Domaine Technique La présente invention concerne un perfectionnement apporte aux installations permettant la réalisation de nappes fibreuses non tissées, dont la cohesion est obtenue par entremlement des fibres dans l'épaisseur de ladite nappe grace à l'action de jets de fluide, et plus particulièrement de jets d'eau de faible diamètre et ayant une vitesse importante.

Techniques antérieures Il a été propose depuis fort longtemps, ainsi que cela ressort de l'US-A-3 214 819 et de 1'US-A-3 508 308, de réaliser des nappes textiles non tissées dans lesquelles la cohesion est donnée par 1'entrelacement des fibres élémentaires entre elles, entrelacement obtenu par l'action de jets d'eau sous pression qui agissent sur la structure fibreuse à la manière d'aiguilles et permettent de reorienter une partie des fibres constituant la nappe dans le sens de l'épaisseur.

Une telle technologie s'est largement développée de nos jours et permet d'obtenir une gamme étendue de produits différents, par exemple pour réaliser des étoffes non tissées à usage textile, tel que notamment pour les applications dans les domaines médicaux ou hospitaliers, de 1'essuyage, de la filtration, d'enveloppes pour sachets de the..., mais également pour réaliser de minuscules perforations sur des supports continus, tel que papier, carton, film, voire mme feuille de matière plastique ou autres, les articles obtenus pouvant éventuellement presenter des motifs en creux ou en relief.

D'une manière générale, on peut classer ces différents types de non-tisses en quatre grandes familles, à savoir: les non-tisses pleins ne présentant pas de motifs ; _ les non-tisses ajoures ou simplement marques en surface, dont les perforations ou les marques de surface sont obtenues par l'action des jets d'eau sur un convoyeur synthétique, convoyeur constitue de fils de diamètre eleve, mais en general inférieur à 1,2 mm de diamètre ;

_ les non-tisses ajoures ayant des perforations de grandes dimensions obtenues par l'action des jets d'eau sur la matière fibreuse supportée par un cylindre recouvert d'un tissu métallique constitue de fils de diamètre eleve, généralement supérieur à 1,2 mm de diamètre et; les non-tissés présentant des motifs en trois dimensions.

Parmi les différents types d'installations proposées à ce jour pour réaliser de tels produits, on peut citer celles faisant l'objet du brevet US 3 508 308 (voir notamment figures 7 et 8 et description correspondante de ce brevet), dans lequel la ligne de production comporte une zone de formation de la structure fibreuse de base qui, en continu, passe autour d'une succession de zones d'entrelaçage proprement dites constituées chacune d'un cylindre perforé rotatif associe à une pluralité d'injecteurs (trois rampes successives pour chaque cylindre rotatif dans 1'exemple illustre), qui permettent d'agir tout d'abord contre l'une des faces du produit puis, grace à des moyens de detour prévus entre deux cylindres successifs, a agir ensuite sur 1'envers et éventuellement effectuer un troisième traitement sur la face endroit avant de sécher et réceptionner le produit realise.

De telles installations, qui donnent satisfaction d'un point de vue pratique, présentent cependant des inconvénients parmi lesquels on peut citer un encombrement en longueur important et surtout la nécessité d'effectuer la première serie de traitement d'entrelaçage sur une face avec un pression réduite pour éviter que les fibres ne ressortent sur l'autre face et créent des défauts.

Par suite, cela implique d'augmenter le nombre de rampes de traitement, ce qui augmente notablement le cout de 1'installation, complique la mise en oeuvre industrielle et entraîne une dépense d'energie et de consommation en eau elevee.

Plus récemment, le Demandeur a propose une configuration de machine polyvalente du type tel qu'illustre par la figure 1.

D'une maniere générale, dans une telle installation, la nappe fibreuse (N) est amenée à la zone de traitement par jets de fluide par l'intermédiaire d'un convoyeur (1) de transport, horizontal, qui l'amène au niveau d'un premier cylindre (3).

Le voile de fibres est compacte entre le convoyeur (1) et la surface du cylindre (3). A l'état comprime, il est mouille par 1'action de jets d'eau obtenus par un premier injecteur (2) dispose en dessous du tapis transporteur (1). Après prémouillage, la nappe toujours supportee par le tambour (3), est alors soumise à 1'action de deux injecteurs successifs (4,5). Un tel traitement est realise sensiblement conformément aux enseignements du FR-A-2 734 285 (correspondant à 1'US 5 718 022).

Avantageusement, le cylindre (3) est recouvert d'une chemise comportant des micro-orifices disposes de manière aléatoire, et ce conformément aux enseignements du FR 2 734 285 (US 5 768 756).

La nappe (N) ainsi traitée sur une face, est ensuite amenée à un second cylindre (6) autour duquel sont disposes deux injecteurs (7,8) qui réalisent le traitement de l'autre face du voile de fibres.

Dans une telle configuration, les cylindres (3,6) sont superposes dans un plan vertical, ce qui diminue 1'encombrement en longueur de la machine.

En sortie du cylindre (6), la nappe traitée est amenée, par passage autour d'un rouleau de detour (9), à un convoyeur horizontal (10) équipé de deux injecteurs (11,12) et d'une caisse de séchage (13) dans laquelle est applique un vide élevé pour exprimer un maximum d'eau avant séchage dans un four, à air traversant par exemple, non représenté à la figure 1 annexée.

Une telle configuration comportant donc un total de six injecteurs et deux convoyeurs, permet de realiser indifféremment soit des non-tisses pleins, soit des non-tisses ajoures ou simplement marques en surface ou comportant des perforations de grandes dimensions, voire meme des motifs en trois dimensions.

Pour la réalisation de chaque type non-tisse sur un tel type d'installation, on procède de la maniere suivante. pour les non-tisses pleins ne présentant pas de motifs particuliers, on utilise des cylindres (3,6) qui comportent un revtement de surface micro-perfore aléatoire et deux tapis transporteurs (1,10) à mailles fines, et l'on soumet la nappe

prémouillée à l'action des deux series d'injecteurs (4,5,7,8) associes aux cylindres (3,6), les injecteurs (11,12) associes au tapis transporteur (10) n'étant pas mis en oeuvre ; _ pour les non-tisses ajoures ou simplement marques en surface, on utilise également des cylindres (3,6) comportant un revtement micro-perfore aléatoire, le tapis transporteur (1) étant à mailles fines et le tapis transporteur (10) étant, quant à lui, constitue de fils de diamètre eleve, mais inférieur à 1,2mm; dans cette forme de mise en oeuvre, la nappe prémouillée est soumise a 1'action des injecteurs (4,5) associes au premier cylindre (3), les injecteurs (7,8) associes au second cylindre (6) étant, quant à eux, neutralises, et les injecteurs (11,12) associes au tapis (10) étant, quant à eux, mis en oeuvre avec un fort debit d'eau; _ pour les non-tisses ajoures ayant des perforations de grandes dimensions, le cylindre (3) comporte un revtement micro-perfore aléatoire alors que le cylindre (6) est recouvert d'un tissu métallique constitue de fils de diamètre eleve, le tapis transporteur (10) étant à mailles fines; dans cette forme de mise en oeuvre, les injecteurs (4,5) sont mis en action et ainsi que les injecteurs (7,8), ces derniers avec un debit eleve, alors que les injecteurs (11,12) associes au tapis (10) sont neutralises ; _ enfin, pour les non-tisses présentant des motifs en trois dimensions, le tambour (3) est toujours revtu d'un revtement micro-perfore aléatoire alors que le tambour (6) est revtu d'une structure présentant des reliefs, le tapis transporteur (10) étant, quant a lui, à mailles fines; dans cette forme de mise en oeuvre, on utilise comme précédemment les injecteurs (4) et (5) et les injecteurs (7) et (8) alimentes avec un debit important, les injecteurs (11,12) étant neutralises.

Exposé de l'invention Or on a trouve, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention que, par le biais d'adaptations simples, il était possible non seulement de diminuer 1'encombrement en longueur des installations du type précité tel qu'illustre par la figure 1, tout en conservant la possibilité de pouvoir réaliser les quatre types de non-tisses, et ce en ne mettant en oeuvre que quatre rampes d'injecteurs associes aux deux cylindres aspirants perforés sans injecteurs aditionnels au niveau du convoyeur d'exprimage.

D'une manière générale, l'invention concerne donc une installation pour la réalisation de nappes non-tissées qui comporte:

_ un convoyeur de transport poreux, sans fin, pour une nappe fibreuse préalablement réalisée, sur lequel prend appui un premier cylindre rotatif perforé à l'intérieur duquel on applique un vide partiel et qui permet de comprimer la nappe de base, ladite nappe étant dans cet état soumise à un prémouillage, réalisée par l'intermédiaire de jets d'eau produits au moyen d'un injecteur dispose à l'intérieur du volume défini par le tapis transporteur, ces jets d'eau étant diriges contre la surface dudit tapis et traversant successivement celui-ci et la nappe comprimée, avant d'tre aspirée au travers dudit cylindre perforé, la nappe pré-mouillée portée par ledit cylindre étant soumise à 1'action de deux injecteurs successifs produisant des jets agissant contre sa surface; _ un second cylindre, rotatif, perforé et aspirant, dispose au dessus du premier cylindre, et auquel sont associes deux injecteurs successifs dont les jets agissent perpendiculairement contre la surface de la nappe opposée a celle qui a été préalablement traitée ; _ un ensemble transporteur, destiné à réceptionner la nappe ainsi traitée et soumis à une source d'aspiration permettant d'éliminer 1'eau qui imprègne la nappe, ladite installation se caractérisant en ce que la reception de la nappe traitee est realisee : soit sur un tapis transporteur supporte par quatre rouleaux de guidage, les deux rouleaux supérieurs définissant un plan incline vers le bas, la zone d'entree étant disposée sensiblement au niveau du plan horizontal tangent au cylindre perforé supérieur et la nappe de matière étant soumise à l'action d'un rouleau d'appui lui permettant d'embarrer autour du cylindre supérieur pour éviter un soulèvement de la matière lors de l'action de la dernière serie de jets d'eau; soit sur une toile de reception qui suit un parcours tel qu'il prend appui non seulement sur les rouleaux de guidage précités, mais également autour du cylindre supérieur de traitement par jets d'eau, le rouleau d'appui intermédiaire étant dans un tel cas escamote pour tre situe à un niveau supérieur au dessus du trajet de ladite toile.

Lorsque la reception de la nappe traitée est réalisée sur un tapis transporteur supporte par quatre rouleaux de guidage, le second cylindre de traitement est revtu

soit d'une chemise comportant des micro-perforations reparties de manière aléatoire, permettant ainsi d'obtenir des non-tisses réguliers, soit par une toile grossière ou un revtement comportant des motifs en relief et en creux permettant d'obtenir des non-tisses ajoures ou présentant des motifs en trois dimensions.

Lorsque la reception de la nappe traitée est réalisée sur une toile de reception qui suit un parcours tel qu'elle prend appui non seulement sur les rouleaux de guidage, mais également autour du cylindre supérieur de traitement par jets d'eau, ladite toile est constituée par un tissu ajoure dont au moins les fils de chaine sont avantageusement des fils synthétiques, dont le diamètre est inférieur à 1,2 mm et est avantageusement compris entre 0,3 et 1 mm.

Eventuellement, la toile de reception peut, dans un tel cas, tre constituee par un tissu ajoure dont les fils de chaine sont des filaments synthetiques (polyester) et dont les fils de trame sont des fils métalliques (acier inoxydable).

Grace à une telle structure de machine, il est donc possible d'obtenir aussi bien des non-tisses réguliers que des non-tisses présentant des effets plus ou moins prononces, en mettant en oeuvre uniquement quatre injecteurs après prémouillage de la nappe et ce, par une simple adaptation du revtement du second cylindre, revtement qui, dans une forme de mise en oeuvre, est constitue par 1'ensemble transporteur qui réceptionne la nappe.

Description sommaire des dessins L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grace aux schemas annexes dans lesquels: _ la figure 1 est une vue schématique, d'une installation de traitement par jets réalisée conformément à l'art antérieur ; la figure 2 illustre une installation réalisée conformément à 1'invention ; _ la figure 3 est une variante d'une telle installation comportant une zone de reliage ; _ les figures 4,5 et 6 sont des vues schématiques illustrant les différentes possibilités de mise en oeuvre d'une telle installation, les figures 4a, 5a et 6a étant des vues agrandies des zones cerclees.

Manière de réaliser t'invention En utilisant les mmes references que celles employees pour décrire l'état de la technique antérieure tel qu'illustre à la figure 1, dans une installation conforme à l'invention telle qu'illustrée aux figures 2 et 3, la nappe fibreuse (N) qui peut provenir d'une chaine de production (cardage, nappage...) d'un voile dispose en continu avec la zone de traitement par jets, est amenée à cette dernière par l'intermédiaire d'un convoyeur de transport (1), horizontal, qui l'amène au niveau d'un premier cylindre rotatif aspirant.

Le voile de fibres est compacte entre le convoyeur (1) et la surface du cylindre (3) et est remouille par l'action de jets d'eau produits par un injecteur (2) dispose en dessous du tapis transporteur (1), 1'eau étant aspirée au travers du tambour (3).

La nappe prémouillée, maintenue à la surface du tambour (3), est alors soumise à l'action de deux injecteurs (4,5). Le cylindre (3) est recouvert d'une chemise comportant des micro-perforations reparties de manière aléatoire.

La nappe (N) ainsi traitée passe alors autour d'un second cylindre (6) associe à deux injecteurs (7,8) qui réalisent le traitement sur l'autre face de la nappe.

Tous ces traitements sont realises de manière conventionnelle.

Conformément à l'invention, après traitement par les series de jets, la nappe est ensuite transferee par un ensemble permettant d'exprimer l'excédent d'eau qui l'imprègne avant de la sécher dans un four, à air traversant par exemple.

Conformément à l'invention, en aval du cylindre (6) et écarté par rapport à ce dernier, on dispose un ensemble de reception comportant essentiellement quatre rouleaux de renvoi (20,21,22,23) montes sur un bati, les rouleaux (20,21) étant positionnes de telle sorte qu'ils forment un plan incline dont le niveau superieur formé par le rouleau (20) est dispose dans un plan sensiblement au niveau du plan horizontal tangent avec le cylindre (6), et de preference en dessous de ce plan.

Un rouleau escamotable intermédiaire (18) est dispose entre le cylindre (6) et le rouleau d'entree (20), de telle sorte que ce rouleau puisse prendre deux positions,

1'une escamotée dans laquelle il est écarté par rapport au plan tangent au cylindre (6) et au rouleau (20), 1'autre abaissée selon laquelle il est en dessous du niveau de ce plan tangent.

Par ailleurs, un rouleau additionnel de detour (19) peut éventuellement tre prévu entre le rouleau (20) et le tambour (6).

Grace a une telle configuration, il est possible de réaliser les quatre grandes familles de produits citées dans le préambule, une telle possibilité étant illustrée par les figures 4,5 et 6.

Dans une première forme de mise en oeuvre telle qu'illustrée par la figure 4, il est possible d'obtenir des non-tisses unis, pleins.

Dans un tel cas, le rouleau (6) est recouvert d'un revtement micro-perfore aléatoire (voir figure 4a) et le produit est réceptionné sur un tapis de séchage conventionnel (10) constitue par une toile présentant une ouverture elevee. Dans un tel cas, le guide escamotable (18) est en appui contre la surface du non-tisse de maniere a former un embarrage autour du cylindre (6) soumis à 1'action du dernier injecteur (8) et évitant que la matière ne se soulève du tambour (6).

On peut également utiliser une telle configuration avec un tapis de séchage (10) indépendant pour réaliser des non-tisses perforés comportant les ouvertures de grandes dimensions, voire mme des motifs en relief.

Pour ce faire, comme cela ressort de la figure 5, on utilise comme revetement du cylindre (6), un revtement constitue par un tissu grossier (voir figure 5a), par exemple en inox, voire une toile embossée lorsque 1'on souhaite réaliser des motifs en relief.

Dans cette forme de mise en oeuvre, la matière traitée est également maintenue en appui contre le cylindre (6) par action du guide escamotable (18).

Enfin, comme cela ressort de la figure 6, il peut tre également envisage d'utiliser une telle installation pour réaliser des non-tisses perforés ajoures ou marques en surface.

Dans un tel cas, on utilise un convoyeur de reception (17) qui, non seulement, prend appui autour des guides (20,21,22,23), mais également embarre autour du guide de renvoi (19) pour venir envelopper le cylindre supérieur (6).

Un tel convoyeur de reception (17) a une structure telle qu'illustrée à la figure 6a et est constitue par une toile tissée formant une structure ajourée et réalisée à partir de fils ayant un diamètre inférieur à 1,2 mm et de preference compris entre 0,3 et 1 mm. Cette toile tissée peut tre réalisée à partir de fils de chaine et de trame synthétiques, en polyester notamment, ou éventuellement comporter une chaîne en fils synthétiques et une trame a base de fils d'acier inoxydable.

Dans un tel mode de mise en oeuvre, le guide escamotable (18) est relevé et ne prend pas appui sur la matière qui est done supportée par ladite toile (17), tant lors de son passage autour du cylindre supérieur (6) que dans la zone d'exprimage située entre les rouleaux (20) et (21).

Il convient de noter qu'a la figure 2 ainsi que dans la variante illustrée par la figure 3, ont été représentés à la fois le tapis de séchage conventionnel (10) et la variante mettant en oeuvre un convoyeur de reception (17) qui vient entourer le cylindre supérieur (6), étant entendu que l'un ou l'autre de ces elements est utilise en fonction du type de produit à realiser.

Une telle configuration de machine permet done d'obtenir les quatre familles de produits mentionnées dans le préambule de la description en ne mettant en oeuvre, outre 1'ensemble de prémouillage, que quatre injecteurs, ce qui diminue le cout global de 1'installation, la structure de la machine étant par ailleurs beaucoup plus compacte que les installations antérieures du type illustre par la figure 1.

La polyvalence d'une telle machine sera cependant mieux comprise grace aux quatre exemples concrets de réalisation donnes ci-apres, ces exemples étant realises en alimentant l'installation conforme à 1'invention avec une nappe non-tissée (N), réalisée immédiatement en amont de l'installation de traitement par cardage ou nappage pneumatique, nappe à base d'un mélange de fibres viscose/polyester pesant 60 g/m2 et comportant 70 % de fibres viscose de longueur 40 mm/1, 7dtex et 30 % de fibres polyester de longueur 38 mm/1, 7 dtex.

La vitesse d'introduction de la nappe sur le tapis transporteur (1) est de 60m/min.

Le tapis transporteur (1) présente un vide de maille de %.

La nappe est comprimée entre le premier cylindre rotatif (3) et est soumise à l'action de jets d'eau produits par l'injecteur (2), dont la sortie est à une distance de 30 mm de la surface interne du tapis transporteur (1). La pression de 1'eau dans l'injecteur (2) est réglée à 10 bars.

La nappe comprimée est alors soumise à l'action des jets d'eau issus des injecteurs (4) et (5) pour tre ensuite amenée sur le second tambour (6).

Dans les quatre exemples qui suivent, le premier tambour (3) a un diamètre de 515 mm et est constitue par un cylindre perforé en nid d'abeille en acier inoxydable entraîné en rotation à une vitesse périphérique egale a la vitesse d'entree de la nappe (N) sur le tapis (1), à savoir 60 m/min. Ce tambour (3) est recouvert d'un chemisage comportant des micro-perforations, reparties de manière aléatoire du type illustre à la figure 4a.

Les rampes (4) et (5) produisent 1666 jets/metre, les jets d'eau ayant un diamètre de 120 pm et la pression à l'intérieur des injecteurs étant respectivement de 40 bars pour l'injecteur (4) et de 60 bars pour l'injecteur (5).

A la sortie du tambour (3), on obtient une nappe preliee qui est alors amenée à la seconde zone de traitement, permettant de conférer au produit ses caractéristiques définitives, les conditions de traitement variant donc entre les quatre exemples qui suivent.

Exemple 1 L'installation est configurée de la manière illustrée par la figure 4.

Dans un tel cas, le second cylindre aspirant (6) comporte également un chemisage comportant des micro-perforations reparties de manière aléatoire.

La nappe provenant du premier cylindre (3) passe autour du cylindre (6) revtu d'un tel revtement et est soumis à 1'action des deux rampes successives (7,8) qui produisent également 1666 jets par metre, ayant un diamètre de 120 um, la pression d'alimentation de 1'injecteur (7) étant de 80 bars et celle de l'injecteur (8) 80 bars.

La structure produite est ensuite amenée au tapis transporteur de séchage consume dans le cas present par une toile à forte ouverture et qui entoure donc les rouleaux (20,21,22,23).

Le rouleau intermédiaire (18) appuie légèrement sur la nappe traitée afin qu'elle épouse parfaitement la superficie du cylindre (6). La caisse de séchage est disposée en dessous du tapis de sortie, le niveau de vide relatif étant de 450 millibars, ce qui permet d'exprimer l'excédent d'eau contenue dans la structure, le séchage total étant realise par passage dans un four à air traversant (non représenté).

En sortie de la machine, on obtient une nappe non-tissee pesant 55 g/m2, d'aspect régulier et uniforme pouvant tre utilise comme lingettes pre-impregnees, par exemple pour l'hygiène de bebe.

Exemple 2 On répète 1'exemple 1 si ce n'est que le second cylindre aspirant (6) est revtu d'une couverture constituée d'un tissu grossier (voir figure 5a), en acier inoxydable, les fils comportant 3,5 fils/cm, fils ayant un diamètre de 1,6 mm.

Les injecteurs (7,8) produisent 4000 jets/metre, ayant un diamètre de 120 pm et sont alimentes avec une pression comprise entre 90 et 100 bars.

L'augmentation du nombre de jets par rapport a 1'exemple 1 est obtenue par simple changement de la plaque perforée (strip) que comporte chaque injecteur.

L'article produit est également réceptionné sur un tapis (10) similaire à celui de 1'exemple 1.

En sortie de machine, on obtient un non-tisse perforé présentant des ouvertures de forme rectangulaire.

Cet article pèse 55 g/m2 et peut tre utilise par exemple comme chiffon d'essuyage industriel.

Exemple 3 On répète 1'exemple 2, si ce n'est que la toile grossière qui entoure le cylindre (6) est remplacee par une toile métallique en bronze, embossee de manière à ce qu'elle présente des parties en relief et en creux.

Outre cette modification, les injecteurs (7,8) sont alimentes en eau sous pression à 80 bars.

Après traitement, on obtient un article qui pèse 55 glum2, ayant un aspect crpé et qui peut tre utilise comme lingettes, produits d'hygiene....

Exemple 4 On enlève le tapis transporteur (10) utilise dans les exemples precedents et on le remplace par une toile (17) constituée par un tissu ajoure.

Dans cet exemple, le tissu constituant la toile (17) comporte une chaîne realisee à partir de fils polyester, de diamètre 0,5 mm à raison de cinq fils par centimetre et la trame est, quant à elle, constitué de fils d'acier inoxydable, ayant un diamètre de 0,38 mm et ce, à raison de neuf fils de trame par centimetre.

Cette toile est montée sur 1'installation de la manière illustrée à la figure 6, c'est-a-dire qu'elle entoure non seulement les rouleaux (20,21,22,23), mais également le cylindre perforé (6) constituant ainsi son revtement de surface.

Cette toile prend également appui sur le rouleau de detour (19).

Dans cette forme de mise en oeuvre. le rouleau (18) et en position relevée et la toile supportant donc 1'article traite suit un trajet direct entre le cylindre (6) et le rouleau (20).

L'injecteur (7) est réglé pour produire 1666 jets/metre de diamètre 120 um, sa pression d'alimentation étant de 70 bars, alors que l'injecteur (8) est réglé pour produire 4000 jets/metre ayant un diamètre de 120, um, la pression d'alimentation étant de 80 bars.

Après exprimage et séchage, on obtient un article ajoure ou simplement marque en surface et qui peut tre utilise dans le domaine medical (gaze, pansement), ou comme produits d'essuyage conventionnels.

Les exemples qui precedent montrent bien les avantages apportes par 1'invention, et notamment la grande souplesse d'utilisation d'une telle installation qui ne comporte donc que quatre injecteurs, ce qui diminue le cout du matériel et permet d'obtenir un encombrement nettement réduit (de l'ordre de 20 % en longueur) par rapport aux solutions proposées antérieurement.

Par ailleurs, comme cela est illustre à la figure 3, il est possible de monter un ensemble de reliage (24) au niveau du convoyeur d'entrée, et ce sans augmenter 1'encombrement global de 1'installation.

Un tel ensemble de reliage est particulièrement utile lorsque 1'on souhaite traiter des nappes lourdes, dont le poids peut dépasser 150 g/m2 et pouvant atteindre 300 g/m2 ou plus.