WO2004033781A2 - Procede et machine de production d'un non-tisse a reduction de la vitesse de deplacement de la nappe compactee - Google Patents

Procede et machine de production d'un non-tisse a reduction de la vitesse de deplacement de la nappe compactee Download PDF

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WO2004033781A2
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Definitions

  • the present invention relates to processes and machines for producing a nonwoven, consisting of fibers or filaments made of an organic material, in particular natural or synthetic or artificial textile fibers or filaments.
  • the fibers or filaments can in particular be made of polypropylene, polyester, or another plastic material and their mixtures.
  • a process for the production of a nonwoven is already known in which a moving web of filaments or fibers is compacted in the direction of the thickness at a compacting station. Compaction is obtained by passing the moving web in the nip between two movable elements moving in the same direction.
  • One of the movable elements can be a conveyor or a cylinder and the other can also be a conveyor or a cylinder. Downstream of the compacting station, the compacted sheet is consolidated into a consolidated sheet at a consolidation station. Consolidation can be carried out by mechanical needling, by chemical or thermal bonding. Preferably, a hydraulic bonding by water jets is used.
  • the nonwovens obtained have a ratio of a property in the long direction, and in particular of the tensile strength, to this same property in the cross direction, which is much greater than one.
  • the long direction is defined by the direction in which the web moves when it is sent to the compacting station, while the cross direction is the direction perpendicular to this direction in the plane of the web.
  • the invention provides for this by a process for the production of a nonwoven in which a moving web of filaments or fibers of organic material is compacted in the direction of the thickness, at a point in its travel path at a compacting station, then the compacted sheet is consolidated into a consolidated sheet at a consolidation station downstream, in the direction of movement of the sheet, from the compacting station.
  • the speed of movement of the sheet is reduced to the very point of its travel path where it is compacted.
  • the property whose ratio is modified in the process according to the invention is preferably the tensile strength, maximum at break, but it is also the elongation at traction or another property of traction. It has also been found that the process according to the invention makes it possible to improve the resistance of nonwovens to delamination.
  • the sheet is wetted at the compacting station or just downstream from this station.
  • wetting the deformation of the fibers of the tablecloth and thus preserves the relationship between the property of the nonwoven in the long direction and the property of the nonwoven in the cross direction, is obtained at the compacting station, at the outlet thereof while, without fixing by wetting, the fibers tend, after they are no longer compacted, to return, at least in part, to their initial orientation.
  • just downstream is meant in particular that the wetting takes place before the arrival of the sheet at the consolidation station.
  • this fixation can already have a certain consolidation effect, that is to say entanglement of the fibers. In some cases, it is wetted using a liquid other than pure water.
  • the compacted sheet is then consolidated into a consolidated sheet at the consolidation station, which is downstream in the direction of movement of the sheet from the compacting station and downstream from the point where, if necessary, the wetting of the sheet .
  • Consolidation can be carried out anywhere known means, in particular by mechanical needling using metal needles, by chemical bonding, by thermal bonding using hot-melt fibers and by using impregnation means such as a scarf. or a spray or foam spray with a binder.
  • the sheet is preferably a sheet of filaments coming from a machine operating in the melt or from a sheet of fibers coming from a nonwoven card; it can also come from a machine operating by air flow called "ugly air” or from a lapper-stretcher.
  • the invention is particularly applicable for surface weights of 0 to 500 g / m 2 and preferably 20 to 300 g / m 2 of the sheet.
  • the invention makes it possible in particular to manufacture filtration products, geotextiles, agrotextiles in civil engineering and in construction, in the automobile, furniture, clothing, in medical applications, in roof seals, products sound and thermal insulation, dry or impregnated wiping products for household and hygiene.
  • the invention also relates to a machine for producing a nonwoven comprising a first element for sending a sheet to means intended to compact it in the thickness direction, characterized in that said means are also means for reducing the speed of movement of the sheet to the point where it is compacted by the compacting means.
  • the first element is preferably a conveyor, but it can also be a cylinder fed by a conveyor.
  • the compacting means are produced by the formation of a pinch point between the first element and another mobile element and the reduction in the speed of movement of the sheet is achieved by giving the other mobile element a linear speed less than that of the first element.
  • the other mobile element can be a second conveyor or a second cylinder.
  • the nipping preferably extends over the entire width of the ply, relating to an entire generatrix of the nipping cylinder.
  • the machine comprises means intended to wet the sheet while it is compacted or has just been compacted and before it arrives at consolidation means.
  • the consolidation means are arranged so as to consolidate the sheet as it passes over the other mobile element, since the consolidation is all the better the lower the speed of passage of the sheet to the consolidation station. .
  • the invention finally relates to the use of a method or a machine according to the invention for reducing the ratio of a property of a nonwoven in the long direction to this property in the cross direction and more particularly for decrease the ratio of the tensile strength at break of a nonwoven in the long direction to this tensile strength at break in the cross direction.
  • Figures 1 to 4 are side views of four machines according to the invention.
  • the machine represented in FIG. 1 comprises a conveyor comprising a frame 1 resting by four feet 2 on the ground S.
  • This frame carries three return rollers 3, a tensioning roller 4 and a guide roller 5 for guiding a mat 6 permeable to conveyor water.
  • Above the upper strand 7 of the conveyor is mounted a cylinder 8 of horizontal axis perpendicular to the direction of movement of the strand 7, while vertically of this cylinder 8 and below the strand 7 is mounted an injector 9 mooring.
  • the distance between the strand 7 and the lowest point of the cylinder 8 is so small that when a sheet is conveyed and passes over the strand 7, it comes into the nip between the strand
  • the cylinder 8 is a hollow cylinder which rotates anticlockwise while the web which passes over the strand 7 goes from left to right in the drawing.
  • the cylinder 8 comprises a quadrant 8a between 4 hours and 6 hours, subjected to a vacuum so that the ply is pressed against the cylinder 8 from the outlet of the nip to the injectors 10.
  • the machine shown is preferred when the thickness of the sheet is greater than 50 mm. It comprises the same elements as the machine of FIG. 1 but, in addition, an additional conveyor carried by four feet 11 and brackets 12.
  • the conveyor has a guide roller 13, a tensioner roller 14, a return roller 15 and the conveyor-permeable mat 15 passes around the cylinder 8 and in the nip between the cylinder 8 and the mat 7.
  • the machine shown in Figure 3 includes, like that of Figures 1 and 2, a first conveyor 1 to 7, identical to the conveyor of Figure 1, except that it comprises a roller 17 supporting the upper strand 7 of the carpet.
  • the conveyor 18 has return rollers 19, a tensioning roller 20 and a guide roller 21, the conveyor further has a return roller 22 which is in contact with the upper strand 7 of the belt of the first conveyor and which is disposed on this strand upstream of an injector 23 making it possible to wet a sheet which arrives on the belt 7 from the left to the right in the figure.
  • the roller 17 is just downstream of the injector 23 and it is arranged in such a way with respect to the roller 22 that it maintains the strand 7 in close contact with the lower strand of the belt 24 which passes on the upper conveyor by turning anti-clockwise.
  • the sheet is thus compressed between the upper strand 7 and the lower strand of the mat 24, is wetted at the wetting point 23 and then goes to a preliminary station 25 of consolidation by jets of water before being further consolidated on the cylinder 8 by devices 10 with water jets.
  • FIG 4 rests on the ground by feet 27 a conveyor 28 having a deflection roller 29, a tensioning roller 30 and a roller 31 for guiding a mat 32 permeable to water which is wound on a cylinder 33 hollow opposite which are mounted devices 34 of consolidation by water jets.
  • Another conveyor 35 carried by supports 36 and brackets 37, comprises on a frame three return rollers 38, a tensioning roller 39 and a guide roller 40.
  • the conveyor carries a device 41 for spraying water which will be used for mooring. This water spraying device is vertically above the highest point of the cylinder 33.
  • the tablecloth arrives from left to right in the figure on the upper strand of the carpet 32, passes between the cylinder 33 and the lower strand carpet 42 of the upper conveyor where it is compressed while being moistened by the device 41, comes out along the cylinder 33 to be consolidated by the consolidation devices 34, then goes to a cylinder 43 cooperating with additional consolidation devices 44.
  • the following examples illustrate the invention.
  • a sample is conditioned for 24 hours and the test is carried out at 23 ° C and a relative humidity of 50%.
  • a dynamometer is used for the test, comprising a set of fixed jaws and a set of movable jaws moving at a constant speed. The jaws of the dynamometer have a useful width of 50 mm.
  • the dynamometer is equipped with a recorder which makes it possible to trace the curve of the tensile force as a function of the elongation. 5 samples are cut of 50 mm plus or minus 0.5 mm in width and 250 mm in length, this in the long direction and in the cross direction of the nonwoven.
  • At least 3 samples are cut with an area of at least 50,000 mm 2 with a cutting device called a cutter.
  • Each sample is weighed on a laboratory balance with an accuracy of 0.1% of the mass of the weighed samples.
  • Example 1 (comparative) A sheet of approximately 50 g / m 2 composed of 100% polyester fibers of 1.7 dtex and 38 mm in length is produced at a speed of 50 m / min. by a card type card for nonwovens.
  • This sheet is continuously supplied to a transport and compacting conveyor of a binding system by water jets conforming to FIG. 1.
  • the transport conveyor is a polyester fabric of permeability 800 CFM.
  • the transport conveyor has a linear speed of 50 m / min.
  • the transport conveyor is in contact over a length of 10 nm with the cylinder.
  • the speed of the cylinder is synchronized with the speed of the transport conveyor at a linear speed of 50 / min.
  • the sheet of fibers is compacted between the transport conveyor and the binding cylinder coated with a micro-perforated envelope, the holes being arranged in a random manner, as described in French patent 2,734,285.
  • the sail is wet and slightly consolidated by a hydraulic injector projecting water jets of 140 microns in diameter at a speed of 54 m / s or a pressure of 15 bars. The jets being spaced from each other by a distance of 0.8 mm in two rows.
  • the nonwoven thus obtained is then transferred to a suction mat connected to a vacuum generator and then dried at a temperature of 110 ° C in a through air oven.
  • a nonwoven weighing about 50 g / m 2 is obtained.
  • the nonwoven has a regular, uniform appearance.
  • Example 2 The conditions of Example 1 are repeated. For this test, the speed of the cylinder is reduced by 10% relative to the speed of the conveyor. That is, the speed of the transport and compaction conveyor is always 50 m / min. and the cylinder speed is 45 m / min. The nonwoven has a regular appearance.
  • Example 3 The conditions of Example 1 are repeated. For this test, the speed of the cylinder is reduced by 20% relative to the speed of the conveyor. That is, the speed of the transport and compaction conveyor is always 50 m / min. and the cylinder speed is 40 m / min. The nonwoven is regular.
  • Example 4 The conditions of Example 1 are repeated. For this test, the speed of the cylinder is reduced by 25% relative to the speed of the conveyor. That is, the speed of the transport and compaction conveyor is always 50 m / min. and the cylinder speed is 40 m / min.
  • the nonwoven is irregular and has wavy fibers in the cross direction.
  • Example 5 The conditions of Example 1 are repeated. For this test, the transport conveyor is no longer in contact with the cylinder. It is now tangent to it and is about 1 mm away from the cylinder. This new adjustment is obtained by lowering the idler roller of the conveyor immediately downstream of the point of tangency of the conveyor relative to the cylinder.
  • the speed conditions are identical to Example 2 in which the speed of the conveyor is 50 m / min. and the cylinder speed is 45 m / min.
  • the nonwoven is regular.
  • Example 6 The conditions of Example 5 are repeated. For this test, the speed of the cylinder is reduced by 20% relative to the speed of the conveyor. That is, the speed of the transport and compaction conveyor is always 50 m / min. and the cylinder speed is 40 m / min. The nonwoven is regular.
  • Example 7 The conditions of Example 5 are repeated. For this test, the speed of the cylinder is reduced by 30% relative to the speed of the conveyor. That is, the speed of the transport and compaction conveyor is always 50 m / min. and the speed of the cylinder is 35 m / min. The nonwoven is regular.
  • Example 8 The conditions of Example 5 are repeated. For this test, the speed of the cylinder is reduced by 40% relative to the speed of the conveyor. That is, the speed of the transport and compaction conveyor is always 50 m / min. and the cylinder speed is 30 m / min.
  • the nonwoven has surface irregularities, wavelets oriented in the cross direction of the web and an irregularity in its opacity.
  • Example 9 (comparative) A sheet of approximately 90 g / m 2 composed of 65% viscose fibers of 1.7 dtex and 40 mm in length and 35% of polyester fibers of 1.7 dtex and 38 mm length is produced at a speed of 25 m / min. by a card type card for nonwovens.
  • This sheet is continuously supplied to a transport and compacting conveyor of a binding system by water jets conforming to FIG. 2.
  • the installation differs from that of FIG. 1 by the addition of a conveyor upper wrapping around the cylinder.
  • the transport conveyor is a polyester fabric with a permeability of about 800 CFM.
  • the transport conveyor has a linear speed of 30 m / min.
  • the upper conveyor wrapped around the cylinder is also a polyester fabric with a permeability of approximately 500 CFM.
  • the transport conveyor is tangent to the second conveyor and the cylinder and is approximately 1.5 mm away from the second conveyor at the point of convergence.
  • the speed of the upper conveyor and the cylinder is synchronized with the speed of the transport conveyor at a speed of 25 m / min.
  • the sheet of fibers is gradually compacted between the two conveyors immediately after compaction, the web is wet and slightly consolidated by a hydraulic injector projecting water jets of 140 microns in diameter at a speed of 63 m / s or 20 bars of pressure.
  • the jets being spaced from each other by a distance of 0.8 mm in two rows.
  • the veil thus compacted and wet and slightly consolidated is then subjected to the action of two successive hydraulic injectors projecting water jets of 120 microns in diameter at increasing speeds of 125 m / s and
  • the nonwoven thus obtained is then transferred to a suction mat connected to a vacuum generator and then dried at a temperature of 110 ° C in a through air oven.
  • Example 9 The conditions of Example 9 are repeated.
  • the speed of the upper conveyor and of the cylinder is reduced by 20% relative to the speed of the conveyor.
  • the speed of the transport and compaction conveyor is always 25 m / min. and the speed of the cylinder is 20 m / min.
  • the nonwoven is regular.
  • Example 9 Repeating the conditions of Example 9. For this test, the speed of the upper conveyor and the cylinder is reduced by 30% * relative to the conveyor speed. In other words, the speed of the transport and compaction conveyor is always 25 m / min. and the cylinder speed is 17.5 m / min.
  • the nonwoven is regular.
  • Example 12 The conditions of Example 9 are repeated.
  • the speed of the upper conveyor and of the cylinder is reduced by 40% relative to the speed of the conveyor.
  • the speed of the transport and compaction conveyor is always 25 m / min. and the cylinder speed is 17.5 m / min.
  • the nonwoven is slightly irregular with a variation in its opacity which suggests a slip of fibers in the transverse direction.
  • Example 13 (comparative) A sheet of approximately 60 g / m 2 composed of 80% of polyester fibers of 1.7 dtex and 38 mm in length and of 20% of so-called polyester / polyethylene bicomponent fibers of 3 dtex and 38 mm in length is produced at a speed of 30 m / min. by a card type card for nonwovens.
  • This sheet is continuously supplied to a transport and compacting conveyor XX of a binding system by water jets conforming to FIG. 1.
  • the transport conveyor is a polyester fabric.
  • the transport conveyor has a linear speed of 30 m / min.
  • the transport conveyor is tangent to a cylinder.
  • the speed of the cylinder is synchronized with the speed of the transport conveyor at a speed of 30 M / min.
  • the sheet of fibers is compacted between the transport conveyor and the binding cylinder coated with a micro-perforated envelope, the holes being arranged in a random manner, as described in French patent 2,734,285.
  • the sail is wet and slightly consolidated by a hydraulic injector projecting 140 micron diameter water jets at a pressure of 70 bars. The jets being spaced from each other by a distance of 1, 2 mm in two rows.
  • the veil thus compacted and wet and slightly consolidated is then transferred to a suction mat connected to a vacuum generator and then dried at a temperature of 130 ° C in a through air oven.
  • a nonwoven weighing approximately 60 g / m 2 " is obtained.
  • the nonwoven has a regular, uniform appearance and is bulky.
  • Example 9 The conditions of Example 9 are repeated.
  • the speed of the upper conveyor and of the cylinder is reduced by 30% relative to the speed of the conveyor.
  • the speed of the transport and compaction conveyor is always 30 m / min. and the speed of the cylinder is 21 m / min.
  • the nonwoven is regular and bulky.

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Abstract

Machine de production d'un non-tissé, comprenant un convoyeur (7) d'envoi d'une nappe à des moyens destinés à la compacter dans le sens de l'épaisseur et des moyens(8) destinés à réduire la vitesse de déplacement de la nappe alors même qu'elle est compactée par les moyens de compactage. On obtient ainsi un meilleur rapport des propriétés dans le sens long aux propriétés dans le sens travers.

Description

PROCEDE ET MACHINE DE PRODUCTION D'UN NON-TISSE A REDUCTION DE LA VITESSE DE DEPLACEMENT DE LA NAPPE
COMPACTEE La présente invention se rapporte aux procédés et aux machines de production de non-tissé, constitué de fibres ou de filaments en une matière organique, notamment de fibres ou de filaments textiles naturels, synthétiques ou artificiels. Les fibres ou filaments peuvent être notamment en polypropylène, en polyester, ou en une autre matière plastique et leurs mélanges. On connaît déjà un procédé de production d'un non-tissé dans lequel on compacte dans le sens de l'épaisseur une nappe en déplacement de filaments ou de fibres à un poste de compactage. Le compactage est obtenu en faisant passer la nappe en déplacement dans le pincement entre deux éléments mobiles se déplaçant dans le même sens. L'un des éléments mobiles peut être un convoyeur ou un cylindre et l'autre peut également être un convoyeur ou un cylindre. En aval du poste de compactage, on consolide la nappe compactée en une nappe consolidée à un poste de consolidation. La consolidation peut s'effectuer par un aiguilletage mécanique, par un liage chimique ou thermique. On utilise, de préférence, un liage hydraulique par jets d'eau.
Au brevet US-A-4 632 685, on décrit un procédé de production d'un non-tissé dans lequel les deux faces de la nappe se déplacent à des premières vitesses égales dans un couple de convoyeurs, puis à des secondes vitesses égales, mais différentes des premières vitesses, dans un second couple de convoyeurs. Le transfert de la nappe d'un couple à l'autre pose des problèmes de contrôle de la structure d'autant plus graves que la vitesse est élevée. La réduction de vitesse a lieu en un point du trajet de déplacement de la nappe autre que celui où la nappe est compactée.
Les non-tissés obtenus ont un rapport d'une propriété dans le sens long, et notamment de la résistance à la traction, à cette même propriété dans le sens travers, qui est bien supérieur à un. Le sens long est défini par la direction dans laquelle se déplace la nappe lorsqu'elle est envoyée au poste de compactage, tandis que le sens travers est le sens perpendiculaire à cette direction dans le plan de la nappe. Pour rendre plus aisés de nombreux traitements industriels et pour améliorer les caractéristiques de nombreux produits, il serait souhaitable de diminuer le rapport d'une propriété du non- tissé dans sens long à cette propriété dans le sens travers alors pourtant que les procédés de production de voiles, de feuilles et de nappes orientent préférentiellement les fibres ou filaments dans le sens long, tout en ayant une grande vitesse de déplacement et synonyme d'une grande productivité. L'invention y pourvoit par un procédé de production d'un non-tissé dans lequel on compacte dans le sens de l'épaisseur une nappe en déplacement de filaments ou de fibres en une matière organique, en un point de son trajet de déplacement à un poste de compactage, puis on consolide la nappe compactée en une nappe consolidée à un poste de consolidation en aval, dans le sens de déplacement de la nappe, du poste de compactage. Suivant l'invention, on réduit la vitesse de déplacement de la nappe au point même de son trajet de déplacement où on la compacte.
En compactant et en réduisant la vitesse de déplacement de la nappe simultanément et en un même point, on force les fibres ou filaments qui, en raison du compactage, ne peuvent pas se déplacer perpendiculairement au plan de la nappe, à se réorienter dans le sens travers.
On a obtenu de bons résultats en réduisant la vitesse de déplacement qui est de préférence comprise entre 10 et 600 m/min et de préférence de 50 à 300 m/min de la nappe au point de compactage de 5 à 50% et de préférence de 5 à 30%. En-dessous de 5%, la réduction de vitesse n'est guère suffisante pour diminuer d'une manière sensible le rapport de la résistance à la traction dans le sens long à la résistance à la traction dans le sens travers. Au-delà de 50% la réorientation est si forte que l'uniformité de la nappe en est affectée. De même, on préfère diminuer l'épaisseur de la nappe au point de compactage de 99% à 30% et, de préférence, de 99% à 50%, ce qui donne les meilleurs résultats pour la réduction du rapport de la résistance à la traction dans le sens long à la résistance à la traction dans le sens travers.
La propriété dont on modifie le rapport dans le procédé suivant l'invention est de préférence la résistance à la traction, maximum à la rupture, mais c'est aussi l'allongement à la traction ou une autre propriété de traction. On a également constaté que le procédé suivant l'invention permet d'améliorer la résistance des non-tissés à la délamination.
Suivant un mode de réalisation améliorant beaucoup le procédé suivant l'invention, on mouille la nappe au poste de compactage ou juste en aval de ce poste. Par ce mouillage, on fixe la déformation des fibres de la nappe et on conserve ainsi le rapport entre la propriété du non-tissé dans le sens long et la propriété du non-tissé dans le sens travers, est obtenu au poste de compactage, à la sortie de celui-ci alors que, sans la fixation par mouillage, les fibres ont tendance, après qu'elles ne sont plus compactées à reprendre, au moins en partie, leur orientation initiale. Par juste en aval on entend notamment que le mouillage a lieu avant l'arrivée de la nappe au poste de consolidation. On peut par exemple mouiller la nappe à l'aide d'un injecteur hydraulique disposé de manière à ce que les jets s'étendent sensiblement sur toute la largeur de la nappe et en envoyant des jets dont la pression est comprise entre 1 et 50 bars. Suivant la pression utilisée, cette fixation peut déjà avoir un certain effet de consolidation, c'est-à-dire d'enchevêtrement des fibres. Dans certains cas, on mouille à l'aide d'un autre liquide que de l'eau pure.
On peut aussi, au lieu ou en plus de mouiller la nappe au poste de compactage, la maintenir à la sortie du poste de compactage jusqu'à ce qu'elle arrive au poste de consolidation ou simplement sur une partie du trajet entre les deux postes, par exemple en utilisant une dépression la plaquant sur un cylindre ou sur un convoyeur.
On consolide ensuite la nappe compactée en une nappe consolidée au poste de consolidation, qui est en aval dans le sens de déplacement de la nappe du poste de compactage et en aval du point où s'effectue, le cas échéant, le mouillage de la nappe. La consolidation peut s'effectuer partout moyen connu, notamment par un aiguilletage mécanique à l'aide d'aiguilles métalliques, par un liage chimique, par un liage thermique utilisant des fibres thermofusibles et à l'aide de moyens d'imprégnation comme un foulard ou une pulvérisation ou une pulvérisation à la mousse avec un liant. Mais on préfère de beaucoup effectuer la consolidation par un liage hydraulique par jets d'eau, le cas échéant d'ailleurs combiné aux autres moyens de liage. On peut effectuer un liage hydraulique par des jets d'eau d'un diamètre compris entre 50 et 250 microns sous des pressions comprises entre 10 et 1000 bars.
La nappe est, de préférence, une nappe de filaments provenant d'une machine opérant en voie fondue ou d'une nappe de fibres provenant d'une carde non-tissée ; elle peut provenir aussi d'une machine opérant par voie aéraulique dite "air laid" ou d'un nappeur-étireur. L'invention s'applique notamment pour des masses surfaciques de 0 à 500 g/m2 et, de préférence de 20 à 300 g/m2 de la nappe.
L'invention permet notamment de fabriquer des produits de filtration, des géotextiles, des agrotextiles en génie civile et en construction, dans l'automobile, l'ameublement, l'habillement, dans des applications médicales, dans des étanchéités de toiture, des produits d'isolation phonique et thermique, des produits d'essuyage secs ou imprégnés pour le ménage et l'hygiène.
L'invention vise aussi une machine de production d'un non-tissé comprenant un premier élément d'envoi d'une nappe à des moyens destinés à la compacter dans le sens de l'épaisseur, caractérisée en ce que lesdits moyens sont aussi des moyens destinés à réduire la vitesse du déplacement de la nappe au point où elle est compactée par les moyens de compactage. Le premier élément est de préférence un convoyeur, mais ce peut être aussi un cylindre alimenté par un convoyeur.
Les moyens de compactage sont réalisés par la formation d'un point de pincement entre le premier élément et un autre élément mobile et la réduction de la vitesse de déplacement de la nappe est réalisée en donnant à l'autre élément mobile une vitesse linéaire inférieure a celle du premier élément. L'autre élément mobile peut être un second convoyeur ou un second cylindre. Le pincement s'étend de préférence sur toute la largeur de la nappe, en concernant toute une génératrice du cylindre de pincement.
De préférence, la machine comprend des moyens destinés à mouiller la nappe alors qu'elle est compactée ou qu'elle vient de l'être et avant qu'elle n'arrive à des moyens de consolidation. De préférence, les moyens de consolidation sont disposés de manière à consolider la nappe alors qu'elle passe sur l'autre élément mobile, puisque la consolidation est d'autant meilleure que la vitesse de passage de la nappe au poste de consolidation est plus petite. L'invention vise enfin l'utilisation d'un procédé ou d'une machine suivant l'invention pour diminuer le rapport d'une propriété d'un non-tissé dans le sens long à cette propriété dans le sens travers et plus particulièrement pour diminuer le rapport de la résistance à la traction à la rupture d'un non- tissé dans le sens long à cette résistance à la traction à la rupture dans le sens travers. Aux dessins annexés, les figures 1 à 4 sont des vues de côté de quatre machines suivant l'invention.
La machine représentée à la figure 1 comporte un convoyeur comprenant un bâti 1 reposant par quatre pieds 2 sur le sol S. Ce bâti porte trois rouleaux 3 de renvoi, un rouleau 4 tendeur et un rouleau 5 de guidage d'un tapis 6 perméable à l'eau du convoyeur. Au-dessus du brin 7 supérieur du convoyeur est monté un cylindre 8 d'axe horizontal perpendiculaire à la direction de déplacement du brin 7, tandis qu'à la verticale de ce cylindre 8 et en-dessous du brin 7 est monté un injecteur 9 de mouillage. La distance entre le brin 7 et le point le plus bas du cylindre 8 est si petite que lorsqu'une nappe est convoyée et passe sur le brin 7, elle vient dans le pincement entre le brin
7 et le cylindre 8 et est compactée. La nappe passe ensuite le long du cylindre
8 pour arriver devant deux injecteurs 10 de consolidation par jets d'eau. Le cylindre 8 est un cylindre creux qui tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre alors que la nappe qui passe sur le brin 7 va de la gauche vers la droite au dessin. Le cylindre 8 comporte un quadrant 8a entre 4 heures et 6 heures, soumis à une dépression en sorte que la nappe est plaquée sur le cylindre 8 de la sortie du pincement aux injecteurs 10.
A la figure 2, la machine représentée est préférée lorsque l'épaisseur de la nappe est supérieure à 50 mm. Elle comporte les mêmes éléments que la machine de la figure 1 mais, en plus, un convoyeur supplémentaire porté par quatre pieds 11 et des potences 12. Le convoyeur a un rouleau 13 de guidage, un rouleau 14 tendeur, un rouleau 15 de renvoi et le tapis 15 perméable à l'eau du convoyeur passe autour du cylindre 8 et dans le pincement entre le cylindre 8 et le tapis 7.
La machine représentée à la figure 3 comporte, comme celle des figures 1 et 2, un premier convoyeur 1 à 7, identique au convoyeur de la figure 1 , sauf qu'il comporte un rouleau 17 supportant le brin 7 supérieur du tapis.
Au-dessus du brin 7 est disposé un convoyeur 18 ayant des rouleaux 19 de renvoi, un rouleau 20 tendeur et un rouleau 21 de guidage, le convoyeur a en outre un rouleau 22 de renvoi qui est en contact avec le brin 7 supérieur du tapis du premier convoyeur et qui est disposé sur ce brin en amont d'un injecteur 23 permettant de mouiller une nappe qui arrive sur le tapis 7 en allant de la gauche vers la droite à la figure. Le rouleau 17 est juste en aval de l'injecteur 23 et il est disposé de telle façon par rapport au rouleau 22 qu'il maintient le brin 7 en contact étroit avec le brin inférieur du tapis 24 qui passe sur le convoyeur supérieur en tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. La nappe est ainsi comprimée entre le brin 7 supérieur et le brin inférieur du tapis 24, est mouillée au point 23 de mouillage et va ensuite à un poste 25 préliminaire de consolidation par jets d'eau avant d'être consolidée davantage sur le cylindre 8 par les dispositifs 10 à jets d'eau.
A la figure 4 repose sur le sol par des pieds 27 un convoyeur 28 ayant un rouleau de renvoi 29, un rouleau 30 tendeur et un rouleau 31 de guidage d'un tapis 32 perméable à l'eau qui s'enroule sur un cylindre 33 creux en regard duquel sont montés des dispositifs 34 de consolidation par jets d'eau. Un autre convoyeur 35, porté par des supports 36 et des potences 37, comprend sur un bâti trois rouleaux 38 de renvoi, un rouleau 39 tendeur et un rouleau 40 de guidage. Le convoyeur porte un dispositif 41 de projection d'eau qui servira au mouillage. Ce dispositif de projection d'eau est à la verticale au- dessus du point culminant du cylindre 33. La nappe arrive de la gauche vers la droite à la figure sur le brin supérieur du tapis 32, passe entre le cylindre 33 et le brin inférieur du tapis 42 du convoyeur supérieur où elle est comprimée tout en étant humidifiée par le dispositif 41, ressort le long du cylindre 33 pour être consolidée par les dispositifs 34 de consolidation, puis va à un cylindre 43 coopérant avec des dispositifs 44 de consolidation supplémentaires. Les exemples suivants illustrent l'invention.
Dans ces exemples on a effectué les essais suivants : a) Résistance et allongement dans le sens long et dans le sens travers :
On conditionne un échantillon pendant 24 heures et on effectue l'essai à 23°C et à une humidité relative de 50 %. On utilise pour le test un dynamomètre comprenant un jeu de mâchoires fixes et un jeu de mâchoires mobiles se déplaçant à une vitesse constante. Les mâchoires du dynamomètre ont une largeur utile de 50 mm. Le dynamomètre est équipé d'un enregistreur qui permet de tracer la courbe de la force de traction en fonction de l'allongement. On coupe 5 échantillons de 50 mm plus ou moins 0,5 mm de largeur et de 250 mm de longueur, ceci dans le sens long et dans le sens travers du non-tissé. Les échantillons sont testés un par un, à une vitesse constante de traction de 100 mm par minute et avec une distance initiale entre mâchoires de 200 mm. Le dynamomètre enregistre la courbe de la force de traction en newtons en fonction de l'allongement. On en détermine le maximum. b) Masse au mètre carré : On conditionne un échantillon pendant 24 heures et on effectue l'essai à 23°C et à une humidité relative de 50 %.
On coupe au moins 3 échantillons d'une surface d'au moins 50000 mm2 avec un appareil de découpe appelé massicot. Chaque échantillon est pesé sur une balance de laboratoire ayant une précision de 0,1 % de la masse des échantillons pesés.
Exemple 1 (comparatif) Une nappe d'environ 50 g/m2 composée de 100 % de fibres de polyester de 1,7 dtex et 38 mm de longueur est produite à une vitesse de 50 m/min. par une carde de type carde pour non-tissés.
Cette nappe est délivrée en continu à un convoyeur de transport et de compactage d'une installation de liage par jets d'eau conforme à la figure 1. Le convoyeur de transport est un tissu de polyester de perméabilité 800 CFM. Le convoyeur de transport a une vitesse linéaire de 50 m/min.
Le convoyeur de transport est en contact sur une longueur de 10 nm avec le cylindre. La vitesse du cylindre est synchronisée avec la vitesse du convoyeur de transport à une vitesse linéaire de 50 /min. La nappe de fibres est compactée entre le convoyeur de transport et îe cylindre de liage revêtu d'une enveloppe micro-perforée, les trous étant disposés de manière aléatoire, tel que décrit dans le brevet français 2 734 285. Immédiatement après le compactage, le voile est mouillé et légèrement consolidé par un injecteur hydraulique projetant des jets d'eau de 140 microns de diamètre à une vitesse de 54 m/s soit une pression de 15 bars. Les jets étant espacés les uns des autres d'une distance de 0,8 mm sur deux rangées.
Le voile ainsi compacté et mouillé et légèrement consolidé est alors soumis à l'action de deux injecteurs hydrauliques successifs projetant des jets d'eau de 120 microns de diamètre à des vitesses croissantes de 100 m/s et
133 m/s, les jets étant espacés les uns des autres de 1,2 mm sur deux rangées.
Le non-tissé ainsi obtenu est ensuite transféré sur un tapis aspirant connecté à un générateur de vide puis séché à une température de 110°C dans un four à air traversant.
On obtient un non-tissé pesant environ 50 g/m2. Le non-tissé a un aspect régulier, uniforme.
Exemple 2 On répète les conditions de l'exemple 1. Pour cet essai, la vitesse du cylindre est réduite de 10 % par rapport à la vitesse du convoyeur. C'est-à- dire que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 50 m/min. et la vitesse du cylindre est de 45 m/min. Le non-tissé a un aspect régulier.
Exemple 3 On répète les conditions de l'exemple 1. Pour cet essai, la vitesse du cylindre est réduite de 20 % par rapport à la vitesse du convoyeur . C'est- à-dire, que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 50 m/min. et la vitesse du cylindre est de 40 m/min. Le non-tissé est régulier.
Exemple 4 On répète les conditions de l'exemple 1. Pour cet essai, la vitesse du cylindre est réduite de 25 % par rapport à la vitesse du convoyeur. C'est-à- dire que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 50 m/min. et la vitesse du cylindre est de 40 m/min.
Le non-tissé est irrégulier et présente des vaguelettes de fibres en sens travers.
Exemple 5 On répète les conditions de l'exemple 1. Pour cet essai le convoyeur de transport n'est plus en contact avec le cylindre. Il est maintenant tangent à celui-ci et est distant de 1 mm environ du cylindre. Ce nouveau réglage est obtenu en abaissant le rouleau de renvoi du convoyeur immédiatement en aval du point de tangence du convoyeur par rapport au cylindre. Les conditions de vitesses sont identiques à l'exemple 2 dans lequel la vitesse du convoyeur est de 50 m/min. et la vitesse du cylindre est de 45 m/min.
Le non-tissé est régulier.
Exemple 6 On répète les conditions de l'exemple 5. Pour cet essai, la vitesse du cylindre est réduite de 20 % par rapport à la vitesse du convoyeur. C'est-à- dire que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 50 m/min. et la vitesse du cylindre est de 40 m/min. Le non-tissé est régulier. Exemple 7 On répète les conditions de l'exemple 5. Pour cet essai, la vitesse du cylindre est réduite de 30 % par rapport à la vitesse du convoyeur. C'est-à- dire que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 50 m/min. et la vitesse du cylindre est de 35 m/min. Le non-tissé est régulier.
Exemple 8 On répète les conditions de l'exemple 5. Pour cet essai, la vitesse du cylindre est réduite de 40 % par rapport à la vitesse du convoyeur. C'est-à- dire que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 50 m/min. et la vitesse du cylindre est de 30 m/min.
Le non-tissé présente des irrégularités de surface, des vaguelettes orientées dans le sens travers de la nappe et une irrégularité de son opacité.
Exemple 9 (comparatif) Une nappe d'environ 90 g/m2 composée de 65 % de fibres de viscose de 1,7 dtex et de 40 mm de longueur et de 35 % de fibres de polyester de 1,7 dtex et 38 mm de longueur est produite à une vitesse de 25 m/min. par une carde de type carde pour non-tissés.
Cette nappe est délivrée en continu à un convoyeur de transport et de compactage d'une installation de liage par jets d'eau conforme à la figure 2. L'installation se différencie de celle de la figure 1 par l'adjonction d'un convoyeur supérieur s'enroulant autour du cylindre.
Le convoyeur de transport est un tissu de polyester de perméabilité 800 CFM environ. Le convoyeur de transport a une vitesse linéaire de 30 m/min. Le convoyeur supérieur s'enroulant autour du cylindre est aussi un tissu de polyester de perméabilité 500 CFM environ.
Le convoyeur de transport est tangent au second convoyeur et au cylindre et est distant d'environ 1,5 mm du second convoyeur au point de convergence.
La vitesse du convoyeur supérieur et du cylindre est synchronisée avec la vitesse du convoyeur de transport à une vitesse de 25 m/min. La nappe de fibres est compactée progressivement entre les deux convoyeurs immédiatement après le compactage, le voile est mouillé et légèrement consolidé par un injecteur hydraulique projetant des jets d'eau de 140 microns de diamètre à une vitesse de 63 m/s soit 20 bars de pression. Les jets étant espacés les uns des autres d'une distance de 0,8 mm sur deux rangées. Le voile ainsi compacté et mouillé et légèrement consolidé est alors soumis à l'action de deux injecteurs hydrauliques successifs projetant des jets d'eau de 120 microns de diamètre à des vitesses croissantes de 125 m/s et
160 m/s, les jets étant espacés les uns des autres de 1 ,2 mm sur deux rangées.
Le non-tissé ainsi obtenu est ensuite transféré sur un tapis aspirant connecté à un générateur de vide puis séché à une température de 110°C dans un four à air traversant.
Le non-tissé ainsi obtenu est régulier, uniforme. Exemple 10
On répète les conditions de l'exemple 9. Pour cet essai, la vitesse du convoyeur supérieur et du cylindre est réduite de 20 % par rapport à la vitesse du convoyeur. C'est-à-dire que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 25 m/min. et la vitesse du cylindre est de 20 m/min.
Le non-tissé est régulier.
Exemple 11
On répète les conditions de l'exemple 9. Pour cet essai, la vitesse du convoyeur supérieur et du cylindre est réduite de 30 *% par rapport à la vitesse du convoyeur. C'est-à-dire que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 25 m/min. et la vitesse du cylindre est de 17,5 m/min.
Le non-tissé est régulier.
Exemple 12 On répète les conditions de l'exemple 9. Pour cet essai, la vitesse du convoyeur supérieur et du cylindre est réduite de 40 % par rapport à la vitesse du convoyeur . C'est-à-dire que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 25 m/min. et la vitesse du cylindre est de 17,5 m/min. Le non-tissé est légèrement irrégulier avec une variation de son opacité faisant penser à un glissement de fibres en sens transversal.
Exemple 13 (comparatif) Une nappe d'environ 60 g/m2 composée de 80 % de fibres de polyester de 1 ,7 dtex et 38 mm de longueur et de 20 % de fibres dites bicomponent polyester/polyéthylène de 3 dtex et 38 mm de longueur est produite à une vitesse de 30 m/min. par une carde de type carde pour non- tissés.
Cette nappe est délivrée en continu à un convoyeur de transport et de compactage XX d'une installation de liage par jets d'eau conforme à la figure 1. Le convoyeur de transport est un tissu de polyester. Le convoyeur de transport a une vitesse linéaire de 30 m/min.
Le convoyeur de transport est tangent à un cylindre. La vitesse du cylindre est synchronisée avec la vitesse du convoyeur de transport à une vitesse de 30 M/min. La nappe de fibres est compactée entre le convoyeur de transport et le cylindre de liage revêtu d'une enveloppe micro-perforée, les trous étant disposés de manière aléatoire, tel que décrit dans le brevet français 2 734 285. Immédiatement après le compactage, le voile est mouillé et légèrement consolidé par un injecteur hydraulique projetant des jets d'eau de 140 microns de diamètre à une pression de 70 bars. Les jets étant espacés les uns des autres d'une distance de 1 ,2 mm sur deux rangées.
Le voile ainsi compacté et mouillé et légèrement consolidé est ensuite transféré sur un tapis aspirant connecté à un générateur de vide puis séché à une température de 130°C dans un four à air traversant.
On obtient un non-tissé pesant environ 60 g/m2". Le non-tissé a un aspect régulier, uniforme et il est volumineux.
Exemple 14
On répète les conditions de l'exemple 9. Pour cet essai, la vitesse du convoyeur supérieur et du cylindre est réduite de 30 % par rapport à la vitesse du convoyeur. C'est-à-dire que la vitesse du convoyeur de transport et de compactage est toujours de 30 m/min. et la vitesse du cylindre est de 21 m/min.
Le non-tissé est régulier et volumineux.
Les tests de laboratoire de mesure de masse surfacique, de résistance en sens long et en sens travers sont conduits selon les normes ERT de l'EDANA.
Le tableau suivant résume les résultats de résistance sens long et sens travers et du rapport sens long sur sens travers obtenus pour chaque exemple.
Figure imgf000014_0001

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de production d'un non-tissé, dans lequel on compacte dans le sens de l'épaisseur une nappe en déplacement de filaments ou de fibres, en une matière organique, en un point de son trajet de déplacement, puis on consolide en aval, en un poste de consolidation, la nappe compactée en une nappe consolidée, caractérisé en ce que l'on réduit la vitesse de déplacement de la nappe au point même de son trajet de déplacement où on la compacte.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réduit la vitesse de déplacement de la nappe de 5 à 50 %.
3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on diminue l'épaisseur de la nappe au compactage de 99 % à 30 %.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on mouille la nappe au compactage ou juste en aval du compactage.
5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on consolide la nappe en la faisant passer dans le poste de consolidation à la vitesse réduite.
6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on consolide la nappe par enchevêtrement hydraulique, par liage thermique, par liage chimique et/ou par aiguilletage mécanique.
7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la nappe est une nappe de filaments provenant d'une machine opérant en voie fondue ou une nappe de fibres provenant d'une carde pour non-tissés ou d'une machine opérant par voie aéraulique dite "air laid".
8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on maintient la nappe en lui appliquant une dépression entre le point où on la compacte et le poste de consolidation.
9. Machine de production d'un non-tissé, comprenant un premier élément (1) d'envoi d'une nappe à des moyens (7) destinés à la compacter dans le sens de l'épaisseur, caractérisée en ce que lesdits moyens (7, 8) sont aussi des moyens destinés à réduire la vitesse de déplacement de la nappe au point où elle est compactée.
10. Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de compactage et de réduction de vitesse sont réalisés par la formation d'un point de pincement entre le premier élément (7) et un autre élément (8) mobile ayant une vitesse linéaire inférieure à celle du premier élément.
11. Machine suivant la revendication 10, caractérisée en ce que l'autre élément mobile est un convoyeur ou un second cylindre.
12. Machine suivant l'une des revendications 9 à 11, caractérisée par des moyens (9) destinés à mouiller la nappe alors qu'elle est compactée ou qu'elle vient de l'être.
13. Machine suivant l'une des revendications 9 à 12, caractérisée par des moyens (10) de consolidation de la nappe disposés en aval, dans le sens de déplacement de la nappe, des moyens de compactage.
14. Machine suivant la revendication 13, caractérisée en ce que les moyens de consolidation sont disposés de manière à consolider la nappe alors qu'elle passe sur l'autre élément mobile.
15. Machine suivant l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé par des moyens de maintien de la nappe par dépression entre les moyens de compactage et les moyens de consolidation.
16. L'utilisation d'un procédé ou d'une machine suivant l'une des revendications 1 à 15 pour diminuer le rapport d'une propriété d'un non-tissé dans le sens long à cette propriété dans le sens travers.
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