EP1171661B1 - Dispositif et procede de fabrication de produits textiles a partir de fibres et/ou filaments - Google Patents

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EP1171661B1
EP1171661B1 EP00912648A EP00912648A EP1171661B1 EP 1171661 B1 EP1171661 B1 EP 1171661B1 EP 00912648 A EP00912648 A EP 00912648A EP 00912648 A EP00912648 A EP 00912648A EP 1171661 B1 EP1171661 B1 EP 1171661B1
Authority
EP
European Patent Office
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filaments
looping
fibres
teeth
web
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00912648A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1171661A1 (fr
Inventor
Xavier Bathelier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Interieur Industrie SAS
Original Assignee
SAI Automotive Allibert Industrie SNC
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Filing date
Publication date
Application filed by SAI Automotive Allibert Industrie SNC filed Critical SAI Automotive Allibert Industrie SNC
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Application granted granted Critical
Publication of EP1171661B1 publication Critical patent/EP1171661B1/fr
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/10—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically
    • D04H3/105—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically by needling
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres

Definitions

  • the present invention relates to a improved device for manufacturing textile products directly from fibers and / or filaments.
  • the invention also relates to a method of implementation of the device.
  • the present invention relates essentially to the realization of products obtained by the technique called "verticalization technique” and setting point by the Applicant.
  • the verticalization technique described consists in subjecting the fibers and / or filaments to a "transverse looping" accompanied by a “stretching” and obtain an accumulation of fibers and / or filaments under form of a "pseudo-yarn" in which the fibers and / or filaments are parallelized.
  • each fiber or filament is in principle involved in at least one loop so as to constitute a twist-free pseudo-yarn obtained by the accumulation of various elementary fibers and / or filaments well parallelized.
  • This twist-free pseudo-wire made up of parallel fibers and / or filaments can either be handled by needles of the tufting needles type and be leads to a substrate in order to make carpets as described in detail in publication EP-A-0479880, either be trained by gill needles in order to make mesh products as described in detail in the publication EP-A-0783608, or still be used for the production of coated-glued type products as described in detail in publication EP-A-0960227.
  • the condition on the orientation that must present the fibers and / or filaments with respect to the advance direction is a minimum requirement of profitability with regard to the bottom corner. In effect, below a certain angle, the fibers and / or filaments may no longer be properly parallelized during the creation of the pseudo-wire, which harms product performance.
  • the Applicant had proposed in the publication WO97 / 05315 a process called the DUO process where the processing of the fibers and / or filaments is split into performing a step prior to the looping step which is called the ripple step.
  • the looping step is conventionally carried out using a device constituted by the interpenetration of a first set of discs curlers with a first set of curler fingers while that the prior undulation step is also carried out at using a device made up of interpenetration of a second set of discs called inverter discs with a second set of fingers called undulating fingers.
  • the system made up of the whole inverter and the loopback assembly carrying out the duo device provided a beat speed of 1000 strokes per minute according to the limits of current technology, this which allows to produce / process between 200 and 250 kilos per hour while a classic nonwoven line remains 3 to 4 times more productive than a duo type device such as described above.
  • detachers or scrubbers at the pre-loop device request a precise adjustment of their arrangement, which will vary according to the nature of the fiber used.
  • detaching elements or strikers are also relatively difficult to reposition after disassembly following a jam for example.
  • the present invention aims to resolve these different problems while allowing the use of inexpensive and better adapted upstream equipment, and particular, the use of cotton card type cards which are short fiber cards with possibly removing the lapper and replacing it with a stretcher transverse.
  • the present invention also aims to get rid of the presence of detachers, and therefore of simplify the realization of the verticalization.
  • the present invention aims, in reducing efforts, being able to reduce sizing of the different organs and in particular of the organs rotating in the verticalization devices.
  • the present invention relates to a device for manufacturing textile products from fibers and / or filaments flowing in the form of a veil, essentially constituted by the interpenetration of a game of identical spaced looper discs located on an axis transverse joint with a set of looping fingers identical, characterized in that the looping discs have teeth on their perimeter relatively spaced.
  • Relatively spaced means that the distance between two successive teeth on the perimeter of a looper disc is at least 3 times the width of a individual tooth.
  • the number of teeth on the perimeter of a looper disc is between 8 and 16.
  • the distance between two teeth successive around the perimeter of a looper disc is between 20 and 60 mm.
  • the height of the teeth is between 1 and 5 mm.
  • the slope of the teeth facing the arrival of the veil is between 20 and 40 degrees.
  • the distance between two teeth successive on the perimeter of a looper disc does not exceed pitch 1.5 times the average length of the fibers and / or filaments veil.
  • a transfer member preferably a picking plate or needle.
  • organs of transfer and preferably the needles, carry out a sinusoidal rectilinear movement obtained from a connecting rod / eccentric system.
  • the movement of the turntables transfer or needles and the rotational movement of looper discs is obtained using a single arm main control supporting eccentrics and exhibiting a reduction which is defined by the number of teeth.
  • the veil of fibers and / or filaments has at the entrance a weight of between 10 and 30 g / m 2 .
  • the average orientation of the fibers and / or filaments in the veil when entering the device is between 10 and 25 degrees from the direction of advance of the veil.
  • the entry veil is made up of fibers and / or filaments of a length included between 20 and 70 mm.
  • a stretching is carried out transverse on the veil before the first stage consisting in subjecting the fibers and / or filaments to a transverse looping accompanied by stretching.
  • Figure 1 shows a perspective view of the device intended for implementing the method according to the present invention.
  • Figure 2 shows a sectional view of the device shown in Figure 1.
  • Figure 3 shows a sectional view of the device for driving the main organs of the device according to the invention, which are the needles and the looping discs.
  • Figures 4a to 4e show the different phases of wire formation according to the process of the present invention and its transfer to the needles.
  • inventions described in Figures 1 and 2 are devices according to the present invention and which use the so-called verticalization technique which has has been described in great detail in publications EP-A-0479880, WO96 / 10667 and WO97 / 05315.
  • Figures 1 and 2 show the device for the implementation of the method according to the present invention.
  • the system essentially consists of the interpenetration of a set of "looping" discs 10 identical, spaced and located on a common transverse axis 0, with a set of identical “looper” fingers 20 also.
  • the looper discs 10 are driven at a preferably constant and uniform speed of rotation and set so that the peripheral speed of the discs looper is equal to the speed of entry of the veil consisting of fibers and / or filaments.
  • these discs looper 10 are provided with teeth 101, 102, 103 relatively spaced.
  • “relatively spaced” is meant that the distance between two successive teeth 101 and 102 by example according to the perimeter of the disk is worth at least 3 times the width of an individual tooth.
  • the distance between two consecutive teeth is defined by the fiber accumulation value and / or veil filaments to create the title pseudo-thread wish.
  • the number of teeth present on the perimeter of a looper disc is between 8 and 16.
  • the number of teeth depends on the diameter of the discs but also the ratio between the weight of the product desired weight of the incoming sail.
  • the teeth on these discs could be basically sized the same so that the continuous teeth on the discs of the state of the art with regard to the function veil training.
  • the other functions require a very specific shape.
  • Function wire drive to the eye of the needle requires sufficient height, preferably at least equal to 3 mm.
  • the thread clearing function out of the tooth at the time of descent of the needles will require a precise, slightly curved profile of the active part of the tooth
  • the slope of the tooth which makes facing the advance of the veil is between 20 and 40 degrees, which allows it a good penetration in the veil while allowing easy release of the loop carried out constituting the pseudo-wire towards the organs of collection and transfer.
  • each looper finger 20 is provided a transfer member which can be a picking plate or, as shown in Figures 1 and 2, a needle 30. All of the organs of transfer, and more specifically needles 30 allows collect and transfer the pseudo-thread obtained by accumulation of fibers and / or filaments.
  • These needles 30 are integral with a overhang 35 and simultaneously carry out a movement of back and forth which can be especially a movement sinusoidal rectilinear generated by a system rod / cam.
  • These needles 30 are intended to transfer the pseudo-wire by perforating a support which is arranged on a series of anvils 40 on which it moves. This support not shown is intended to make the coating of soil.
  • the movement of the hands 30 and the movement of rotation of the looper discs 10 is obtained using of a single main control shaft 100 supporting eccentrics 110 connected to a connecting rod 120 -cissor assembly classic 130 fitted with transmission 140, 142 up to looper shaft 0 with a reduction equal to number of teeth 101, 102 present at the periphery of a disc 10 as shown in detail in Figure 3.
  • the low level of effort generated during this treatment provides an effect of mass where the positive drive of some fibers allows training the entire veil.
  • this mass effect takes place as long as the distance between two consecutive teeth on the same disc hardly exceed the average length of fibers in the veil.
  • the present invention frees itself from the presence of detachers, who masked the sight of the needles and prevented the operator from anticipating problems such as jams.
  • the defects are eliminated or reduced accumulation of fibers and / or filaments in the eye of needles using the method according to this invention. Indeed, this accumulation which was not really positive according to the state of the art could be the cause of faults which were directly reflected on the finished product with holes or gaps.
  • the needles intended for the production of tufted products or mesh products are greatly simplified. Indeed, the reduction of the forces and therefore of the torque on the shaft a discs allows a smaller disc diameter and therefore a reduction of the needle overhang. Likewise, the removing detachers also reduces the needle height. The needles present by therefore a more compact design and are more rigid, and are therefore less expensive to produce.
  • Figures 4a to 4e describe more particularly the different phases of formation of a yarn according to the process of the present invention and its transfer to needles.
  • the needles are animated of a sinusoidal rectilinear movement and that their position is identified as a function of the angle expressed in degrees of the control shaft, the top dead center corresponding to 0 degree.
  • the disc which is driven in a circular motion uniform, rotates 360 / n degrees where n is the number of teeth.
  • the veil was introduced and began its progression to needles.
  • the mass effect previously described allows a homogeneous distribution of fibers during the looping step except at the location itself teeth where the fibers are slightly repelled due to the "point" effect of the top of the teeth which enters the veil at the time of its engagement. If this peak effect did not occur, some fibers would loop more than the desired value (corresponding to the depth of the tooth), which would harm performance. The depth of the tooth and its shape general must take this into account.
  • the thread has advanced slightly while the needle has reached its top dead center.
  • the distance between the base of the tooth where the fibers are accumulated and the bottom eye exactly matches the loopback value (distance between the end of the finger and the smooth part of the discs) which determines the height of the loop.
  • the wire is is thus stretched in the bottom of the eye, which will ensure its gripping by the needle. It should be noted that this grip here is completely “positive” and does not depend on nothing about the nature of the fiber or its resilience.
  • the needle started to go down. the profile of the tooth is studied so that the wire is not retained, what is achieved on the horizontal distance between the bottom eye and tooth, taking into account relative movements needle / disc, is constant.
  • the fibers that were located behind the tooth began to build up against the needle to constitute the thread which will be grasped during the next cycle.
  • Example 1 Line for product in 2 meters
  • This example describes a product line in two meters to a car destination, for example.
  • a "short fiber” card generates a veil of 40 g / m 2 in 1 meter of useful width.
  • This veil is collected by the expander which brings it up to 2 meters while orienting the fibers around the average value of 20 ° (relative to the machine direction).
  • the weight of the veil has increased to 20 g / m 2 .
  • the device according to the present invention is fitted with a set of identical 150 mm diameter discs with 12 teeth (about 40 mm between the teeth). In this case, 40mm of machine-direction haze will be condensed to form a thread, which will be tufted all the 2 mm.
  • a card veil that cannot be weighed down indefinitely it may be wise to add to the card a rotary capacitor device, common equipment in the area of nonwovens which will increase the weight of the veil straight out of the card.
  • the maximum production of this type of card is of the order of 120 kg / h, which corresponds exactly to the capacity of a device according to the present invention (device for verticalization) beating at 1000 cps / min. Productions between upstream and downstream machines are harmonized perfectly. The investment ratio between machines upstream and downstream machines is around 1. The line achieves maximum profitability there.
  • Example 2 Line for product in 4 meters
  • the conduct of the line is identical to that of Example 1. Two cards of 1 meter will be used, the sails of which will be superimposed to obtain, after 4 meters transverse stretching, a veil of 20 g / m 2 entering the device according to the present invention.

Landscapes

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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
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  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Description

Objet de l'invention
La présente invention est relative à un dispositif perfectionné de fabrication de produits textiles directement à partir de fibres et/ou de filaments.
L'invention concerne également un procédé de mise en oeuvre du dispositif.
Résumé de l'état de la technique.
La présente invention se rapporte essentiellement à la réalisation de produits obtenus par la technique appelée "technique de verticalisation" et mise au point par la Demanderesse.
Cette technique est décrite dans le brevet européen EP-A-0 479 880, et permet directement à partir de fibres et/ou de filaments circulant sous forme d'un voile, la réalisation de produits textiles et plus spécifiquement de revêtements de sols et/ou de murs de type moquette.
La Demanderesse a également proposé dans le document EP-A-0783608 d'adapter cette technique pour la réalisation de produits maillés.
La technique de verticalisation décrite consiste à faire subir aux fibres et/ou aux filaments un "bouclage transversal" accompagné d'un "étirage" et à obtenir une accumulation des fibres et/ou filaments sous forme d'un "pseudo-fil" dans lequel les fibres et/ou filaments sont parallélisés.
Dans ces documents, on décrit que le bouclage transversal accompagné d'étirage est réalisé pour chaque fibre ou filament individuel à l'aide d'éléments boucleurs rotatifs ou disques, espacés et disposés sur un axe transversal par rapport à l'avance du voile et entre lesquels sont disposés des doigts boucleurs. De cette manière, chaque fibre ou filament est en principe impliqué dans au moins un bouclage de manière à constituer un pseudo-fil sans torsion obtenu par l'accumulation des diverses fibres et/ou filaments élémentaires bien parallélisés. Ce pseudo-fil sans torsion constitué par les fibres et/ou filaments parallélisés peut soit être manipulé par des aiguilles de type aiguilles à touffeter et être conduit vers un substrat en vue de réaliser des moquettes comme décrit en détails dans la publication EP-A-0479880, soit être entraíné par des aiguilles maillantes en vue de réaliser des produits maillés comme décrit en détails dans la publication EP-A-0783608, soit encore être utilisé pour la réalisation de produits de type nappé-collé comme décrit en détails dans la publication EP-A-0960227.
Les conditions qui avaient été établies lors du dépôt de la demande de brevet EP-A-0479880 semblaient être doubles :
  • d'une part, la majorité des éléments constitutifs du voile, c'est-à-dire les fibres et/ou filaments individuels, devaient présenter un angle d'orientation par rapport à la direction d'avance du voile qui était compris entre 5 et 45 degrés, et plus précisément entre 15 et 25 degrés;
  • d'autre part, le voile de fibres et/ou filaments au départ devait présenter un poids faible par unité de surface, et de préférence compris entre 10 et 50 g / m2.
La condition sur l'orientation que doivent présenter les fibres et/ou filaments par rapport à la direction d'avance est une condition minimale de rentabilité pour ce qui concerne l'angle inférieur. En effet, en deçà d'un certain angle, les fibres et/ou filaments risquent de ne plus être correctement parallélisés lors de la réalisation du pseudo-fil, ce qui nuit au rendement du produit. Par contre, pour ce qui concerne l'angle maximal, celui-ci est un angle qui constitue un compromis entre la théorie et la pratique, c'est-à-dire que dans le cas où des fibres et/ou filaments présentent un angle supérieur à cette limite de 45 degrés, on estime qu'en théorie, le procédé pourrait encore être réalisé, mais on observe que les fibres et/ou filaments génèreraient des efforts qui augmentent de manière exponentielle avec l'angle d'orientation des fibres pour le dispositif constitué par l'interpénétration des disques boucleurs avec les doigts boucleurs, ce qui nécessiterait un surdimensionnement des pièces, et en particulier de l'arbre supportant les disques boucleurs.
Lors de la réalisation du prototype mettant en oeuvre le procédé décrit dans ce brevet, la Demanderesse avait donc proposé de satisfaire à la première des conditions en assurant une orientation des fibres par rapport à la direction d'avance par un "pré-étirage transversal" qui était essentiellement réalisé par l'interpénétration de deux jeux de disques disposés en amont du dispositif disques boucleurs / doigts boucleurs.
Néanmoins, lors de l'élaboration d'une machine de 4 m de large par exemple, une telle solution technique s'est révélée difficile à mettre en oeuvre pour les raisons suivantes :
  • la difficulté à contrôler l'expansion latérale du voile à grande vitesse (formation de plis, ...) dans les conditions de productivité satisfaisantes,
  • la difficulté à orienter convenablement certains types de fibres et en particulier les fibres présentant une longueur supérieure à 250 mm ou les filaments continus.
La Demanderesse avait proposé dans la publication WO97/05315 un procédé appelé procédé DUO où l'on dédouble le traitement des fibres et/ou filaments en effectuant une étape préalable à l'étape de bouclage qui est appelée étape d'ondulation. L'étape de bouclage est classiquement réalisée à l'aide d'un dispositif constitué par l'interpénétration d'un premier jeu de disques boucleurs avec un premier jeu de doigts boucleurs tandis que l'étape préalable d'ondulation est réalisée également à l'aide d'un dispositif constitué par l'interpénétration d'un second jeu de disques appelés disques onduleurs avec un second jeu de doigts appelés doigts onduleurs. Le procédé décrit dans la publication WO97/05315 était caractérisée en ce que le dispositif d'ondulation disposé en amont du dispositif de bouclage par rapport à la direction d'avance présentait une jauge qui était un multiple de la jauge du dispositif de bouclage. Cette configuration permettait de manière particulièrement avantageuse de diminuer les efforts subis par les fibres au cours de leur traitement et de réaliser un produit sans casse de fibres tout en limitant le dimensionnement des organes machine.
Bien que cette solution ait été testée à l'échelle industrielle avec succès, elle présente un certain nombre d'inconvénients. En particulier, l'exécution d'un tel procédé nécessite la présence de machines disposées en amont du présent dispositif et constituées d'une carde de fibres longues d'une largeur de 2,5 m et de sa chargeuse, d'un nappeur conventionnel nappant en 4 m de largeur ainsi que d'un étireur longitudinal. Ce type de ligne destinée à alimenter un dispositif de 4 m permet de produire / traiter jusqu'à 800 kilos par heure.
Le dispositif constitué par l'ensemble onduleur et l'ensemble bouclage réalisant le dispositif duo permettait d'obtenir une vitesse de battement de 1000 coups par minute selon les limites de la technologie actuelle, ce qui permet de produire / traiter entre 200 et 250 kilos par heure tandis qu'une ligne classique de non-tissé reste 3 à 4 fois plus productive qu'un dispositif de type duo tel que décrit ci-dessus.
Il en résulte une inadéquation entre production amont (carde / nappeur / étireur) et dispositif aval (dispositif duo) qui dans la pratique, se traduit par des investissements trop importants et par un niveau médiocre de rentabilité.
En outre, le fait de proposer un nombre important de dispositifs ou machines en amont s'avère délicat à gérer. Un point critique est constitué par les arrêts causés par les défauts des machines, en particulier des dispositifs en aval (dispositif duo). En effet, l'inertie de la carde oblige à recycler le voile puis à le réintroduire dans la machine duo.
Un autre inconvénient se produit au niveau de la qualité de recouvrement, c'est-à-dire la superposition des voiles au niveau des plis. Un mauvais recouvrement se traduira nécessairement par l'apparition d'une ligne transversale plus sombre ou plus claire dans les produits finis.
Enfin, la relative complexité des dispositifs duo, qui sont difficiles à régler, peut causer pour certaines fibres des zones d'encrassement.
En particulier, la présence de détacheurs ou débourreurs au niveau du dispositif de prébouclage demande un réglage précis de leur disposition, qui variera selon la nature de la fibre utilisée. Ces éléments détacheurs ou débourreurs sont de plus relativement peu aisés à repositionner après un démontage consécutif à un bourrage par exemple.
Buts de l'invention
La présente invention vise à résoudre ces différents problèmes tout en autorisant l'utilisation de matériel amont peu onéreux et mieux adapté, et en particulier, l'utilisation de cardes de type carde coton qui sont des cardes pour fibres courtes avec éventuellement suppression du nappeur et son remplacement par un étireur transversal.
La présente invention vise également à s'affranchir de la présence de détacheurs, et donc de simplifier la réalisation des dispositifs de verticalisation.
Enfin, la présente invention vise, en réduisant les efforts, à pouvoir réduire le dimensionnement des différents organes et en particulier des organes rotatifs dans les dispositifs de verticalisation.
Principaux éléments caractéristiques de l'invention
La présente invention se rapporte à un dispositif de fabrication de produits textiles à partir de fibres et/ou filaments circulant sous la forme d'un voile, essentiellement constitué par l'interpénétration d'un jeu de disques boucleurs identiques espacés situés sur un axe commun transversal avec un jeu de doigts boucleurs identiques, caractérisé en ce que les disques boucleurs présentent sur leur périmètre des dents relativement espacées.
On entend par "relativement espacées" que la distance séparant deux dents successives sur le périmètre d'un disque boucleur vaut au moins 3 fois la largeur d'une dent individuelle.
De préférence, le nombre de dents sur le périmètre d'un disque boucleur est compris entre 8 et 16.
De préférence, la distance entre deux dents successives sur le périmètre d'un disque boucleur est comprise entre 20 et 60 mm.
De préférence, la hauteur des dents est comprise entre 1 et 5 mm.
Avantageusement, la pente des dents face à l'arrivée du voile est comprise entre 20 et 40 degrés.
Avantageusement, la distance entre deux dents successives sur le périmètre d'un disque boucleur n'excède pas 1,5 fois la longueur moyenne des fibres et/ou filaments du voile.
Dans le prolongement de chaque doigt boucleur est disposé un organe de transfert, de préférence une platine de cueillage ou une aiguille. Ces organes de transfert, et de préférence les aiguilles, effectuent un mouvement rectiligne sinusoïdal obtenu à partir d'un système bielle/excentrique.
En outre, le mouvement de rotation des disques boucleurs situés sur un axe commun transversal est uniforme.
Avantageusement, le mouvement des platines de transfert ou aiguilles et le mouvement de rotation des disques boucleurs est obtenu à l'aide d'un seul bras principal de commande supportant des excentriques et présentant une réduction qui est définie par le nombre de dents.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication de produits textiles à partir de fibres et/ou filaments circulant sous la forme d'un voile dans lequel :
  • on fait subir aux fibres et/ou filaments un bouclage transversal accompagné d'un étirage à l'aide d'un ensemble constitué par l'interpénétration d'un jeu de disques boucleurs identiques espacés et situés sur un axe commun transversal avec un jeu de doigts boucleurs identiques, les disques boucleurs présentant sur leur périmètre des dents relativement espacées,
  • on accumule les fibres et/ou filaments sous la forme d'au moins un pseudo-fil ondulé d'une certaine longueur dans lequel les fibres et/ou filaments sont parallélisés, cette accumulation desdits fibres et/ou filaments s'effectuant contre la pente d'une dent face à l'arrivée du voile,
  • on transfère le pseudo-fil ondulé vers des platines de cueillage ou le jeu d'aiguilles de manière simultanée sur toute la longueur du pseudo-fil.
De préférence, le voile de fibres et/ou filaments présente à l'entrée un poids compris entre 10 et 30 g/m2.
Avantageusement, l'orientation moyenne des fibres et/ou filaments dans le voile à l'entrée dans le dispositif est comprise entre 10 et 25 degrés par rapport à la direction d'avance du voile.
Avantageusement, le voile d'entrée est constitué de fibres et/ou filaments d'une longueur comprise entre 20 et 70 mm.
De préférence, on effectue un étirage transversal sur le voile préalablement à la première étape consistant à faire subir aux fibres et/ou filaments un bouclage transversal accompagné d'un étirage.
Brève description des dessins
La figure 1 représente une vue en perspective du dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention.
La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif représenté à la figure 1.
La figure 3 représente une vue en coupe du dispositif d'entraínement des organes principaux du dispositif selon l'invention, qui sont les aiguilles et les disques boucleurs.
Les figures 4a à 4e représentent les différentes phases de formation d'un fil selon le procédé de la présente invention et son transfert aux aiguilles.
Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention
Les dispositifs décrits aux figures 1 et 2 sont des dispositifs selon la présente invention et qui mettent en oeuvre la technique dite de verticalisation qui a été décrite très en détails dans les publications EP-A-0479880, WO96/10667 et WO97/05315.
En pratique, pour obtenir un pseudo-fil, on réalise un bouclage transversal accompagné d'un étirage pour chaque fibre et/ou filament individuel par l'interpénétration de pièces métalliques de manière à donner une forme ondulée à chaque fibre et/ou filament. Les fibres et/ou filaments élémentaires bouclés sont ensuite accumulés par compression dans le sens de l'avance afin de constituer une rangée transversale de boucles. Cette accumulation permet d'obtenir une très bonne parallélisation des fibres. A ce stade, on a donc constitué, à la torsion près, un pseudo-fil se présentant sous la forme ondulée d'une grosseur (ou titre) désirée.
En outre, toute la préparation du voile en vue d'obtenir un pseudo-fil, c'est-à-dire l'ouvraison, le cardage, le nappage et l'orientation préalable des fibres, peut être effectuée selon les modalités décrites dans le document EP-A-0479880. Eventuellement, on peut y apporter les perfectionnements décrits dans la demande parallèle basée sur la priorité EP-99870152.8 qui décrit un procédé d'orientation et d'étirage des fibres et/ou filaments d'un voile.
En mettant en oeuvre le procédé décrit dans la demande parallèle susmentionnée, on observe qu'il existe en outre une relation entre la valeur de l'étirage et l'angle minimal d'orientation. Pour un voile constitué de fibres courtes de 60 mm et étirées transversalement d'un facteur 2, ces fibres auront un angle moyen d'environ 20 degrés avec un écart-type de 5 degrés. En utilisant un voile de fibres et/ou filaments tel que proposé dans cette demande de brevet, on observe que très peu d'efforts seront générés lors du traitement par le dispositif selon la présente invention du fait de l'orientation conforme des fibres constitutives dudit voile.
Les figures 1 et 2 représentent le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. Le dispositif est essentiellement constitué par l'interpénétration d'un jeu de disques "boucleurs" 10 identiques, espacés et situés sur un axe commun transversal 0, avec un jeu de doigts "boucleurs" 20 identiques également. Les disques boucleurs 10 sont entraínés à une vitesse de rotation de préférence constante et uniforme et définie de sorte que la vitesse périphérique des disques boucleurs est égale à la vitesse d'entrée du voile constitué de fibres et/ou filaments.
Ainsi que déjà mentionné, entre deux disques boucleurs successifs est disposé un doigt boucleur. L'interpénétration des différents disques boucleurs avec les doigts boucleurs provoque un bouclage accompagné d'un étirage transversal de la fibre et/ou filament de manière individuelle ainsi que décrit en détails dans les publications antérieures EP-A-0479880, WO96/10667 et WO97/05315.
Selon la présente invention, ces disques boucleurs 10 sont munis de dents 101, 102, 103 relativement espacées. Par "relativement espacées", on entend que la distance qui sépare deux dents successives 101 et 102 par exemple selon le périmètre du disque vaut au moins 3 fois la largeur d'une dent individuelle.
La distance entre deux dents consécutives est définie par la valeur d'accumulation des fibres et/ou filaments du voile pour créer le pseudo-fil de titre souhaité.
De préférence, le nombre de dents présentes sur le périmètre d'un disque boucleur est compris entre 8 et 16. Le nombre de dents dépend du diamètre des disques mais également du rapport entre le poids du produit souhaité et le poids du voile entrant.
Les dents présentes sur ces disques pourraient être essentiellement dimensionnées de la même manière que les dents continues présentes sur les disques de l'état de la technique pour ce qui concerne la fonction d'entraínement du voile. Cependant les autres fonctions nécessitent une forme bien spécifique. La fonction d'entraínement du fil jusqu'aux chas de l'aiguille nécessite une hauteur suffisante, de préférence au moins égale à 3 mm. La fonction de dégagement du fil hors de la dent au moment de la descente des aiguilles va nécessiter un profil précis légèrement courbe de la partie active de la dent
De préférence, la pente de la dent qui fait face à l'avancée du voile est comprise entre 20 et 40 degrés, ce qui lui permet ainsi une bonne pénétration dans le voile tout en autorisant un dégagement aisé de la boucle réalisée constituant le pseudo-fil vers les organes de collecte et de transfert.
En effet, dans le prolongement de chaque doigt boucleur 20 est prévu un organe de transfert qui peut être une platine de cueillage ou, comme représenté aux figures 1 et 2, une aiguille 30. L'ensemble des organes de transfert, et plus précisément des aiguilles 30 permet de recueillir et transférer le pseudo-fil obtenu par accumulation des fibres et/ou filaments.
Ces aiguilles 30 sont solidaires d'un porte-à-faux 35 et effectuent simultanément un mouvement de va et vient qui peut être en particulier un mouvement rectiligne sinusoïdal généré par un système bielle/excentrique.
Ces aiguilles 30 ont pour but de transférer le pseudo-fil en perforant un support qui est disposé sur une série d'enclumes 40 sur lesquelles il se déplace. Ce support non représenté est destiné à réaliser le revêtement de sol.
Ces enclumes 40 servent d'éléments de réaction à la pénétration des aiguilles 30 dans le support. En outre, de manière classique sont prévus des crochets 50 qui utilisés conjointement avec des couteaux non représentés permettent la réalisation d'un revêtement de sol sous la forme de tuft coupé ou velours.
Le mouvement des aiguilles 30 et le mouvement de rotation des disques boucleurs 10 est obtenu à l'aide d'un seul arbre principal de commande 100 supportant des excentriques 110 relié à un ensemble bielle 120 -coulisseau classique 130 équipé d'une transmission 140, 142 jusqu'à l'arbre boucleur 0 présentant une réduction égale aux nombre de dents 101, 102 présentes à la périphérie d'un disque 10 ainsi que représenté en détails à la figure 3.
Ainsi que décrit plus en détails aux figures 4, on observe qu'une fibre dont la tête est pincée par une dent va pouvoir être entraínée jusqu'aux aiguilles sans être jamais tendue au point de se trouver bloquée le long d'un doigt. Cette fibre va pouvoir alors entraíner les autres fibres du voile sans qu'il y ait forcément un contact réel avec la denture.
Le faible niveau d'efforts générés lors de ce traitement (étape de bouclage) permet d'obtenir un effet de masse où l'entraínement positif de quelques fibres autorise l'entraínement de l'ensemble du voile. On observe en outre que cet effet de masse a lieu tant que la distance entre deux dents consécutives sur un même disque excède peu la longueur moyenne des fibres présente dans le voile.
D'autres avantages pourront être observés en utilisant le procédé selon la présente invention.
En particulier, la visibilité de la zone de travail sera accrue. En effet, la présente invention s'affranchit de la présence des détacheurs, qui masquaient la vue des aiguilles et empêchaient l'opérateur d'anticiper les problèmes tels que les bourrages.
En particulier, le fait de ne pas devoir utiliser des organes supplémentaires tels que les détacheurs permet de réaliser un dispositif qui est plus facile à réaliser et à entretenir. En effet, ces organes supplémentaires tels que les détacheurs étaient particulièrement difficiles à disposer correctement au sein du dispositif de verticalisation.
En outre, on supprime ou diminue les défauts d'accumulation des fibres et/ou filaments dans le chas des aiguilles en utilisant le procédé selon la présente invention. En effet, cette accumulation qui n'était pas réellement positive selon l'état de la technique pouvait être la cause de défauts qui se traduisaient directement sur le produit fini par des trous ou des manques.
On observe également en utilisant le procédé et le dispositif selon la présente invention une réduction importante au niveau général des tolérances. En effet, un léger voilage d'un disque, par exemple qui réduit le jeu entre aiguille et disque, n'aura que peu ou tout au moins une influence diminuée en utilisant le procédé tel que décrit précédemment. En effet, les dents espacées présentes sur le second jeu de disques auront la capacité de repousser les boucles derrière les aiguilles.
De manière particulièrement avantageuse, on observe également que les efforts de bouclage sont réduits par rapport aux solutions décrites selon l'état de la technique en utilisant le procédé et le dispositif selon la présente invention. En effet, les disques avec les dentures continues s'avèrent particulièrement difficiles à polir en fond de dent. Il est à remarquer que le polissage est indispensable pour que les fibres puissent boucler et se déplacer transversalement par rapport aux disques. Ceci a en réalité pour conséquence d'augmenter les frottements fibres / métal. En utilisant les dentures espacées comme décrites précédemment pour le second jeu de disques, on observe que les fibres se déplacent dans les parties lisses entre deux dents consécutives, parties qui sont aisément accessibles lors du polissage. La réduction des efforts qui en découle va de paire avec la réduction du frottement et permet donc de réaliser des vitesses de fonctionnement plus élevées.
Enfin, il convient de noter que les aiguilles destinées à la réalisation de produits touffetés ou de produits maillés sont grandement simplifiées. En effet, la diminution des efforts et donc du couple sur l'arbre a disques autorise un diamètre de disques moindre et donc une diminution du porte-à-faux des aiguilles. De même, la suppression des détacheurs permet également de réduire la hauteur de l'aiguille. Les aiguilles présentent par conséquent un design plus compact et sont plus rigides, et sont de ce fait moins onéreuses à réaliser.
Les figures 4a à 4e décrivent plus particulièrement les différentes phases de formation d'un fil selon le procédé de la présente invention et son transfert aux aiguilles. On convient pour une meilleure compréhension des figures que les aiguilles sont animées d'un mouvement rectiligne sinusoïdal et que leur position est repérée en fonction de l'angle exprimé en degré de l'arbre de commande, le point mort haut correspondant à 0 degré. Pendant un cycle complet de l'aiguille soit 360 degrés, le disque qui est animé d'un mouvement circulaire uniforme, tourne de 360/n degrés où n est le nombre de dents.
Figure 4a (position 60 degrés de l'aiguille)
Le voile a été introduit et a commencé sa progression vers les aiguilles. L'effet de masse préalablement décrit permet une répartition homogène des fibres durant l'étape de bouclage sauf à l'emplacement même des dents où les fibres se trouvent légèrement repoussées du fait de l'effet de "pointe" du haut de la denture qui pénètre dans le voile au moment de son engagement. Si cet effet de pointe n'avait pas lieu, certaines fibres boucleraient d'une valeur supérieure à la valeur désirée (correspondant à la profondeur de la dent), ce qui nuirait au rendement. La profondeur de la dent ainsi que sa forme générale doivent en tenir compte.
Figure 4b (position 60 degrés de l'aiguille au cycle suivant)
Les disques continuent d'entraíner le voile ondulé (pendant ce temps l'aiguille a accompli un cycle complet)qui va rencontrer ainsi le fût de l'aiguille. Cet obstacle suffit à bloquer la progression des fibres qui vont s'accumuler les unes derrière les autres sous forme de boucles élémentaires jusqu'à constituer le pseudo-fil de titre souhaité.
Figure 4c (position 300 degrés)
La dent suivante "ratisse" les fibres accumulées contre l'aiguille, exerçant une pression qui permet aux fibres de se regrouper sous forme d'un "toron" serré qui constitue le pseudo-fil (analogue à la torsion près à un fil) puis de faire passer ce pseudo-fil de part et d'autre de l'aiguille. En effet, les fibres constituées en pseudo-fil n'ont plus la capacité de boucler sur la dent.
Figure 4d (position 0 degrés)
Le fil a avancé légèrement tandis que l'aiguille a atteint son point mort haut. La distance entre la base de la dent où les fibres sont accumulées et le fond du chas correspond exactement à la valeur de bouclage (distance entre l'extrémité du doigt et la partie lisse des disques) qui détermine la hauteur de la boucle. Le fil se trouve ainsi tendu dans le fond du chas, ce qui assurera sa préhension par l'aiguille. Il convient de noter que cette préhension est ici totalement "positive" et ne dépend en rien de la nature de la fibre ou de sa résilience.
Figure 4e (position 30 degrés)
L'aiguille a commencé à descendre. le profil de la dent est étudié pour que le fil ne soit pas retenu, ce qui est réalisé su la distance horizontale entre le fond du chas et la dent, compte tenu des mouvements relatifs aiguille / disque, est constante. Les fibres qui étaient situées derrière la dent ont commencé à s'accumuler contre l'aiguille pour constituer le fil qui sera saisi lors du cycle suivant.
Exemple 1 : Ligne pour produit en 2 mètres
Cet exemple décrit une ligne pour produit en deux mètres à destination automobile, par exemple.
Soit à réaliser un produit de 400 g/m2 en jauge 1/10 de pouce (2,54 mm) avec une avance par coup de 2 mm à partir d'une fibre de 6,7 dtex coupe 60 mm.
Une carde "fibres courtes" génère un voile de 40 g/m2 en 1 mètre de largeur utile.
Ce voile est recueilli par l'élargisseur qui l'amène jusqu'à 2 mètres tout en orientant les fibres autour de la valeur moyenne de 20° (par rapport au sens machine). Le poids du voile est passé à 20 g/m2.
Le dispositif selon la présente invention est muni d'un jeu de disques identiques de 150 mm de diamètre avec 12 dents (soit environ 40 mm entre les dents). Dans ce cas, 40 mm de voile dans le sens machine vont être condensés pour former un fil, lequel va être touffeté tous les 2 mm. Le poids du produit réalisé est bien 400 = 40 x 20 / 2.
Si l'on souhaite faire varier le poids du produit, la seule possibilité est de faire varier le poids du voile. Un voile de carde ne pouvant pas s'alourdir indéfiniment, il peut être judicieux d'adjoindre à la carde un dispositif de condensateur rotatif, matériel courant dans le domaine des non-tissés qui permettra d'augmenter le poids du voile directement au sortir de la carde. La production maximale de ce type de carde est de l'ordre de 120 kg/h, ce qui correspond exactement à la capacité d'un dispositif selon la présente invention (dispositif de verticalisation) battant à 1000 cps/min. Les productions entre machines amont et machines aval s'harmonisent parfaitement. Le rapport d'investissement entre machines amont et machines aval est de l'ordre de 1. La ligne atteint là le maximum de rentabilité possible.
Exemple 2 : Ligne pour produit en 4 mètres
La conduite de la ligne est identique à celle de l'exemple 1. On utilisera deux cardes en 1 mètre dont on superposera les voiles pour obtenir après étirage transversal de 4 mètres un voile de 20 g/m2 entrant dans le dispositif selon la présente invention.
Dans ce deuxième exemple également, il y a une adéquation optimale entre l'investissement et la production.

Claims (15)

  1. Dispositif de fabrication de produits textiles à partir de fibres et/ou filaments circulant sous la forme d'un voile, essentiellement constitué par l'interpénétration d'un jeu de disques boucleurs (10) identiques, espacés et munis de dents (101, 102) sur leur périmètre, et qui sont situés sur un axe commun transversal (0) avec un jeu de doigts boucleurs (20) identiques, caractérisé en ce que la distance séparant deux dents successives (101, 102) sur le périmètre du disque boucleur (10) vaut au moins 3 fois la largeur d'une dent individuelle.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de dents sur le périmètre d'un disque boucleur (10) est compris entre 8 et 16.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la distance entre deux dents successives (101, 102) sur le périmètre d'un disque boucleur (10) est comprise entre 20 et 60 mm.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur des dents (101, 103) est comprise entre 1 et 5 mm.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pente des dents face à l'arrivée du voile est comprise entre 20 et 40 degrés.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance entre deux dents successives (101, 102) sur le périmètre d'un disque boucleur (10) n'excède pas 1,5 fois la longueur moyenne des fibres et/ou filaments du voile.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le prolongement de chaque doigt boucleur (20) est disposé un organe de transfert, de préférence une platine de cueillage ou une aiguille (30).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes de transfert et de préférence les aiguilles (30) effectuent un mouvement rectiligne sinusoïdal obtenu à partir d'un système bielle/excentrique.
  9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouvement de rotation des disques boucleurs (10) situés sur un axe commun transversal (0) est uniforme.
  10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le mouvement des platines de transfert ou aiguilles (30) et le mouvement de rotation des disques boucleurs (10) est obtenu à l'aide d'un seul arbre principal de commande (100) supportant des excentriques (110) et présentant une réduction qui est définie par le nombre de dents.
  11. Procédé de fabrication de produits textiles à partir de fibres et/ou filaments circulant sous la forme d'un voile dans lequel :
    on fait subir aux fibres et/ou filaments un bouclage transversal accompagné d'un étirage à l'aide d'un ensemble constitué par l'interpénétration d'un jeu de disques boucleurs (10) identiques espacés et munis de dents (101, 102, ... ) sur leur périmètre, et qui sont situés sur un axe commun transversal (0) avec un jeu de doigts boucleurs (20) identiques, la distance séaparant deux dents successives (101, 102) sur le périmètre du disque boucleur (10) valant au moins trois fois la largeur d'une dent individuelle,
    on accumule les fibres et/ou filaments sous la forme d'au moins un pseudo-fil ondulé d'une certaine longueur
    dans lequel les fibres et/ou filaments sont parallélisés, cette accumulation desdits fibres et/ou filaments s'effectuant contre la pente d'une dent face à l'arrivée du voile,
    on transfère le pseudo-fil ondulé vers des platines de cueillage ou un jeu d'aiguilles (30) de manière simultanée sur toute la longueur du pseudo-fil.
  12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le voile de fibres et/ou filaments présente à l'entrée un poids compris entre 10 et 30 g/m2.
  13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'orientation moyenne des fibres et/ou filaments dans le voile à l'entrée dans le dispositif est comprise entre 10 et 25 degrés par rapport à la direction d'avance du voile.
  14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le voile d'entrée est constitué de fibres et/ou filaments d'une longueur comprise entre 20 et 70 mm.
  15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que l'on effectue un étirage transversal sur le voile préalablement à la première étape consistant à faire subir aux fibres et/ou filaments un bouclage transversal accompagné d'un étirage.
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