FR2935992A1 - SPUNBOND TOWER WITH ELECTROSTATIC DEVICE. - Google Patents
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Abstract
Cette tour spunbond comprend une filière (103), un dispositif (106) de refroidissement des filaments formés par la filière, un dispositif (107) d'étirage des filaments refroidis, un système (108) de formation sur un tapis d'un voile de nontissé (110), ce système comprenant un dispositif (117) électrostatique et un déshumidificateur monté au moins sur une entrée d'air de formation entre le bas du dispositif d'étirage et le haut du système de formation.This spunbond tower comprises a die (103), a filament cooling device (106) formed by the die, a device (107) for drawing cooled filaments, a formation system (108) on a carpet of a veil nonwoven device (110), said system comprising an electrostatic device (117) and a dehumidifier mounted at least on a formation air inlet between the bottom of the drawing device and the top of the forming system.
Description
La présente invention se rapporte aux tours spunbond ayant un dispositif électrostatique permettant de dégrouper des paquets de filaments. Le dispositif électrostatique fonctionne sur le principe de l'effet Corona qui entraîne une ionisation de l'air à proximité d'une pointe soumise à un potentiel électrique. The present invention relates to spunbond towers having an electrostatic device for unbundling bundles of filaments. The electrostatic device operates on the principle of the Corona effect which causes ionization of the air near a tip subjected to an electric potential.
10 L'effet Corona requiert : - Une électrode de petite taille qui peut être soit une pointe-(ou un réseau de pointé), soit un fil, - Un champ électrique, créé par la différence de potentiel établie entre l'électrode et une électrode 15 opposée constituée généralement d'une plaque plane conductrice située en face de l'électrode principale. La petite taille de l'électrode provoque une concentration des lignes de champ qui peut alors dépasser le seuil d'ionisation et provoquer une ionisation de 20 l'air. The Corona effect requires: - a small electrode which can be either a tip (or a pointing network) or a wire, - an electric field, created by the potential difference established between the electrode and a opposite electrode generally consisting of a conductive flat plate located opposite the main electrode. The small size of the electrode causes a concentration of the field lines which can then exceed the ionization threshold and cause ionization of the air.
Suivant la polarité appliquée, l'effet Corona est dit positif ou négatif et entraîne une ionisation différente de l'air Figure 6. 25 Dans les deux cas, des particules de polarité positive et négative sont créées, puis sont entraînées par le champ électrique vers l'électrode ou la plaque plane de polarité inverse. Dans leur déplacement ces particules 30 entrent en collision avec d'autres particules présentes dans le volume et peuvent se te-combiner et annuler leur charge ou créer de nouvelles charges. Ainsi, dans ces collisions, les filaments vont également recevoir des charges électrostatiques et subir à leur tour les forces5 électrostatiques créées par le champ électrique. Les filaments n'étant pas chargés de façon identique, ils ne vont pas subir des forces et des déplacements identiques et ainsi vont se disperser dans l'espace situé entre l'électrode et la plaque plane. D'autre part, les filaments sont préférentiellement chargés avec la même polarité. En effet, le matériau constituant le filament est de nature électropositive ou électronégative et donc a tendance à plus facilement accepter les charges de la polarité correspondant à son affinité électrostatique. De part tette charge, les filaments vont avoir tendance à se repousser les uns des autres et ainsi à occuper de façon plus uniforme le volume d'air disponible. Depending on the polarity applied, the Corona effect is said to be positive or negative and causes a different ionization of the air. Figure 6. In both cases, particles of positive and negative polarity are created and then are driven by the electric field towards the electrode or the flat plate of inverse polarity. In their movement, these particles 30 collide with other particles present in the volume and can combine and cancel their charge or create new charges. Thus, in these collisions, the filaments will also receive electrostatic charges and in turn undergo the electrostatic forces created by the electric field. Since the filaments are not loaded identically, they will not undergo identical forces and displacements and thus will disperse in the space between the electrode and the flat plate. On the other hand, the filaments are preferentially charged with the same polarity. Indeed, the material constituting the filament is of electropositive or electronegative nature and therefore tends to more easily accept the charges of the polarity corresponding to its electrostatic affinity. In this load, the filaments will tend to repel each other and thus occupy more evenly the volume of air available.
Les paramètres importants du dispositif sont la tension appliquée entre les électrodes, généralement quelques dizaines de kilovolts, de 10 à 70 kilovolts) et le courant qui s'établit (par déplacement des ions) entre ces même éléments (quelques dizaines de milliampère par mètre de longueur, de 2 à 20 mA par mètre de longueur). The important parameters of the device are the voltage applied between the electrodes, generally a few tens of kilovolts, from 10 to 70 kilovolts) and the current which is established (by displacement of the ions) between these same elements (a few tens of milliampere per meter of length, from 2 to 20 mA per meter of length).
La tension appliquée influence directement la force appliquée sur une particule chargée. En effet une particule possédant une charge Q subit une force F = Q x E, E étant le champ électrique qui est directement proportionnel à la tension électrique. The applied voltage directly influences the force applied to a charged particle. Indeed a particle having a charge Q undergoes a force F = Q x E, E being the electric field which is directly proportional to the voltage.
Le courant obtenu est l'image de la quantité des charges qui transitent entre les électrodes. Ainsi, l'augmentation du courant indique une augmentation de la quantité de charges présentent dans le volume entre les électrodes et par conséquence une augmentation de la probabilité de déposer des charges sur les filaments et de modifier leur trajectoire. The current obtained is the image of the quantity of the charges that pass between the electrodes. Thus, the increase in current indicates an increase in the amount of charges present in the volume between the electrodes and consequently an increase in the probability of depositing charges on the filaments and modifying their trajectory.
L'intérêt majeur de ce dispositif électrostatique est qu'il permet de disperser les regroupements de filaments qui sont générés par les équipements situés en amont. Ces regroupements ont généralement pour origine des turbulences ou des hétérogénéités locales des écoulements d'air, dont il est difficile voir impossible de s'affranchir en totalité. The major advantage of this electrostatic device is that it disperses the bundles of filaments that are generated by the equipment located upstream. These groupings are usually caused by turbulence or local heterogeneities of air flows, which are difficult to see completely impossible to overcome.
Le dispositif électrostatique, en induisant une charge électrique sur les filaments, provoque leur déplacement relatif dans l'espace, soit par le champ électrique créé par le dispositif électrostatique lui-même, soit par répulsion avec les filaments voisins qui présentent la même polarité. The electrostatic device, by inducing an electric charge on the filaments, causes their relative displacement in space, either by the electric field created by the electrostatic device itself, or by repulsion with neighboring filaments which have the same polarity.
La figure 7 montre deux exemples des trajectoires suivies par les filaments dans le cas où il n'y a pas de dispositif électrostatique Figure 7.1 et dans le cas où il y ena un Figure 7.2. Figure 7 shows two examples of the trajectories followed by the filaments in the case where there is no electrostatic device Figure 7.1 and in the case where there is a Figure 7.2.
Cet effet sur les filaments permet de modifier fortement 25 l'aspect du voile non tissé comme le montre la figure 8. This effect on the filaments makes it possible to strongly modify the appearance of the nonwoven web as shown in FIG.
En effet, comme schématisé sur la Figure 8.1, sans dispositif électrostatique le voile présente en général un aspect nuageux constitué de zones contenant un grand 30 nombre de filaments fortement entrelacés et de zones contenant un nombre beaucoup plus petit de filaments. Toutes les propriétés physiques du voile (comme la masse surfacique, le comportement sous un effort de traction, la perméabilité à un gaz, un liquide ou une poudre) sont altérées par cette hétérogénéité. Indeed, as shown schematically in Figure 8.1, without electrostatic device the haze generally has a cloudy appearance consisting of areas containing a large number of strongly interwoven filaments and areas containing a much smaller number of filaments. All the physical properties of the veil (such as surface mass, behavior under tensile stress, permeability to a gas, a liquid or a powder) are altered by this heterogeneity.
Lorsqu'il y a un dispositif électrostatique, les zones contenant plus de filaments sont beaucoup plus diffuses, leur taille augmente, elles se recouvrent les unes les autres (Figure 8.2). De ce fait, le voile gagne en uniformité et l'ensemble des prcpriétés physiques recherchées par les utilisateurs sont améliorées. When there is an electrostatic device, the areas containing more filaments are much more diffuse, their size increases, they overlap each other (Figure 8.2). As a result, the veil becomes more uniform and all of the physical properties sought by the users are improved.
On constate toutefois, qu'en quelques heures le dispositif de production d'un voile de non-tissé ne donnent plus un voile satisfaisant somme celui de la figure 8.2, mais redonne un voile tel que celui de la figure 8.1. However, it can be seen that in a few hours the device for producing a fleece of non-woven material no longer gives a satisfactory haze as that of FIG. 8.2, but restores a haze such as that of FIG. 8.1.
L'invention pallie cet inconvénient en permettant d'obtenir un voile ayant de bonnes propriétés pendant une longue durée de fonctionnement. L'invention a pour objet une tour spunbond comprenant successivement de haut en bas : une filière formant des filaments en matière plastique, 25 - un dispositif de refroidissement des filaments formés par la filière, - un dispositif d'étirage des filaments refroidis par le dispositif de refroidissement, et - un système de formation sur un tapis convoyeur d'un 30 voile de non-tissé à partir des filaments étirés par le dispositif d'étirage, ce système comprenant un dispositif électrostatique et une entrée d'air de formation étant prévue entre le bas du dispositif d'étirage et le haut du système de formation,20 caractérisé par un premier déshumidificateur de l'air de formation. The invention overcomes this disadvantage by making it possible to obtain a veil having good properties for a long period of operation. The invention relates to a spunbond tower comprising successively from top to bottom: a die forming plastic filaments, a device for cooling the filaments formed by the die, a device for drawing the filaments cooled by the device. and a formation system on a conveyor belt of a nonwoven web from the stretched filaments by the drawing device, which system comprises an electrostatic device and a formation air inlet being provided. between the bottom of the drawing device and the top of the forming system, characterized by a first dehumidifier of the forming air.
L'effet Corona expliqué ci-dessus de façon très simplifiée est en fait un phénomène physique extrêmement complexe. Les molécules et ions créés dans cette réaction sont très fortement dépendants de la polarité et de la composition et de la qualité du gaz présent dans l'espace entre l'électrode et la plaque plane. The Corona effect explained above in a very simplified way is in fact an extremely complex physical phenomenon. The molecules and ions created in this reaction are very strongly dependent on the polarity and the composition and quality of the gas present in the space between the electrode and the flat plate.
Ainsi, des molécules chimiques présentes dans le gaz pourront au même titre que les filaments recevoir une charge électrostatique et subir les effets des forces électrostatiques. Ces molécules subiront alors un .15 déplacement horizontal soit vers l'électrode, soit vers la plaque plane et pourront aller jusqu'à se déposer sur ces éléments entraînant une pollution du dispositif. Thus, chemical molecules present in the gas may as well as the filaments receive an electrostatic charge and suffer the effects of electrostatic forces. These molecules will then undergo a horizontal displacement either towards the electrode or towards the flat plate and may even be deposited on these elements causing pollution of the device.
L'effet constaté de cette pollution est la diminution de 20 l'effet Corona, qui induit une diminution du courant à tension constante et qui impose d'augmenter la tension nécessaire pour établir un courant donné. The observed effect of this pollution is the reduction of the Corona effect, which induces a decrease in the current at constant voltage and which imposes to increase the voltage necessary to establish a given current.
Ceci a deux effets perturbateurs sur le système : 25 - Le premier, en réduisant le courant, on réduit la quantité de charges présentes dans l'espace et donc la probabilité de charger les filaments. Il s'ensuit une diminution des charges présentent sur les filaments et par conséquent une diminution de la 30 quantité de filaments qui se déplacent. - Le deuxième, en augmentant la tension, on augmente le champ électrique moyen qui existe entre l'électrode et la plaque plane. Ainsi à charge équivalente, les filaments subissent un effort plus important et donc une plus grande amplitude de déplacement. Ces filaments dans leur déplacement viennent en contact avec les parois du canal ce qui a pour effet de créer des défauts sur le non-tissé. En général durant l'exploitation de la tour, l'effet de l'encrassement se caractérise par une augmentation de la tension appliquée afin de maintenir le courant à la valeur souhaitée puis, lorsque la tension maximum 10 disponible est atteinte, par une diminution du courant. This has two disruptive effects on the system: The first one, by reducing the current, reduces the amount of charges present in the space and therefore the probability of charging the filaments. This results in a decrease in the charges present on the filaments and consequently a decrease in the amount of filaments that move. - The second, increasing the voltage increases the average electric field between the electrode and the flat plate. Thus with equivalent load, the filaments undergo a greater effort and therefore a greater range of motion. These filaments in their displacement come into contact with the walls of the channel which has the effect of creating defects on the nonwoven. In general, during operation of the tower, the effect of the fouling is characterized by an increase in the applied voltage in order to maintain the current at the desired value and then, when the maximum available voltage is reached, by a decrease in current.
Parallèlement à cette diminution du courant, l'aspect du voile change pour passer progressivement de l'aspect quasi uniforme de la figure 8.2. à l'aspect hétérogène de 15 la figure 8.1. En deçà d'une certaine valeur de courant, l'aspect devient trop nuageux et le produit n'est plus acceptable par l'utilisateur final. La tour est alors arrêtée afin de permettre un nettoyage du dispositif. Le critère de jugement pour décider de l'arrêt pour 20 nettoyage est généralement un niveau de courant minimum en deçà duquel le non-tissé est considéré comme non conforme. In parallel with this decrease in the current, the appearance of the veil changes gradually from the almost uniform appearance of Figure 8.2. to the heterogeneous aspect of Figure 8.1. Below a certain current value, the appearance becomes too cloudy and the product is no longer acceptable to the end user. The tower is then stopped to allow cleaning of the device. The judgment criterion for deciding on the shutdown for cleaning is generally a minimum current level below which the nonwoven is considered to be non-compliant.
La déshumidification permet de limiter beaucoup les 25 pertes d'efficacité dans le temps à cause de la pollution. Dehumidification can greatly reduce the efficiency losses over time due to pollution.
On préfère aussi monter un deuxième déshumidificateur sur les fentes (d'entrée d'air) du dispositif d'étirage. 30 L'air d'étirage étant injecté sous pression, la détente refroidit l'air et crée par condensation des gouttelettes d'eau très néfastes au dispositif électrostatique. En déshumidifiant, on augmente ainsi la durée pendant laquelle la tour fonctionne bien.5 De préférence, le dispositif de refroidissement a une entrée d'air et un troisième déshumidificateur est monté sur l'entrée d'air de refroidissemen:. Le volume d'air déshumidifié est ainsi relativement grand et peu de pollution reste dans la tour. It is also preferred to mount a second dehumidifier on the slots (air inlet) of the drawing device. The drawing air being injected under pressure, the trigger cools the air and creates condensation by droplets of water very harmful to the electrostatic device. By dehumidifying, this increases the time during which the tower is operating. Preferably, the cooling device has an air inlet and a third dehumidifier is mounted on the cooling air inlet. The volume of dehumidified air is thus relatively large and little pollution remains in the tower.
De préférence, la tour comprend un quatrième déshumidificateur monté sur une fente d'entrée d'air dans le système de formation. Preferably, the tower includes a fourth dehumidifier mounted on an air inlet slit in the forming system.
Suivant un mode de réalisation permettant d'utiliser le dispositif électrostatique de la tour comme séparateur électrostatique initial de poussière, la tour. a un dispositif d'aspiration en dessous du tapis convoyeur et le premier et/ou le deuxième et/ou le troisième et/ou le quatrième déshumidificateur est constitué par un dispositif de recyclage de au moins une partie de l'air de formation et/ou de refroidissement et/ou entrant par la fente d'entrée d'air et/ou de l'air d'étirage qui est aspiré par le dispositif d'aspiration à l'entrée d'air de formation et/ou à l'entrée d'air de refroidissement et/ou à la fente d'entrée du système de formation et/ou à l'entrée d'air d'étirage. La tour peut avoir un capteur d'humidité à une entrée d'air dans la tour, commandant, par un dispositif de régulation, un registre de réglage du débit d'air aspiré par le dispositif d'aspiration. La tour peut avoir aussi un capteur d'humidité d'air entrant dans la tour, commandant, par un dispositif de régulation, un registre réglant le débit d'air recyclé. According to an embodiment for using the electrostatic device of the tower as the initial electrostatic dust separator, the tower. a suction device below the conveyor belt and the first and / or second and / or third and / or fourth dehumidifier is constituted by a device for recycling at least a portion of the formation air and / or cooling and / or entering through the air intake slit and / or drawing air that is sucked by the suction device to the formation air inlet and / or to the cooling air inlet and / or inlet slit of the forming system and / or drawing air inlet. The tower may have a humidity sensor at an air inlet in the tower, controlling, by a regulating device, a regulating damper of the air flow sucked by the suction device. The tower can also have an air humidity sensor entering the tower, controlling, by a regulating device, a register regulating the flow of recycled air.
La tour peut avoir en dessous du convoyeur deux dispositifs d'aspiration distincts, l'un dit de vide de formation en dessous du système de formation, l'autre dit de vide de maintien en aval du vide de formation et il y a un dispositif de recyclage de l'air du vide de maintien à la tour spunbond. On peut recycler tout l'air. De préférence, on en recycle de 20 à 50 % en volume, ce qui correspond à l'air entrant au somme_ du dispositif de formation. The tower may have below the conveyor two separate suction devices, one called vacuum forming below the formation system, the other said holding vacuum downstream of the formation vacuum and there is a device recirculating air holding vacuum at the spunbond tower. We can recycle all the air. Preferably, it is recirculated from 20 to 50% by volume, which corresponds to the incoming air at the sum of the forming device.
Suivant un mode de réalisation des plus simples, les déshumidificateurs comprennent, d'amont en aval dans le sens d'entrée de l'air dans la tour, un échangeur de chaleur pour refroidir l'air pour y condenser l'humidité en gouttelette d'eau, un séparateur de gouttelette et un réchauffeur, de manière à ramener, de préférence, le taux d'humidité de l'air déshumidifié entre 20 et 30 According to one of the simplest embodiments, the dehumidifiers comprise, from upstream to downstream in the direction of entry of air into the tower, a heat exchanger for cooling the air to condense the moisture into droplet. water, a droplet separator and a heater, so as to reduce, preferably, the moisture content of the dehumidified air between 20 and 30
L'humidité relative de l'air est le rapport ramené en pourcentage de la pression partielle de vapeur d'eau contenue dans l'air à la pression partielle de vapeur a saturation dans des conditions de température et de pression identiques. L'humidité relative de l'air peut être mesurée à l'aide des capteurs d'humidité relative qui convertissent directement le taux d'humidité de l'air en signal électrique. The relative humidity of the air is the ratio reduced as a percentage of the partial pressure of water vapor contained in the air to the saturation vapor partial pressure under identical temperature and pressure conditions. The relative humidity of the air can be measured using relative humidity sensors that directly convert the moisture content of the air into an electrical signal.
Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple . In the accompanying drawings, given solely by way of example.
La figure 1 illustre une tour spunbond suivant l'invention. Les figures 2 à 4 illustrent des variantes d'une tour spunbond suivant l'invention. La figure 5 est un graphique donnant la tension et le courant ordonnées en fonction du temps en jour, du dispositif électrostatique de la tour spunbond suivant l'invention. La figure 6 est un schéma illustrant les phénomènes qui se produisent dans un dispositif électrostatique. Figure 1 illustrates a spunbond tower according to the invention. Figures 2 to 4 illustrate variants of a spunbond tower according to the invention. FIG. 5 is a graph giving the voltage and current ordered as a function of time in days, of the electrostatic device of the spunbond tower according to the invention. Fig. 6 is a diagram illustrating the phenomena that occur in an electrostatic device.
La figure 7.1 est un schéma illustrant la répartition des filaments lorsqu'il n'y a pas de dispositif électrostatique alors qu'il y en a un ,à la figure 7.2. Les figures 8.1 et 8.2 sont des vues du non-tissé obtenu respectivement suivant les schémas des figures 7.1 et 7.2. Figure 7.1 is a diagram illustrating the distribution of the filaments when there is no electrostatic device while there is one, in Figure 7.2. Figures 8.1 and 8.2 are views of the nonwoven respectively obtained according to the diagrams of Figures 7.1 and 7.2.
Dans le procédé de fabrication de voiles de nontissé par technologie spunbond, tel que représenté succinctement en figure 1, le polymère sous forme de granulés est fondu dans une extrudeuse, puis filé à travers une filière (103) sous forme de filaments continus (104). Les fumées émises lors de la filature sont collectées par un dispositif de captation (105). Les filaments sont ensuite refroidis dans un dispositif (106) de refroidissement par un courant d'air à température et vitesse contrôlées puis introduits dans un dispositif d'étirage (107). Ce dispositif permet d'appliquer un effort de tension sur les filaments qui permet l'orientation des .chaînes moléculaires et l'obtention du diamètre désiré. En sortie du dispositif d'étirage, un dispositif supplémentaire, appelé système de formation (108), est généralement disposé afin de permettre la dépose des filaments sur un tapis de convoyage pour former la nappe non tissée (110). La fonction principale de ce dispositif de formation est de réduire la vitesse des filaments, de disperser les paquets de filaments de façon la plus uniforme possible sur la largeur de la machine et de permettre une dépose aléatoire et homogène sur le convoyeur. Le dispositif (107) et le dispositif (108) forment un dispositif d'entraînement des filaments vers le bas par un courant d'air. Un dispositif d'aspiration (111) situé sous la toile du convoyeur permet de plaquer et de maintenir la nappe sur le convoyeur. La nappe non tissée passe ensuite à travers un dispositif de compactage (112) et de consolidation (113). Ce dernier peut être un système de calandrage ou tout autre dispositif de consolidation (aiguilletage mécanique, liage chimique, liage par jet de fluide). La nappe est alors acheminée vers la suite du processus. (traitement, bobinage) In the spunbond technology nonwoven web manufacturing method, as briefly depicted in FIG. 1, the granulated polymer is melted in an extruder and then spun through a die (103) as continuous filaments (104). . The fumes emitted during spinning are collected by a capture device (105). The filaments are then cooled in a cooling device (106) by a current of air at controlled temperature and speed and then introduced into a drawing device (107). This device makes it possible to apply a tension force on the filaments which allows the orientation of the molecular chains and the obtaining of the desired diameter. At the output of the drawing device, an additional device, called the forming system (108), is generally arranged to allow the removal of the filaments on a conveyor belt to form the nonwoven web (110). The main function of this training device is to reduce the speed of the filaments, to disperse the packets of filaments as uniformly as possible over the width of the machine and to allow a random and homogeneous removal on the conveyor. The device (107) and the device (108) form a filament driving device downwardly by a stream of air. A suction device (111) located under the conveyor web allows the web to be pressed and held on the conveyor. The nonwoven web then passes through a compacting (112) and consolidating (113) device. The latter may be a calendering system or any other consolidation device (mechanical needling, chemical bonding, fluid jet bonding). The web is then routed to the rest of the process. (treatment, winding)
Le dispositif d'étirage, installé verticalement, est 10 constitué d'une fente continue (201) dans laquelle est introduit le rideau de filaments. The drawing device, installed vertically, consists of a continuous slot (201) in which the filament curtain is introduced.
L'effet d'étirage est généralement. obtenue par un courant d'air circulant de haut en bas qui entraîne les filaments 15 par friction de l'air. Le courant d'air peut être soit généré par le flux d'air introduit pour le refroidissement des filaments (système fermé), soit par injection d'air supplémentaire dans le dispositif d'étirage qui provoque un écoulement d'ensemble par effet 20 venturi (système ouvert). The drawing effect is usually. obtained by a current of air flowing from top to bottom which causes the filaments 15 by friction of the air. The air stream can be either generated by the introduced air flow for the cooling of the filaments (closed system), or by additional air injection into the drawing device which causes a venturi effect flow. (open system).
En sortie du dispositif d'étirage, le' système de formation comprend généralement un système aéraulique (par exemple un diffuseur, fig 1-114) qui modifie le 25 profil de l'écoulement d'air à la sortie du dispositif d'étirage. Il est notamment intéressant de disposer de façon judicieuse des fentes supplémentaires d'injection d'air de formation (fig 1-115 et fig 1-116) qui permettent de contrôler les écoulements et d'éviter 30 l'apparition ou le développemenuu inopportun de turbulences. At the outlet of the drawing device, the forming system generally comprises a ventilation system (for example a diffuser, FIG. 1-114) which modifies the profile of the air flow at the outlet of the drawing device. In particular, it is advantageous to dispose judiciously of the additional formation air injection slots (FIGS. 1-115 and FIG. 1-116) which make it possible to control the flows and to avoid the occurrence or undesirable development of turbulence.
Un dispositif de type électrostatique (fig 1-117) vient judicieusement compléter l'efficacité du diffuseur sur le dégroupement des paquets de filament. An electrostatic type device (FIG. 1-117) judiciously completes the effectiveness of the diffuser on the unbundling of the filament packets.
On constate que si on ramène l'humidité relative de l'air entrant en dessous de 50% et préférentiellement à des valeurs comprises entre 20 et 30%, en poids la perte d'efficacité disparaît presque complètement et le dispositif conserve un comportement constant sur plusieurs journées de production, et même plusieurs semaines. La réduction de l'humidité relative de l'air à une valeur inférieure à 20% n'apporte pas d'amélioration supplémentaire significative. It is found that if the relative humidity of the incoming air is brought back below 50% and preferably to values between 20 and 30%, by weight the loss of efficiency disappears almost completely and the device maintains a constant behavior on several days of production, and even several weeks. The reduction of the relative humidity of the air to a value of less than 20% does not bring any significant additional improvement.
L'humidité relative de l'air. recherché étant en général inférieur aux conditions ambiantes rencontrées dans les usines de production, la solution adoptée pour atteindre l'humidité relative de l'air requis sera un refroidissement de l'air, en deçà de son point de rosée pour condenser l'excès d'humidité, suivi d'un réchauffage permettant de retrouver la température souhaitée. The relative humidity of the air. As a result of the research being generally inferior to the ambient conditions encountered in the production plants, the solution adopted to achieve the relative humidity of the air required will be a cooling of the air, below its dew point to condense the excess of humidity, followed by reheating to find the desired temperature.
Un tel dispositif comme représenté sur la figure 1, sera mis en place sur l'air de refroidissement des filaments et comprend un échangeur air/eau pour le refroidissement (1001), un séparateur de gouttelettes (1002) équipé d'un orifice de sortie des condensats (1003). Un capteur de température (1004) situé en aval du séparateur de gouttelettes permet de contrôler et de réguler la température en sortie du refroidisseur en agissant soit sur le débit d'eau soit sur température de l'eau dans le refroidisseur. Par refroidissement, l'air est ainsi amené à la température de rosée désirée pour le procédé. La valeur recherchée est généralement comprise entre 5 et 15°C et préférentiellement inférieure à 10°C. La recherche de valeurs inférieures nécessite des dispositifs consommant plus d'énergie et n'apportent pas d'amélioration suffisamment significative pour justifier les coûts d'exploitation forcément plus élevés. Un réchauffeur (1005) permet ensuite de ramener l'air à la température finale requise, en général comprise entre 10 et 35°C, plus couramment dans la plage 15°C à 30°C. La puissance du réchauffeur est régulée grâce à un capteur de température/humidité (1006) située en aval du réchauffeur. Grâce à la mesure de l'humidité, l'utilisateur peut ainsi contrôler L'humidité relative obtenue. Le dispositif peut également être amélioré en contrôlant automatiquement la température de l'air en sortie du refroidissement en fonction de l'humidité relative recherchée au final. Such a device as shown in Figure 1, will be placed on the cooling air of the filaments and comprises an air / water heat exchanger (1001), a droplet separator (1002) equipped with an outlet port condensates (1003). A temperature sensor (1004) located downstream of the droplet separator makes it possible to control and regulate the outlet temperature of the cooler by acting either on the water flow or on the water temperature in the cooler. By cooling, the air is thus brought to the desired dew point temperature for the process. The desired value is generally between 5 and 15 ° C and preferably less than 10 ° C. The search for lower values requires devices that consume more energy and do not provide sufficiently significant improvement to justify the necessarily higher operating costs. A heater (1005) then allows the air to be brought back to the required final temperature, generally between 10 and 35 ° C, more commonly in the range 15 ° C to 30 ° C. The heater power is regulated by a temperature / humidity sensor (1006) located downstream of the heater. Thanks to the humidity measurement, the user can thus control the relative humidity obtained. The device can also be improved by automatically controlling the temperature of the air at the outlet of the cooling according to the desired relative humidity in the end.
Un dispositif identique est mis en place sur l'entrée d'injection de l'air du dispositif d'étirage et comprend le refroidisseur (1007), le séparateur de gouttelettes (1008) avec orifice de sortie des.condensats (1009) et le réchauffeur (1011). La température en sortie du refroidisseur est contrôlée au moyen du capteur de température 1010. La température et l'humidité finale sont contrôlées au moyen du capteur de température et d'humidité 1012. An identical device is set up on the air injection inlet of the drawing device and comprises the cooler (1007), the droplet separator (1008) with the condensate outlet (1009) and the heater (1011). The temperature at the outlet of the cooler is controlled by means of the temperature sensor 1010. The temperature and the final humidity are controlled by means of the temperature and humidity sensor 1012.
Le contrôle de l'humidité de l'air au niveau des fentes d'injection du diffuseur est surtout primordial, d'autant plus que l'air introduit par ces fentes passe à proximité des électrodes. Le traitement d'air (humidité) pourra être fait par un dispositif identique au précédent, à savoir refroidissement, élimination des condensats et réchauffage. Ce dispositif peut éventuellement être évité dans le cas où le débit d'air évacué par le dispositif d'aspiration (fig 1 111) situé sous la toile de formation évacue uniquement une quantité d'air correspondant à l'air injecté dans les fentes du dispositif d'étirage et à l'air introduit à l'entrée du dispositif d'étirage. The control of the humidity of the air at the injection slots of the diffuser is especially important, especially since the air introduced through these slots passes close to the electrodes. The air treatment (humidity) can be done by a device identical to the previous one, namely cooling, removal of condensate and reheating. This device can possibly be avoided in the case where the flow of air evacuated by the suction device (Fig. 111) located under the forming fabric discharges only a quantity of air corresponding to the air injected into the slots of the drawing device and air introduced at the input of the drawing device.
Ainsi, comme montré sur la figure 2, le débit total sortant du système de formation (Q4) est constitué du débit amené par l'unité d'étirage (Q1), complété du débit amené par les fentes d'injection d'air du système de formation (Q2 et Q3). La proportion entre les débits peut varier suivant la géométrie du diffuseur et des fentes. En général, le débit Q1 amené par le dispositif d'étirage représente 50 à 80% du débit total Q4 sortant du système de formation, le• débit Q2+Q3 entrant par les fentes d'injection du système de formation étant alors compris entre 20 et 50% du débit Q4.. Si le débit Q5 aspiré par le dispositif d'aspiration situé sous le convoyeur de formation est inférieur au débit Q4 sortant du système de formation, une partie de ce dernier est donc refoulé en deux: débits Q6 et Q7. Thus, as shown in FIG. 2, the total output flow from the formation system (Q4) consists of the flow rate brought by the drawing unit (Q1), supplemented by the flow rate brought by the air injection slots of the training system (Q2 and Q3). The proportion between the flows can vary according to the geometry of the diffuser and the slots. In general, the flow rate Q1 supplied by the drawing device represents 50 to 80% of the total flow rate Q4 leaving the formation system, the flow rate Q2 + Q3 entering through the injection slots of the forming system then being between and 50% of the flow rate Q4. If the flow rate Q5 sucked by the suction device situated under the formation conveyor is less than the flow rate Q4 coming out of the forming system, a portion of the latter is thus discharged in two: flow rates Q6 and Q7.
Lorsque que le système de formation est disposé à l'intérieur d'un caisson (1101) isolant le dispositif de l'air ambiant, les débits Q6 et Q7 sont alors ré-aspirés en Q2 et Q3 au niveau des fentes du système de formation. Une ouverture pratiquée dans le caisson d'isolement permet l'entrée ou le refoulement du débit Q8 nécessaire pour équilibrer l'ensemble des débits. When the formation system is disposed inside a box (1101) isolating the device from the ambient air, the flow rates Q6 and Q7 are then re-aspirated at Q2 and Q3 at the slots of the training system. . An opening in the isolation chamber allows the entry or the discharge of the flow rate Q8 necessary to balance all flow rates.
Pendant le fonctionnement de l'installation, la température injectée au niveau des débits Q2 et Q3 augmente progressivement entraînant une diminution de l'humidité relative. Après quelques minutes de fonctionnement l'ensemble se stabilise à la valeur (température et/humidité) recherchée. During the operation of the installation, the temperature injected at the flow rates Q2 and Q3 increases gradually causing a decrease in relative humidity. After a few minutes of operation the assembly stabilizes at the value (temperature and / humidity) sought.
Un capteur (1102) situé dans la zone d'aspiration des débits Q2 et Q3 permet de mesurer les valeurs de température et d'humidité. Il peut être relié par le biais d'un dispositif de régulation (1103) à un registre motorisé (1104) qui permet le contrôle du débit aspiré par le ventilateur (1105). A sensor (1102) located in the suction area of the flow rates Q2 and Q3 makes it possible to measure the temperature and humidity values. It can be connected via a regulating device (1103) to a motorized damper (1104) which allows the control of the flow sucked by the fan (1105).
D'autres variantes du dispositif d'équilibrage des débits peuvent également être mise en place comme indiqué sur 10 les figures 3 et 4. Other variations of the flow balancing device may also be implemented as shown in FIGS. 3 and 4.
La figure 3 montre un dispositif comportant un réseau de gaines (1201} permettant de ramener une partie de l'air sortant du ventilateur d'aspiration vers le caisson 15 isolant. Le débit Q5 aspiré par le ventilateur est égal au débit Q4 sortant du système de formation. Au refoulement du ventilateur, le débit Q5 est divisé en un débit Q6 circulé 20 ajusté par exemple au moyen d'un registre motorisé (1203). Un capteur (1202) installé dans le caisson permet de contrôler la température et de l'air. Le registre (1203) peut éventuellement être automatiquement asservi à la mesure 25 de température et d'humidité fournie par le capteur (1202) par un système de régulation automatique. Ce dispositif permet d'ajuster la proportion de débit recirculé sans modifier la quantité d'air aspirée à travers la toile du convoyeur. En effet, cette dernière est 30 souvent imposée par d'autres paramètres du procédé et le fait de faire varier cette valeur pour contrôler la température et l'humidité dans le caisson d'isolement, comme indiqué sur la figure 2, peut entraîner évacué vers l'extérieur et un débit Q7 revers le caisson d'isolement. Le débit Q7 est d'isolement l'humidité l'apparition de nouveaux défauts sur le voile de non-tissé. FIG. 3 shows a device comprising a network of ducts (1201) making it possible to reduce a portion of the air leaving the suction fan towards the insulating box 15. The flow rate Q5 sucked by the fan is equal to the outgoing flow rate Q4 of the system At the discharge of the fan, the flow Q5 is divided into a flow Q6 circulated 20 adjusted for example by means of a motorized damper (1203) A sensor (1202) installed in the housing allows the temperature and temperature to be controlled. The damper (1203) may optionally be automatically controlled by the temperature and humidity measurement provided by the sensor (1202) by an automatic control system.This device makes it possible to adjust the recirculated flow proportion without modifying the temperature. the quantity of air sucked through the conveyor belt, since the latter is often imposed by other parameters of the process and the fact of varying this value to control the temperature and the humidity in the isolation box, as shown in Figure 2, can result in evacuation to the outside and a flow Q7 reverse the isolation box. The Q7 flow rate is moisture-proofing the appearance of new defects on the nonwoven web.
Les défauts créés par un mauvais ajustement du débit d'aspiration sous le convoyeur peuvent être des trous dans le voile, des demi-lunes ou d'autres défauts qui sont liés au fait que les filaments n'étant pas suffisamment maintenus sur la toile du convoyeur par l'aspiration, se déplacent à cause des courants d'air. Defects created by poor adjustment of the suction flow rate under the conveyor may be holes in the veil, half-moons or other defects that are related to the fact that the filaments are not sufficiently held on the fabric of the conveyor. conveyor by suction, move because of drafts.
La figure 4 montre un dispositif comportant un double système. d'aspiration sous le convoyeur. Le premier dispositif (1301) dénommé vide de formation et situé directement sous la sortie du dispositif de formation agit directement .lors de la formation du voile de non tissé sur le convoyeur. Le second dispositif aspirant (1302) appelé vide de maintien est situé en aval suivant le défilement du convoyeur. Il permet de s'assurer d'un bon maintien du. voile pendant le transport jusqu'au rouleau presseur ou jusqu'au dispositif de consolidation. Figure 4 shows a device having a dual system. suction under the conveyor. The first device (1301) referred to as forming void and located directly below the outlet of the forming device acts directly during the formation of the nonwoven web on the conveyor. The second suction device (1302) called holding vacuum is located downstream following the conveyor scroll. It helps to ensure a good maintenance of. sail during transportation to the pressure roller or consolidation device.
Les deux dispositifs sont ajustables indépendamment l'un de l'autre et peuvent comporter chacun un système de recirculation de l'air. En général, l'air provenant du vide de formation (débit Q5) est évacué en totalité vers l'extérieur, de façon à éliminer efficacement les produits gazeux issus de l'effet corona. L'air provenant du vide de maintien (débit Q9) est re-circulé partiellement ou en totalité grâce au registre motorisé (1304) pour obtenir les valeurs de température et d'humidité requise mesurées par le capteur (1303). The two devices are adjustable independently of each other and may each include a recirculation system air. In general, the air from the formation vacuum (flow Q5) is discharged completely outwards, so as to effectively remove the gaseous products from the corona effect. The air from the holding vacuum (flow Q9) is re-circulated partially or completely by the motorized damper (1304) to obtain the required temperature and humidity values measured by the sensor (1303).
Grâce au contrôle combiné de la propreué et de l'humidité relative de l'air qui passe dans le dispositif électrostatique, au moyen des dispositifs tels que décrits ci-dessus, on obtient un comportement du dispositif électrostatique comme représenté sur la figure 5, à savoir, une parfaite stabilité sur plusieurs jours de fonctionnement. Thanks to the combined control of the property and the relative humidity of the air which passes through the electrostatic device, by means of the devices as described above, a behavior of the electrostatic device is obtained as represented in FIG. know, perfect stability over several days of operation.
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Legal Events
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