaments and preferably from a mixture of both the 100% mixture.
  • the installation represented at Fig. 1 comprises a system 1 for forming a web 5 of non-woven unbonded material which leaves the installation 1 via a conveyor 2 and passes on a conveyor 3 between the latter and a drum 4 formed according to the 'invention. Opposite the path followed by the web V on the drum 4 are arranged two injectors 5 jets of water under pressure. The sail V continues its path by passing on a second drum 6 according to the invention provided with injectors 7 before continuing its journey to a dryer 8 and a winder 9.
  • the Fig. 2 represents the part of the installation represented in Fig. 1 essentially comprising the drum 4.
  • the drum 4 is threaded onto a cylindrical, stationary, suction box 10, provided with three suction slots 11 opposite the injectors 5.
  • the drum 4 itself comprises zones 12 projecting and zones 13 recessed on the outer face of its side surface.
  • the zones 12 projecting are at a higher level to the recessed areas 13, as considered in a radial direction of the drum.
  • the drum is made of nickel. It has on one of the front edges a drive belt in rotation of the drum with the aid of a motor.
  • the interior of the suction box 10 is connected to a suction pump.
  • Fig. 3 the constitution of the drum.
  • the drum is perforated with perforations 14 both in the hollow zone 13 and in the projecting zone 12.
  • the angle ⁇ between the outer lateral face of the side wall of the drum and the passage wall of a high level zone 12 to a low level zone 13 is less than or equal to 96 °, in being greater than 90 °.
  • the Fig. 5 and 6 illustrate the creation of a protruding feature on the nonwoven at the Fig. 5 and 16 hollow on the nonwoven at the Fig. 6 .
  • the Fig. 7 illustrates the formation of a pattern of large size on the nonwoven which is not delimited by lines having two substantially radial walls 17 and 18, as shown in FIGS. Fig. 5 and 6 but by a single wall 19 of contour.
  • a compound tablecloth ( Fig. 2 ) of 50% viscose fibers and 50% PET fibers of 55 g / m 2 , pre-wetted by means of the injector 5 generating a curtain of water jets 140 ⁇ m in diameter spaced 0.45 mm at the pressure of 15 bar and compacted between the web of the porous conveyor 2 and the microperforated marker drum 4, advance at a speed of 50 meters per minute.
  • This sheet is transferred directly to the marking drum without pre-seasoning.
  • the drum has circular microperforations 0.3 mm in diameter and has 100 microperforations per cm 2 .
  • the marking drum has a microperforated surface, as explained earlier, and in relief. The distance between the high level and the low level of the surface of the drum is 1 mm.
  • the ratio of the high level area to the low level area is 20%, so that the pattern is composed of patterns in relief on the drum, thus in the hollow, on the product after treatment with the injectors 5 and 5 'generating curtains of jet jets.
  • water 120 ⁇ m in diameter and spaced 0.6 mm, respectively, at the pressure of 50 and 100 bar.
  • a nonwoven is obtained having an intaglio pattern on 20% of its surface and a hairiness of 4 filiform elements per 5 mm 2 with a projection length of 0.5 mm 2 .
  • a ply of 60 g / m 2 consisting of a mixture of 1.7 dtex fibers 40 mm long polypropylene / viscose 60/40 advancing at 120 m / min is prewired and compacted in a manner similar to Example 1 and transferred to a microperforated connecting drum known from the prior art. On this drum the web is connected by two injectors, then transferred to the marking drum, undergoing a treatment similar to that described in Example 1.
  • the marking drum has a microperforated surface and in relief. The distance between the high level and the low level of the surface of the drum is 1.5 mm. The ratio of the high level surface to the low level area is 85%, so the pattern produced is composed of recessed patterns on the drum, thus in relief on the product.
  • a nonwoven is obtained having a pattern in relief on 15% of its surface having a hairiness of 3 filiform elements per 5mm 2 projecting length of 0.4mm. This pattern is composed of projecting squares of 1 cm side.

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Description

  • La présente invention se rapporte aux machines de production de produits textiles non-tissés à motifs et aux non-tissés produits par ces machines.
  • Au WO 03/008691 , on décrit un cylindre de marquage en relief d'un non-tissé. Le dispositif utilisé est tel, qu'il est impossible de créer des contours fermés sans avoir recours à des ponts métalliques liant l'intérieur à l'extérieur du contour. Il s'ensuit nécessairement des motifs délimités par des traits discontinus. L'invention se propose, en revanche, d'obtenir sur un non-tissé un motif délimité par un contour continu.
  • Au US 5 115 544 , on produit des motifs sur un non-tissé en faisant passer le non-tissé sur un tambour et en projetant des jets d'eau sur le non-tissé alors qu'il passe sur le tambour. Deux cas sont prévus pour produire des motifs en creux sur le non-tissé. Dans les deux cas, il y a des limitations de la largeur du trait délimitant le motif ou de la largeur du motif soit pour des raisons techniques liées directement au tambour, soit pour des raisons liées au produit. Dans le cas de la toile embossée décrite dans les Figures 3, 4 et 5, la finesse des traits du dessin est limitée pour son minimum par les propriétés de déformation du non-tissé embossé et limitée pour son maximum par le fait que l'on ne peut pas avoir une grande surface embossée « en l'air » sans support mécanique. Dans le cas d'un relief produit au moyen d'un corps plein, soudé ou collé sur une toile poreuse comme indiqué aux Figures 7 à 10, cette zone en relief étant pleine, le drainage de l'eau n'est pas possible. Les fibres sont déplacées autour du solide par le flux d'eau. Une largeur de trait supérieure à 2 mm crée des trous dans le non-tissé à cause d'une densité de fibres trop faible dans cette zone.
  • Au EP 0 705 932 B2 , on décrit un non-tissé qui conserve sa structure en trois dimensions même lorsqu'il est soumis à une contrainte. Les figures 13 et 14 décrivent un tambour utile à cet effet. Il est percé de cratères à embouchure conique dont on explique que l'angle 111 du cône doit être tel qu'il ne s'ensuit pas que la surface extérieure de la paroi latérale soit plate et lisse. Les figures 14 montrent que le taux d'ouverture de la surface extérieure de la paroi latérale est très grand.
  • Dans le EP 0 776 391 , on décrit un rouleau microperforé aléatoirement. EP 1327712 , EP 0215684 et WO2006/051191 décrivent des tambours pour machine d'enchevêtrement par jets d'eau
  • L'invention pallie ces inconvénients tout en résolvant un problème différent. Elle permet d'obtenir un non-tissé ayant peu de pilosité tant dans les parties en saillie que dans les parties en creux délimitant le motif, celui-ci pouvant être à contours continus et avoir une dimension supérieure à 2 mm. On peut ainsi créer des motifs délimités par un trait tracé délibérément, mais aussi des motifs qui ne sont pas délimités par un trait tracé par un sillon ou par une nervure, mais qui sont sous la forme d'un « monobloc », tout entier en saillie ou tout entier en creux se délimitant soi-même.
  • L'invention a pour objet un tambour tel que défini à la revendication 1.
  • Le tambour de l'invention présente une surface ouverte (proportion d'ouverture petite). Cette caractéristique fait que le produit issu de l'invention présente une pilosité faible. Le tambour permet de générer de la liaison (bonding) en même temps que du marquage (patterning). Ainsi les extrémités de fibres libres (pilosité) sont en nombre limité car elles sont intégrées dans la masse fibreuse (fibres liées entre elles). Les technologies de marquage existantes présente une grande surface ouverte ne permettant pas de faire du liage, ce qui fait que la pilosité est augmentée durant le marquage.
  • Le tambour est en nickel.
  • Les nombres des perforations, tant dans la au moins une première zone que dans la au moins une seconde zone, sont compris de préférence entre 80 et 130 au cm2.
  • La formation de motifs ne peut être faite de manière efficace que par une gestion précise du flux d'eau depuis son émission jusqu'à son aspiration au travers du tambour de formation de motifs. Cette gestion du flux d'eau particulièrement importante dans le cas des produits wetlaid où les fibres sont très courtes donc plus mobiles est maîtrisée par le biais de la répartition et la dimension des perforations.
  • Afin d'obtenir un bon marquage sans créer de perforation dans le non-tissé, ces perforations ont une dimension comprise entre 0,1 et 1, 2 mm et la densité de ces perforations doit être comprise entre 40 et 200/ cm2.
  • Si la dimension des perforations est inférieure à 0,1 mm ou la densité inférieure à 40/cm2, le débit de drainage est localement insuffisant, ce qui peut provoquer des perforations causées par un déplacement trop important des fibres.
  • Si la taille des perforations est supérieure à 1,2 mm, ou la densité supérieure à 200/cm2, la surface ouverte est trop grande pour retenir les fibres qui seront donc entraînées et aspirées avec l'eau, créant ainsi des perforations incontrôlées dans le non-tissé.
  • On donne ci-dessous un exemple comparatif démontrant le caractère déterminant des dimensions de perforations :
    • Un non-tissé wetlaid composé de 80 % de fibres cellulosiques et de 20 % de fibres de polyester de masse surfacique de 40 g/m2 est embossé au moyen du cylindre. Le cylindre présente un motif imitant un aspect textile tissé en forme de chevrons. Le cylindre est muni des perforations de diamètre 0,5 mm et ayant une densité de perforation de 10/cm2. Après marquage sur le cylindre, le non-tissé présente en plus du motif chevron des perforations de tailles et de position aléatoires due à un mauvais drainage de l'eau lors du traitement.
    • Un non-tissé wetlaid composé de 80 % de fibres cellulosiques et de 20 % de fibres de polyester de masse surfacique de 40 g/m2 est embossé au moyen du cylindre. Le cylindre présente un motif imitant un aspect textile tissé en forme de chevrons. Le cylindre est muni des perforations de diamètre 0,3 mm et d'une densité de perforation de 100/cm2. Après marquage sur le cylindre, le non-tissé présente un motif chevron et un état de surface uniforme.
  • Les perforations traversantes ont une dimension comprise de préférence entre 0,3 et 0,8 mm. On entend par dimension d'une perforation le diamètre du cercle circonscrit à une perforation. La perforation peut avoir des formes quelconques et notamment circulaires, rectangulaires, elliptiques. Les perforations sont de préférence réparties de manière aléatoire à la surface latérale du cylindre. La surface de chaque perforation peut être comprise entre 0,008 à 1,5 mm2. Le taux d'ouverture est de 3 à 60 %, et de préférence de 5 à 15%, ce pourcentage représentant la surface perforée par rapport à la surface latérale totale du cylindre.
  • De préférence, les perforations sont cylindriques en ayant de préférence une section transversale circulaire, bien qu'elles puissent avoir aussi une section carrée ou autre. La superficie prise par une perforation sur la face latérale extérieure du cylindre est ainsi égale à la superficie prise par cette perforation sur la surface latérale intérieure du cylindre.
  • De préférence, la première couche a une épaisseur comprise entre 0,3 et 2 mm et la deuxième couche a une épaisseur comprise entre 0,3 et 2 mm.
  • En général, il y a plusieurs premières zones qui sont toutes au même premier niveau et plusieurs deuxièmes zones qui sont toutes au même second niveau. Il vaut mieux, pour obtenir de bons résultats de marquage sur le non-tissé, que le plus petit cercle inscrit imaginaire tracé sur la face extérieure de la surface latérale du cylindre, tant dans la au moins une première zone que dans la au moins une seconde zone, ait un diamètre supérieur à 0,5 mm, de préférence supérieur à 2 mm.
  • Si par exemple, une première zone est en forme de marteau, cela signifie que le plus petit cercle inscrit est celui qui correspond au manche du marteau et non à un cercle inscrit dan la tête du marteau.
  • Suivant un mode de réalisation très préféré, la variation de hauteur de la surface extérieure d'une zone et, de préférence de toutes les zones de la paroi latérale est inférieure à 0,05 et mieux à 0,01 mm. Cela est en contradiction directe avec l'enseignement du EP 0 705 932B . Cela permet d'obtenir une surface moins agressive vis-à-vis des fibres favorisant l'hydroliage, ce qui donne au non-tissé un aspect plus régulier.
  • Un niveau est défini par les points à la même distance radiale de l'axe du tambour. Tous les points d'un même niveau sont sur la face latérale d'un même cylindre d'un diamètre donné. Les hauteurs de la surface extérieure d'une zone sont définies de la même façon.
  • On mesure la variation de hauteur suivant la norme ISO 4287 où elle est indiquée par la notation zt. On utilise l'instrument à palpeur de l'office fédéral de métrologie METAS.
  • L'instrument de mesure est un instrument à palpeur avec une unité de translation de référence précise. Le mouvement du bras du palpeur est mesuré par voie interférométrique. La résolution verticale est de 10 nm en chaque point de mesure. La résolution du déplacement horizontal est de 0,25µm. Le domaine de mesure pour l'évaluation de profils s'étend sur 120 mm (horizontal) et 6 mm (vertical). La pointe en diamant du palpeur a généralement un rayon de 2 µm à son extrémité et un angle au sommet de 90°. La force de mesure statique et inférieure à 1mN. L'instrument à palpeur est directement rattaché à l'unité e base mètre au moyen d'un étalon de référence.
  • Le tambour suivant l'invention permet de réduire la fréquence des nettoyages en limitant le piquage des fibres courtes sur la surface du cylindre particulièrement dans le cas d'une utilisation sur des produits wetlaid, très sensible à ce phénomène et de réduire la perte de fibres courtes lors de son utilisation, particulièrement sur des produits wetlaid.
  • On peut fabriquer le tambour perforé de marquage en deux temps. Dans un premier temps, on réalise par la technique de sérigraphie un dépôt électrolytique de nickel sur une matrice conductrice. Un film photographique représentant le dessin des perforations de fond est réalisé. Ce film est ensuite posé sur une matrice ayant très exactement le diamètre intérieur du cylindre perforé. Cette matrice est préalablement enduite d'une couche photosensible. Après exposition au rayonnement lumineux, la matrice est rincée. Seules les zones enduites non exposées au rayonnement restent sur la matrice. Celle-ci est ensuite immergée dans un bain d'électrolyse. Le nickel se dépose sur les zones non enduites d'une couche photosensible. Après huit heures environ, le dépôt a atteint son épaisseur optimale. Le cylindre est démoulé. Le cylindre est enduit, de nouveau, d'une couche photosensible. Un nouveau film représentant le motif de marquage est posé sur le cylindre. Ensuite, celui-ci est exposé à un rayonnement lumineux. Le cylindre est rincé. Seules les zones non exposées au rayonnement de la couche enduite restent sur le cylindre. Celui-ci est immergé dans un bain d'électrolyse. Le nickel se dépose sur le cylindre préalablement produit sur les zones non recouvertes d'une couche photosensible. Le nickel ne comble pas les perforations du cylindre inférieur. Les perforations se prolongent donc sur le nouveau dépôt de nickel. Après environ dix heures, le nouveau dépôt a atteint son épaisseur optimale. Le cylindre est ensuite retiré du bain et débarrassé des résidus de couche photosensible.
  • L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un tambour suivant l'invention dans lequel
    • on réalise un film photographique représentant le dessin des perforations,
    • on pose le film sur une matrice ayant le diamètre intérieur du tambour et enduite d'une couche photosensible sur certaines parties,
    • on expose la matrice à un rayonnement lumineux de sorte que seules les parties enduites non exposées au rayonnement restent sur la matrice,
    • on dépose ensuite du métal par électrolyse sur les parties non enduites en obtenant un cylindre inférieur ayant des perforations,
    • on démoule le cylindre inférieur,
    • on enduit le cylindre inférieur d'une couche photosensible sur certaines zones,
    • on pose un autre film représentant le motif de marquage sur le cylindre inférieur,
    • on expose le cylindre inférieur à du rayonnement lumineux en ne laissant sur le cylindre que les zones non exposées de la couche enduite, en obtenant un cylindre exposé,
    • on dépose du métal par électrolyse sur le cylindre exposé, le métal se déposant sur les zones non enduites de la couche photosensible sans combler les perforations du cylindre inférieur, en obtenant un cylindre complet, et
    • on enlève les résidus de couche photosensible du cylindre complet pour obtenir le tambour.
  • L'invention a aussi pour objet une machine de fabrication d'un non-tissé à motifs comprenant un injecteur de jets d'eau sur la face extérieure de la surface latérale d'un cylindre suivant l'invention et des moyens pour faire passer une nappe sans motifs entre le cylindre et l'injecteur. A à la sortie du cylindre, la nappe non-tissée est munie d'un motif conjugué du motif du cylindre.
  • Les non-tissés peuvent être constitués de fibres naturelles ou artificielles ou synthétiques. Les non-tissés sont généralement obtenus par la technique de cardage ou aérodynamique, ils peuvent aussi être constitués de filaments continus thermoplastiques obtenus par la technique dite spunbond, voire des meltblowns. Les non-tissés peuvent aussi être obtenus par la technique dite voie humide, ils peuvent aussi être obtenus par la combinaison de plusieurs procédés comme, par exemple, spunbond plus voiles cardés, spunbond plus fils natures déposés par voie aérodynamique airlaid et liés par des jets d'eau. De bons résultats ont été obtenus avec des non-tissés de 30 à 150 g/m2 à base de viscose, de mélanges viscose/polyester et de coton. Mais cette liste n'est pas limitative. Les épaisseurs des non-tissés, y compris les motifs en saillie, sont généralement comprises entre 0,5 mm et 2,5 mm et la surélévation des parties en saillie est de préférence comprise entre 0,3 et 2,0 mm, de préférence entre 0,5 et 1,5 mm. On mesure l'épaisseur de la surélévation de la manière suivante : on mesure l'épaisseur en plaçant le non-tissé dans un appareil de mesure d'épaisseur de non-tissés, tel que recommandé par la norme EDANA ERT 30.5-99. La surélévation est mesurée avec une loupe de grossissement huit fois et à graduation micrométrique. On utilise également une loupe avec un grossissement de huit fois pour déterminer la distance dont font saillie les extrémités libres des filaments filiformes et leur nombre.
  • On peut faire subir aux non-tissés un premier traitement de liaison sur une machine habituelle pour la liaison des non-tissés par jets d'eau et immédiatement après le transférer en continu sur la machine faisant l'objet de la présente invention. Mais, et c'est un des avantages de la machine suivant l'invention, on peut aussi traiter une nappe non liée directement par la machine de fabrication d'un non-tissé à motifs suivant l'invention en effectuant ainsi simultanément par les jets d'eau non seulement la création d'un motif, mais aussi la consolidation du non-tissé. On dispose ainsi de la possibilité de produire un non-tissé à motif avec moins d'énergie d'hydrauliage et moins de matériel sans dégrader ses propriétés mécaniques et visuelles.
  • Pour la réalisation du traitement visant à réaliser les motifs, les jets d'eau peuvent avoir un diamètre compris entre 80 et 170 µm et de préférence compris entre 100 et 140 µm. Le nombre de jets par mètre est compris entre 1 000 et 5 000 et de préférence entre 1 500 et 4 000. La pression de l'eau dans les injecteurs est comprise entre 10 et 400 bars et de préférence entre 80 et 250 bars. En général, on ménage une dépression dans le cylindre comprise entre -20 mbars et -200 mbars et on entraîne le tambour par des moyens d'entraînement en rotation habituels à une vitesse comprise entre 1 et 400 mètres à la minute.
  • L'invention a enfin pour objet un non-tissé qui comprend des éléments filiformes enchevêtrés, dans lesquels est embossé un motif, caractérisé en ce que les extrémités libres des éléments filiformes sont en saillie de la face du non-tissé ayant le motif sur une longueur inférieure à 0,5 mm et le nombre de ces extrémités en saillie est inférieur à 5/5 mm2. La pilosité du non-tissé, marqué avec le nouveau tambour, est moins élevée que dans le cas de l'art antérieur. Ceci s'explique par le fait que le nouveau tambour présente une surface de liage favorisant l'intégration des extrémités de fibres dans la masse fibreuse.
  • On peut donner sans difficulté au non-tissé suivant l'invention un motif à contours continus sur une face. La dimension du motif suivant la face, telle que définie par le plus petit cercle inscrit imaginaire, peut être supérieure à 2 mm et le motif peut avoir une profondeur uniforme de 0,3 à 2 mm, de préférence de 0,5 à 1,5 mm. Cette possibilité d'avoir une dimension du motif suivant la face, donc un rayon du motif s'il est circulaire ou une longueur du motif s'il est rectangulaire, supérieure à 2 mm permet d'obtenir non seulement des motifs délimités par des traits, mais aussi un motif qui n'est pas délimité par des traits, le motif étant formé par la dénivellation même imprimée sur le non-tissé et non seulement par des lignes de contours imprimées sur le non-tissé.
  • On peut utiliser le non-tissé suivant l'invention notamment comme lingette cosmétique, lingette d'essuyage ou lingette bébé.
  • D'excellents résultats sont obtenus avec une feuille wetlaid composée uniquement de fibres cellulosiques ou d'un mélange de fibres cellulosiques et de fibres polyester ave une proportion de fibres de polyester allant jusqu'à 60 % de masse surfacique comprise entre 40 g/cm2 et 120 g/m2. Dans ce cas, les pertes en fibres générées par le procédé de marquage sont faibles et inférieures à 5 % du poids total du produit car le débit d'eau nécessaire au marquage est très inférieur aux débits utilisés dans les technologies de marquage hydraulique connues.
  • Un non-tissé préféré suivant l'invention comprend de 10 à 100 % en poids de fibres cellulosiques ou de filaments en polymères thermoplastiques et de préférence d'un mélange des deux le mélange représentant 100 %.
  • Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple :
    • la Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une installation de fabrication d'un non-tissé à motifs suivant l'invention ;
    • la Fig. 2 est une vue en coupe de la partie comportant le tambour suivant l'invention de la Fig. 1 ;
    • la Fig. 3 est schéma illustrant l'invention, la Fig. 3a étant une vue de côté de l'ensemble du tambour et de l'injecteur, tandis que la Fig. 3b est une vue en développé de la partie entourée d'un cercle à la Fig. 3a ;
    • la Fig. 4 est une vue en développé d'une partie de la surface latérale d'un tambour suivant l'invention ;
    • les Fig. 5, 6 et 7 illustrent la formation d'un motif en relief et d'un motif en creux, respectivement.
  • L'installation représentée à la Fig. 1 comprend un système 1 de formation d'un voile V de non-tissé non lié qui sort de l'installation 1 par l'intermédiaire d'un convoyeur 2 et passe sur un convoyeur 3 entre celui-ci et un tambour 4 constitué suivant l'invention. En regard du trajet suivi par le voile V sur le tambour 4 sont disposés deux injecteurs 5 de jets d'eau sous pression. Le voile V continue son trajet en passant sur un deuxième tambour 6 suivant l'invention muni d'injecteurs 7 avant de poursuivre son trajet vers un sécheur 8 et une enrouleuse 9.
  • La Fig. 2 représente la partie de l'installation représentée à la Fig. 1 comportant essentiellement le tambour 4. Le tambour 4 est enfilé sur un caisson 10 aspirant, cylindrique, fixe, muni de trois fentes d'aspiration 11 en regard des injecteurs 5. Le tambour 4 lui-même comprend des zones 12 en saillie et des zones 13 en creux sur la face extérieure de sa surface latérale. Les zones 12 en saillie sont à un niveau supérieur aux zones 13 en creux, tel que considéré suivant une direction radiale du tambour. Le tambour est en nickel. Il comporte sur l'un des bords frontaux une courroie d'entraînement en rotation du tambour à l'aide d'un moteur. L'intérieur du caisson 10 aspirant est relié à une pompe d'aspiration.
  • On voit mieux aux Fig. 3 la constitution du tambour. On voit notamment que le tambour est perforé de perforations 14 tant dans la zone 13 en creux que dans la zone 12 en saillie.
  • La Fig. 4 permet de voir que l'angle a, entre la face latérale extérieure de la paroi latérale du tambour et la paroi de passage d'une zone 12 de niveau haut à une zone 13 de niveau bas, est inférieur ou égal à 96°, en étant supérieur à 90°.
  • Les Fig. 5 et 6 illustrent la création d'un trait 15 en saillie sur le non-tissé à la Fig. 5 et 16 en creux sur le non-tissé à la Fig. 6.
  • La Fig. 7 illustre la formation d'un motif de grande dimension sur le non-tissé qui n'est pas délimité par des traits ayant deux parois sensiblement radiales 17 et 18, comme représenté aux Fig. 5 et 6, mais par une seule paroi 19 de contour.
  • Les exemples suivants illustrent l'invention.
    • EXEMPLE 1
  • Une nappe composée (Fig. 2) de 50 % de fibres de viscose et de 50 % de fibres de PET de 55 g/m2, prémouillée au moyen de l'injecteur 5 générant un rideau de jets d'eau de 140 µm de diamètre espacés de 0,45 mm à la pression de 15 bars et compactée entre la toile du convoyeur poreuse 2 et le tambour microperforé de marquage 4, avance à la vitesse de 50 mètres par minute. Cette nappe est transférée directement au tambour de marquage sans préliaison. Le tambour présente des microperforations circulaires de 0,3 mm de diamètre et comporte 100 microperforations par cm2. Le tambour de marquage présente une surface microperforée, comme expliqué plus tôt, et en relief. La distance entre le niveau haut et le niveau bas de la surface du tambour est de 1 mm. Le rapport aire niveau haut sur aire niveau bas est de 20 %, ainsi le motif réalisé est composé de motifs en relief sur le tambour, donc en creux, sur le produit après traitement par les injecteurs 5 et 5' générant des rideaux de jets d'eau de 120 µm de diamètre et espacés de 0,6 mm, respectivement, à la pression de 50 et 100 bars.
  • La nappe est ensuite transférée sur un tapis aspirant connecté à un générateur de vide puis séchée à 150°C dans un four à air traversant puis enroulé sous forme d'une bobine. On obtient un non-tissé présentant un motif en creux sur 20% de sa surface et une pilosité de 4 éléments filiformes par 5 mm2 de longueur de saillie de 0,5 mm2.
    • EXEMPLE 2
  • Une nappe de 60 g/m2 constituée d'un mélange de fibres 1,7 dtex de 40 mm de longueur en polypropylène/viscose 60/40 avançant à 120 m/min est prémouillée et compactée de manière similaire à l'Exemple 1 et transférée sur un tambour microperforé de liaison connu de l'art antérieur. Sur ce tambour la nappe est liée par deux injecteurs, puis transférée au tambour de marquage, y subissant un traitement analogue à celui décrit dans l'Exemple 1. Le tambour de marquage présente une surface microperforée et en relief. La distance entre le niveau haut et le niveau bas de la surface du tambour est de 1,5 mm. Le rapport aire niveau haut sur aire niveau bas est de 85 %, ainsi le motif réalisé est composé de motifs en creux sur le tambour, donc en relief sur le produit. On obtient un non-tissé présentant un motif en relief sur 15 % de sa surface présentant une pilosité de 3 éléments filiformes par 5mm2 de longueur de saillie de 0,4mm. Ce motif est composé de carrés en saillie de 1 cm de côté.

Claims (13)

  1. Tambour en nickel, ayant sur sa face extérieure à un premier niveau au moins une première zone (12) de paroi latérale perforée de perforations (14) traversantes délimitées par des premières parties pleines et au moins une deuxième zone (13) de paroi latérale perforée de perforations (14) traversantes délimitées par des deuxièmes parties pleines à un deuxième niveau différent du premier niveau, caractérisé en ce que
    - la dimension des perforations est comprise entre 0,1 et 1,2 mm,
    - le nombre des perforations tant dans la au moins une première zone que dans la au moins une deuxième zone est compris entre 40 et 200 au centimètre carré, et
    - le taux d'ouverture est compris entre 3 et 60 %, et de préférence, entre 5 et 15 %.
  2. Tambour suivant la revendication 1, caractérisé par une variation de hauteur de la surface extérieure de toutes les zones inférieure à 0,05 mm et, de préférence, inférieure à 0,01 mm .
  3. Tambour suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi latérale est d'un seul tenant.
  4. Tambour suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a plusieurs premières zones qui sont toutes au même premier niveau.
  5. Tambour suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a plusieurs deuxièmes zones qui sont toutes au même deuxième niveau.
  6. Tambour suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plus petit cercle inscrit imaginaire, le long de la surface extérieure de la paroi latérale, d'une zone a un diamètre supérieur à 0,5 mm, et de préférence, à 2 mm.
  7. Machine de fabrication d'un non-tissé à motif comprenant un injecteur (5) de jets d'eau sur la face extérieure de la surface latérale d'un tambour et des moyens pour faire passer une nappe (V) sans motif entre le tambour devant l'injecteur (5), caractérisée en ce que le tambour est conforme aux revendications précédentes.
  8. Non-tissé qui comprend des éléments filiformes enchevêtrés, dans lesquels est embossé un motif, caractérisé en ce que les extrémités libres des éléments filiformes sont en saillie de la face du non-tissé ayant le motif sur une longueur inférieure à 0,5 mm et le nombre de ces extrémités en saillie est inférieur à 5/5 mm2.
  9. Non-tissé ayant sur une face un motif à contour continu suivant la revendication 8, caractérisé par une dimension du motif suivant la face, telle que définie par le plus petit cercle inscrit imaginaire supérieure à 2 mm, caractérisé par une profondeur du motif uniforme de 0,3 à 2 mm, de préférence de 0,5 à 1,5 mm.
  10. Non-tissé suivant l'une des revendications 8 ou 9, comprenant de 10 à 100 % de fibres cellulosiques.
  11. Non-tissé suivant l'une des revendications 8 à 10, comprenant de 10 à 100 % de filaments continus d'un polymère thermoplastique comportant un motif.
  12. Non-tissé suivant l'une des revendications 8 à 11, sous la forme d'une lingette bébé, d'une lingette cosmétique ou d'une lingette d'essuyage.
  13. Procédé de fabrication d'un tambour suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que :
    - on réalise un film photographique représentant le dessin des perforations,
    - on pose le film sur une matrice ayant le diamètre intérieur du tambour et enduite d'une couche photosensible sur certaines parties,
    - on expose la matrice à un rayonnement lumineux de sorte que seules les parties enduites non exposées au rayonnement restent sur la matrice,
    - on dépose ensuite du métal par électrolyse sur les parties non enduites en obtenant un cylindre inférieur ayant des perforations,
    - on démoule le cylindre inférieur,
    - on enduit le cylindre inférieur d'une couche photosensible sur certaines zones,
    - on pose un autre film représentant le motif de marquage sur le cylindre inférieur,
    - on expose le cylindre inférieur à du rayonnement lumineux en ne laissant sur le cylindre que les zones non exposées de la couche enduite, en obtenant un cylindre exposé,
    - on dépose du métal par électrolyse sur le cylindre exposé, le métal se déposant sur les zones non enduites de la couche photosensible sans combler les perforations du cylindre inférieur, en obtenant un cylindre complet, et
    - on enlève les résidus de couche photosensible du cylindre complet pour obtenir le tambour.
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