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Patent Searching and Data


Title:
WIDE NON-WOVEN AND METHODS THEREFOR AND PRODUCTION MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/121428
Kind Code:
A2
Abstract:
The machine for the production of a non-woven comprises an expanding device (9) which is arranged in between a first consolidation by water jets (4,6) and a second consolidation (11,12).

Inventors:
MICHALLON ANDRE (FR)
NOELLE FREDERIC (FR)
Application Number:
PCT/FR2005/001138
Publication Date:
December 22, 2005
Filing Date:
May 09, 2005
Export Citation:
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Assignee:
RIETER PERFOJET (FR)
MICHALLON ANDRE (FR)
NOELLE FREDERIC (FR)
International Classes:
D04H1/44; D04H1/46; D04H1/492; D04H1/54; D04H1/74; D04H3/033; D04H3/11; D04H13/00; (IPC1-7): D04H1/46
Foreign References:
FR2846013A12004-04-23
EP0786428A11997-07-30
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Eidelsberg, Olivier (22 avenue de Friedland, Paris, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Nontissé d'une largeur au moins égale à 5 m, d'un grammage compris entre 15 et 80 g/m2 et, de préférence, entre 30 et 60 g/m2 et constitué de fibres d'une longueur d'au moins 15 mm et, de préférence, d'une longueur comprise entre 20 et 60 mm, de filaments ou d'un mélange de tels fibres et de filaments, caractérisé en ce que le rapport d'une propriété mécanique, notamment de la résistance à la traction, dans le sens long à cette même propriété dans le sens travers est inférieur à 3,5.
2. Procédé de fabrication d'un nontissé, dans lequel on consolide un voile de fibres et/ou de filaments en y projetant des jets d'eau, par calandrage ou par aiguilletage pour obtenir un voile consolidé une première fois, caractérisé en ce que l'on étire dans le sens de la largeur le voile premièrement consolidé une première fois, pour obtenir un voile élargi, puis on consolide une deuxième fois le voile élargi.
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on effectue la deuxième consolidation par projection de jets d'eau.
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la pression des jets de la deuxième consolidation qui s'effectue par projection de jets est supérieure à la pression des jets de la première consolidation.
5. Procédé suivant la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'on étire à un allongement de moins de 30 %, pour des nontissés de grammage inférieur ou égal à 40 g/m2, de moins de 40 % des nontissés de grammage supérieur à 40 g/m2 et inférieur ou égal à 60 g/m2 et de moins de 50 % des nontissés de grammage supérieur à 60 g/m2 et inférieur ou égal à 80 g/m2.
6. Procédé suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'on élève en température un voile consolidé une première fois d'au moins 50° C et d'au plus 300° C.
7. Machine de production d'un nontissé comprenant un moyen (1) de transport d'un voile de fibres ou de filaments, dans un dispositif (1 , 6) de consolidation par jets d'eau, par calandrage ou par aiguilletage, caractérisée en ce qu'elle comporte, en aval du premier dispositif de consolidation, un dispositif (9) d'élargissement du voile consolidé et un deuxième dispositif (12) de consolidation, qui est placé en aval du dispositif (9) d'élargissement et dont la largeur efficace de consolidation est plus grande que celle du premier dispositif (6) de consolidation.
8. Machine suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif (9) d'élargissement, de préférence de largeur réglable, comprend au moins un rouleau élargisseur ou des rames à picots ou à pinces.
9. Machine suivant l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que le moyen de transport comprend des moyens (7, 10) pour que la vitesse du voile soit plus grande à la sortie qu'à l'entrée du dispositif (9) d'élargissement.
10. Machine suivant l'une des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que le deuxième dispositif (12) de consolidation est un dispositif de consolidation par jets d'eau.
11. Dispositif suivant l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le deuxième dispositif (12) de consolidation est suivi d'un dispositif (15) de déshumidification par aspiration à travers une surface perforée, comprenant des moyens de réglage de la largeur utile de la surface perforée.
12. Machine suivant l'une des revendications 7 à 11 , caractérisée en ce qu'il est prévu, en aval du deuxième dispositif (12) de consolidation, un dispositif (16) de séchage, de préférence de largeur réglable.
Description:
NONTISSE LARGE ET SES PROCEDE ET MACHINE DE FABRICATION

La présente invention se rapporte aux nontissés et à leurs procédés et machines de fabrication. Elle se rapporte plus précisément aux nontissés de grande largeur, supérieure à 5 m de largeur pour des productions de plus de 200 kg par heure et par mètre de machine. D'une manière générale, les nontissés légers, de 15 à 80 g/m2, dits par "voie sèche" sont formés par cardage et/ou voie aéraulique. Cependant, pour les grandes largeurs de production, c'est-à-dire pour des largeurs supérieures à 3,5 m, le cardage est la seule technique voie sèche utilisée pour les hautes productions. Il est connu depuis fort longtemps de napper transversalement le ou les voiles de carde pour former une nappe lourde en grande largeur, puis de l'étirer mécaniquement dans le sens de la longueur pour en réduire la masse au m2. Cette technique est très limitée en vitesse et ne peut pas produire à la fois des nontissés légers, dont la masse au m2 est inférieure à 60 g/m2 , en grande largeur et à des niveaux de production de 200 kg/heure et par mètre de largeur, et plus. Les techniques modernes permettent de construire des cardes de largeur maximale de 5 m et délivrant des voiles de fibres de largeur 4,7 m maximum. Par delà les grandes difficultés techniques de construction de tambours de grande précision dans des longueurs de 5 m et plus, ces cardes ne permettent pas de produire des voiles de fibres de masse au m2 faibles, avec des rapports de résistance du sens marche au sens travers inférieur à 3,5. Il est particulièrement intéressant pour les applications usuelles de nontissés dans les domaines de l'hygiène, les applications médicales, ou l'habillement d'avoir des propriétés dans le sens long et dans le sens travers aussi proches l'une de l'autre que possible. L'invention vise un nouveau nontissé léger, de grande largeur, produit par la technique dite "voie sèche" et dont le rapport de résistance du sens long au sens travers est inférieur à 3,5. On a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un nontissé léger et ses procédés et machines de fabrication, qui permettent de produire des nontissés par "voie sèche" à haute production, en grande largeur et dont le rapport d'une propriété mécanique dans le sens long, et notamment de résistance à la traction, à cette même propriété dans le sens travers est inférieur à 3,5 et, en général, compris entre 1 ,5 et 3,5. L'invention a donc pour objet un nontissé d'une largeur au moins égale à 5 m, de grammage compris entre 15 et 80 g/m2 et, de préférence, entre 30 et 60 g/m2 et constitué de fibres d'une longueur d'au moins 15 mm et de préférence d'une longueur comprise entre 20 et 60 mm, de filaments ou d'un mélange de telles fibres et de filaments, caractérisé en ce que le rapport d'une propriété mécanique, notamment de la résistance à la traction, dans le sens long à cette même propriété dans le sens travers est inférieur à 3,5. De préférence, ledit rapport est inférieur à 3 et, mieux encore, à 2,5. Les fibres et/ou filaments peuvent être en matière plastique thermoplastique, notamment en polyoléfines telles qu'en polypropylène ou polyéthylène, ou en polyester ou en acide polylactique, en alcool polyvinylique, en polyamide ou en une matière textile artificielle, telle qu'en viscose ou en une matière textile naturelle, telle qu'en coton, lin, laine, bois. Le voile peut comporter des couches différentes. L'invention a également pour objet le procédé de fabrication d'un nontissé, dans lequel on consolide une première fois un voile de fibres et/ou de filaments en y projetant des jets d'eau sous pression par calandrage ou par aiguilletage pour obtenir un voile consolidé une première fois. On étire dans le sens de la largeur le voile consolidé une première fois pour obtenir un voile élargi, puis on consolide une deuxième voile le voile élargi, de préférence en y projetant des jets d'eau sous pression. On sèche ensuite le voile élargi, de préférence par un dispositif de séchage de largeur réglable en aval de la deuxième consolidation. De préférence la pression des jets de la deuxième consolidation est supérieure à la pression des jets de la première consolidation. La pression des jets de la première consolidation peut être comprise par exemple entre 15 et 70 bar et la pression des jets de la deuxième consolidation être supérieure à 70 bar et comprise par exemple entre 75 à 100 bar. Les orifices de projection des jets peuvent avoir un diamètre notamment compris entre 100 et 200 microns. Pour ne pas rompre les nontissés, on étire à un allongement de moins de 30 % des nontissés de grammage inférieur ou égal à 40 g/m2, de moins de 40 % des nontissés de grammage supérieur à 40 g/m2 et inférieur ou égal à 60 g/m2 et de moins de 50 % des nontissés de grammage supérieur à 60 g/m2 et inférieur ou égal à 80 g/m2. Le pourcentage d'allongement est le rapport de la différence entre la dimension après allongement diminué de la dimension avant allongement à la dimension avant allongement. De préférence, on élève la température du voile consolidé une première fois d'au moins 50° C et d'au plus 300° C. Les températures du voile avant l'élargissement ou pendant l'élargissement peuvent être comprises entre 15° C et 300° C et, de préférence, entre 20° C et 25O0C. Le stade de chauffage est particulièrement intéressant pour une matière thermoplastique ayant tendance à cristalliser, comme le polyester, pour laquelle on le cristallise ainsi rapidement en sorte que le retrait est diminué. Pour les polyoléfines, le chauffage provoque un ramollissement qui facilite l'élargissement et qui affine le diamètre unitaire des filaments ou fibres constitutifs. L'invention a aussi pour objet une machine de production d'un nontissé, comprenant un moyen de transport d'un voile de fibres ou de filaments dans un dispositif de consolidation par projection de jets d'eau, par calandrage ou par aiguilletage, caractérisée en ce qu'elle comporte, en aval du premier dispositif de consolidation, un dispositif d'élargissement du voile premièrement consolidée. Il est prévu un deuxième dispositif de consolidation en aval du dispositif d'élargissement. Sa largeur efficace de consolidation est plus grande que celle du premier dispositif de consolidation. On obtient un nontissé répondant aux caractéristiques mentionnées précédemment et ayant notamment une grande largeur, ce qui diminue les chutes lorsqu'on le coupe ensuite en des bandes moins larges pour la fabrication de produits finis. Le dispositif d'élargissement, de préférence de largeur réglable, peut comporter un rouleau élargisseur et de préférence un rouleau élargisseur à enroulement spiral, ou des rames à picots ou à pinces, notamment en cas de chauffage. Ce sont des rouleaux rotatifs flexibles dont le rayon de courbure est ajusté en fonction de l'élargissement souhaité. L'élargissement du nontissé humide peut aussi être obtenu par deux rames à picots et à chaînes guidées par des systèmes de guidage latéralement aux bords du nontissé et dont l'écartement augmente à mesure que le nontissé avance. On facilite l'élargissement si le moyen de transport comprend des moyens pour que la vitesse du voile soit plus grande à la sortie qu'à l'entrée du dispositif d'élargissement. On peut par exemple prévoir des rouleaux moteurs d'entraînement du voile à l'entrée et à la sortie du dispositif d'élargissement et les faire tourner à des vitesses différentes. Lorsque ce deuxième dispositif de consolidation comporte une projection de jets d'eau sous pression, Ia largeur d'injection des jets d'eau de ce deuxième dispositif est plus grande que celle du premier dispositif utilisé pour la première consolidation. Mais on peut effectuer aussi la deuxième consolidation par thermoliage, par calandrage, par aiguilletage mécanique, par voie chimique ou autre. La largeur efficace de consolidation du deuxième dispositif de consolidation est plus grande que celle du premier dispositif de consolidation. Le deuxième dispositif de consolidation peut donner aussi un motif au voile. De préférence, le deuxième dispositif de consolidation est suivi d'un dispositif de séchage par aspiration d'air. On peut effectuer le séchage notamment à une température comprise entre 110 et 160° C et on l'effectue de préférence dans un four à air traversant. De préférence, il est interposé entre le dispositif de séchage et le deuxième dispositif de consolidation, un dispositif de déshumidification par aspiration à travers une surface perforée comprenant des moyens de réglage de la largeur utile de la surface perforée. Cette surface peut être constituée par un tapis aspirant communiquant avec un générateur d'une dépression et muni d'obturateurs coulissants. On peut, le cas échéant, répéter les opérations d'élargissement et de reconsolidation plusieurs fois. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : la figure 1 est un schéma d'une machine de production d'un nontissé suivant l'invention, la figure 2 est une vue en élévation d'un rouleau élargisseur mis en oeuvre dans la machine suivant l'invention, et la figure 3 est une vue en plan de l'ensemble d'un rouleau élargisseur et des rouleaux d'entrée et de sortie. La machine représentée à la figure 1 comprend un convoyeur à bande 1 d'entrée, circulant sur des rouleaux 2 et amenant sur le brin supérieur un voile de fibres, schématisé par la flèche 3. Le voile est compacté entre un tambour 4 et le brin supérieur du convoyeur 1 avec humidification par envoi d'eau à travers le convoyeur 1 par un humidificateur H avant de s'enrouler sur la partie droite du tambour où il reçoit, à titre de première consolidation, des jets d'eau 5 sous haute pression en provenance d'injecteurs 6. Le voile ainsi consolidé s'enroule sur un autre tambour 7 muni lui aussi d'injecteurs 8 pour compléter ce que l'on appelle, au sens de l'invention, la première consolidation. Le voile consolidé une première fois arrive à une vitesse d'entrée dans deux rouleaux 9 élargisseurs (séparés par trois rouleaux de renvois), dont il ressort élargi à une vitesse de sortie qui est plus grande que la vitesse d'entrée car le tambour 7 tourne moins vite que des rouleaux 10. Le voile élargi est renvoyé par les rouleaux 10 sur un tambour 11 muni d'injecteurs 12 projetant des jets 13 d'eau sur le voile élargi pour y réaliser une deuxième consolidation. Le rouleau 11 est muni d'un manchon permettant de donner un motif au voile consolidé une deuxième fois. Le voile consolidé une deuxième fois passe sur le brin supérieur d'un convoyeur 14 muni d'une boîte 15 d'aspiration en dessous du brin supérieur de manière à constituer un dispositif de déshumidification du voile. A la sortie du convoyeur 14, le voile entre dans un four 16 à circulation d'air chaud passant à travers une surface perforée 17 dont la longueur perpendiculairement au plan du dessin peut être réglée de manière à s'adapter à la largeur du voile. A la sortie du sécheur le nontissé 18 est enroulé sur une enrouleuse 19. Le rouleau 21 élargisseur représenté aux figures 2 et 3 est mis en tension par les paliers 2 qui ont un dispositif interne réglable permettant de modifier l'angle des axes du rouleau par rapport aux paliers et donc le rayon de courbure du rouleau et aussi le pourcentage d'augmentation de la largeur du nontissé. Pour les nontissés légers, de grammage inférieur à 50 g/m2, il est préférable d'avoir un moteur 23 qui entraîne le rouleau élargisseur en rotation. Le nontissé 24 est d'abord dévié par un rouleau 25 à moteur Me puis est embarré autour du rouleau élargisseur 6, puis est de nouveau dévié par un rouleau 27 à moteur Ms. A la périphérie du rouleau élargisseur, le nontissé suit une direction perpendiculaire 28 à l'axe longitudinal du rouleau 26. La surface du rouleau 28 est recouverte de préférence d'un matériau synthétique évitant le glissement du nontissé à la surface du rouleau pour obtenir un élargissement maximum. Les tests de laboratoire de mesure de résistance dans le sens long et dans le sens travers, et de masse au m2 sont conduits selon les normes ERT de I1EDANA (European Disposables And Nonwovens Association) à savoir : a) 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. b) 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 230C 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 mois 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. Les exemples suivants illustrent l'invention. Exemple 1 (comparatif) Un voile d'environ 60 g/m2 composé de 50 % de fibres de viscose de 1.7 dtex et 40 mm de longueur et de 50 % de fibres de polyester de 1.7 dtex et de 38 mm de longueur est produit à une vitesse de 70 m/mn par une carde de type carde pour nontissés. Ce voile est délivré en continu à un premier ensemble de consolidation par jets d'eau suivi d'un second ensemble de consolidation par jets d'eau tels que décrit figure 1. Le premier poste de consolidation consiste en un convoyeur de compactage et de mouillage du voile suivi de deux tambours rotatifs équipés chacun de deux injecteurs hydrauliques Le second poste de consolidation consiste en un tambour rotatif équipé de deux injecteurs hydrauliques. Sur le premier poste de consolidation, le voile de fibres est d'abord compacté entre le convoyeur de transport et le premier tambour. Immédiatement après le compactage, le voile est mouillé et légèrement consolidé par un injecteur hydraulique projetant des jets d'eau de 140 μm de diamètre à une pression de 15 bar. Les jets étant espacés les uns des autres d'une distance de 0,8 mm sur deux rangées. Le voile ainsi compacté, mouillé et légèrement consolidé est alors soumis à l'action de deux injecteurs hydrauliques successifs projetant des jets d'eau de 120 μm de diamètre et comportant 1 666 jets/m de largeur à des pressions croissantes de 50 bar et 70 bar. Le nontissé ainsi consolidé est transféré à un second tambour du même type que le premier et lui aussi équipé de deux injecteurs hydrauliques et projetant des jets d'eau de 120 μm de diamètre et comportant 1 666 jets/m de largeur à des pressions de 70 bar chacun. Le nontissé humide est ensuite transféré sur un dernier tambour équipé de deux injecteurs hydrauliques projetant des jets d'eau de 120 μm de diamètre et comportant 1 666 jets/m de largeur à des pressions de 80 bar chacun. Le nontissé ainsi obtenu 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 nontissé pesant environ 60 g/m2. Le dispositif à rouleaux élargisseurs situé entre le second tambour et le troisième tambour est inactif dans ce premier exemple. Le nontissé a donc dans cet exemple sensiblement la même largeur sur tous les postes de consolidation par jets d'eau. Exemple 2 On répète les conditions de l'exemple 1 en utilisant le dispositif à rouleau élargisseurs situé entre le second et le troisième tambour. La largeur du nontissé humide est augmentée de 15 % avant d'être transféré sur le troisième tambour. Le nontissé est consolidé sur le troisième tambour dans les mêmes conditions que l'exemple 1 , c'est-à-dire par deux injecteurs hydrauliques à des pressions de 80 bar chacun. Puis le nontissé est séché comme dans l'exemple 1. Exemple 3 On répète les conditions de l'exemple 2 en appliquant cette fois un pourcentage d'élargissement de 30 % avant de transférer le nontissé humide sur le troisième tambour. Les autres conditions du test sont par ailleurs identiques à celles du test 2. Exemple 4 (comparatif) On répète les conditions de l'exemple 2 en appliquant cette fois un pourcentage d'élargissement de 50 % avant de transférer le nontissé humide sur le troisième tambour. Le nontissé se déchire selon des lignes longitudinales. Il n'est pas utilisable. Le test est arrêté. 10

Tableau 1