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WO 02/088457 PCT/FR02/01437
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PRODUIT DE GARNISSAGE A BASE DE PLUMES, PROCÉDÉ D'ÉLABORATION ET
INSTALLATION POUR LA MISE EN CEUVRE DU PROCEDÉ
La présente invention concerne un produit de garnissage dont le matériau de
base
est constitué de plumes ; elle concerne également le procédé d'élaboration de
ce produit
et l'installation pour la mise en oeuvre du procédé.
Les produits de garnissage à base de plumes trouvent leur application dans de
nombreuses industries du fait de leurs multiples propriétés et qualités.
On les trouve dans l'industrie de la literie, de l'ameublement, de
l'habillement, mais
ils peuvent également être utilisés pour le rembourrage et/ou l'isolation
thermique dâns
d'autres domaines.
Ce matériau est constitué de plumes mais il est généralement constitué de
plumes, qualité plume, plumette et/ou duvet selon les utilisations. II se
présente la plupart
du temps en vrac et sa mise en oeuyre n'est pas des plus faciles. II présente
en effet des
caractéristiques voisines de celles des matériaux pulvérulents légers, c'est-à-
dire qu'il n'a
pas de forme et qu'il est très volatil.
II a déjà été proposé, comme décrit dans les documents WO-92 069.16 et WO-00
56971, de domestiquer cette matière première pour améliorer les conditions de
sa mise
en oeuvre.
Dans ces documents, il est prévu de lui donner une cohésion en la façonnant
sous
la forme de panneaux ou nappes au moyen d'un procédé qui consiste à coller les
duvets
soit par une réaction chimique, soit par l'intermédiaire d'un agent pulvérisé
sur le
matériau.
Un autre document, JP-61-213087, propose une structure en forme de feuille
dans
laquelle du duvet, de la plumette ou plumes sont enchevêtrés avec de la fibre
animale et
sont rendus solidaires par la fusion d'une fibre synthétique intégrée au
mélange.
Dans ce dernier document, la fibre synthétique à bas point de fusion est
mélangée
au produit de garnissage pour permettre une fixation par collage du duvet,
plumette et/ou
plumes, sur la fibre animale qui est plus longue.
La présente invention propose un produit de garnissage à base de plumes,
30. plumettes et/ou duvets qui présente lui aussi une certaine cohérence,
disponible par
exemple sous forme de plaques ou en rouleaux.
Mais ce produit, par rapport aux produits décrits dans les documents précités,
présente l'avantage de conserver les propriétés propres à la plume et au duvet
c'est-à-
dire leur pouvoir d'isolation, leur propriété de gonflant et le toucher d'une
manière
générale.
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L'invention met en valeur ce produit et le rend utilisable dans des domaines
où l'on
recherche une haute qualité d'isolation thermique et de confort comme dans
l'ameublement, la literie, les sièges automobiles par exemple.
Ce produit selon l'invention est notamment reconnaissable par les moyens qui
permettent de lui donner une forme et un volume, mieux adapté à sa destination
et surtout
à sa mise en oeuvre dans les différentes industries auxquelles il est destiné.
Selon l'invention, ce produit de garnissage est essentiellement constitué de
plumes et d'une structure souple, cohérente, en réseau tridimensionnel, qui
retient et
emprisonne lesdites plumes, laquelle structure est constituée de fibres
thermoplastiques
appropriées qui sont enchevêtrées et liées entre elles, et ce produit découle
d'un procédé
d'obtention détaillé plus loin qui consiste, dans un premier temps, à préparer
les fibres par
ouvraison puis à réaliser un mélange intime, par voie mécanique desdites
fibres et plumes
c'est-à-dire de ces deux produits de nature si différente, lequel mélange est
ensuite
façonné sous forme de nappe puis traité thermiquement pour réaliser la soudure
et/ou le
collage des fibres entre elles.
Selon une disposition préférentielle, les fibres formant cette structure sont
constituées de fibres bi-composants : le composant constituant l'âme est une
fibre
synthétique en matériau du genre polymère stable à haute température, c'est-à-
dire ayant
un point de ramollissement élevé, supérieur à la température du traitement
thermique du
mélange, c'est-à-dire 200°C par exemple, l'autre composant en surface
de la fibre,
formant une gaine, est en matériau du genre polymère dont la température de
ramollissement est inférieure à celle de l'âme, comprise par exemple entre 70
et 180°C,
permettant de réaliser grâce audit traitement thermique, une véritable soudure
au niveau
d'un point de contact de deux de ces fibres de structure.
Toujours selon l'invention, la longueur des fibres de structure est comprise
entre
20 et 100 mm avec un titre de 1 à 25 dtex par exemple.
Les propriétés de ce produit de garnissage basique c'est-à-dire comprenant
simplement un mélange de plumes et de fibres de structure, peuvent aussi être
modifiées
par l'adjonction de fibres complémentaires. Ainsi, selon l'invention le
produit peut
comprendre en plus, des fibres dites fibres de volume, qui présentent par
exemple une
frisure, de préférence une forme sensiblement hélicoïdale, lesquelles fibres
sont soit
naturelles, artificielles, ou synthétiques avec une température de changement
d'état par
dégradation ou par ramollissement qui est supérieure à la température de
soudure des
fibres de structure, c'est-à-dire une température voisine ou supérieure à
celle de l'âme
des fibres de structure.
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L'adjonction de fibres de volume c'est-à-dire de fibres frisées, améliore le
caractère gonflant du produit, c'est-à-dire sa propension à occuper et à
conserver un
certain volume. Leur présence présente aussi l'avantage d'améliorer la
cohésion du
produit car elles peuvent aussi se coller sur les fibres de structure.
Le produit selon l'invention peut encore comporter d'autres constituants dotés
d'une ou plusieurs fonctionnalités particulières du type anti-bactérien, anti-
acarien,
retardateur de flammes. Ces constituants peuvent être les fibres de volume
spécialement
traitées ou toute autre fibre complémentaire ou encore des plumes ou des
particules
ajoutées.
Toujours selon l'invention, le produit de garnissage est constitué de plumes,
c'est
à-dire plumes, plumettes, duvets, dans une proportion comprise entre 10 et 80
% en
poids, de préférence de l'ordre de 30 à 60 % et le complément est constitué de
fibres de
structures et/ou d'un mélange de fibres de structure et de fibres
complémentaires, fibres
de volume ou autres constituants, dans lequel complément les fibres de
structure ont une
proportion qui est par exemple de l'ordre de 10 à 100 % en poids.
Le produit de garnissage selon l'invention est de préférence façonné sous
forme
de nappe et cette nappe peut éventuellement être recouverte sur l'une de ses
faces ou
être carrément envelôppée, au moyen d'un revêtement en matériau du type non-
tissé ou
d'un film réalisé par pulvérisation, lequel revêtement peut aussi être du type
thermofusible
et il est de préférence déposé avant l'opération de traitement thermique de la
nappe de
façon à se souder et/ou se coller aux fibres de structure notamment.
Ce revêtement favorise la retenue des plumes et réduit les fuites, lors des
opérations de découpe de la nappe, à proximité de la zone de découpage.
L'invention concerne également le procédé général d'élaboration du produit de
garnissage détaillé auparavant. Ce procédé consiste - à préparer un mélange
intime et
homogène comprenant des plumes c'est-à-dire de plumes, plumettes, duvets, et
des
fibres libres constituées au moins de fibres dites fibres de structure, - à
conformer ce
mélange sous la forme d'une nappe et, - à effectuer un traitement thermique
avec de l'air
chaud, à une température appropriée, suffisante pour souder lesdites fibres de
structure
partout où elles sont en contact entre elles et, - à refroidir progressivement
la nappe et sa
structure, avant son conditionnement:
Toujours selon l'invention, l'opération de préparation du mélange de plumes et
de
fibres consiste, dans un premier temps, à déposer successivement sur un tapis
sans fin,
une quantité appropriée de fibres puis de plumes, et à soumettre ce sandwich,
à au moins
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une opération d'ouvraison qui permet de mélanger intimement et de façon
homogène,
plumes et fibres avant l'opération de confection de la nappe.
Toujours selon l'invention, avant d'être mélangées avec les plumes, les fibres
sont
soumises à une opération préalable d'ouvraison, qu'il s'agisse des fibres de
structure
seules ou d'un ensemble constitué desdites fibres de structure, de fibres
complémentaires, comme les fibres de volume ou d'autres constituants ayant une
fonctionnalité particulière, lesquelles fibres et constituants, selon le cas,
sont répartis par
couches superposées, sur un tapis sans fin, sous la forme d'un sandwich, avant
d'être
soumises à au moins une opération d'ouvraison.
Le procédé peut également consister, avant l'opération de traitement thermique
de
la nappe, à protéger et envelopper ladite nappe au moyen d'un revêtement en
forme de
non-tissé ou en forme de film ou pellicule, déposé par pulvérisation, lequel
revêtement
réalisé par exemple en matériau du genre polymère thermoplastique peut
également être
apte à se lier par ramollissement thermique avec les fibres de structure.
L'invention concerne également l'installation pour la mise en oeuvre du
procédé
détaillé précédemment. Cette installation comprend une cellule de stockage du
matériau
de garnissage c'est-à-dire des plumes, plumettes et duvets et, au moins une
arrivée ou
cellule de stockage de fibres pré-ouvrées, lésquelles cellules sont aménagées
pour
déposer sur un tapis sans fin, une couche de fibres puis une couche de plumes,
lequel
tapis est disposé en amont d'une machine dénommée pré-ouvreuse qui réalise un
mélange intime et homogène constitué de plumes et de fibres libres, laquelle
installation
comprend, après ladite pré-ouvreuse, une nappeuse et, derrière cette nappeuse,
un
équipement pour le traitement thermique qui permet de réaliser l'opération de
soudure
des fibres de structure au niveau de chacun de leurs points de contact.
L'installation peut comporter entre la pré-ouvreuse et la nappeuse, une ou
plusieurs machines dénommées pré-ouvreuses, qui améliorent encore la qualité
du
mélange plumes-fibres, lequel mélange est expédié ensuite dans une trémie
associée à
ladite nappeuse.
L'installation comprend aussi, selon les nécessités, au moins une machine pré-
ouvreuse pour les fibres et autres constituants éventuels, laquelle pré-
ouvreuse est
alimentée par un tapis sans fin, lequel tapis circule sous une ou plusieurs
cellules dans
lesquelles sont stockées les fibres c'est-à-dire les fibres de structure et,
éventuellement,
les fibres complémentaires c'est-à-dire les fibres de volume et les autres
constituants ou
fibres dotées par exemple d'une fonctionnalité particulière, lesquelles fibres
sont
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disposées par couches sur ledit tapis sans fin et le sandwich ainsi préparé
fait l'objet
d'une pré-ouvraison avant d'être mélangé avec les plumes.
L'installation comporte une nappeuse du type à cheminée volumétrique et peut
éventuellement être suivie d'une seconde nappeuse du type pneumatique par
exemple,
5 laquelle nappeuse pneumatique conforte et renforce la répartition aléatoire
des fibres de
structure et multiplie les points de contact desdites fibres entre elles, en
bousculant leur
arrangement dans la masse du mélange en forme de nappe, ce qui a pour effet de
donner
à cette dernière une résistance à la déformation identique dans toutes les
directions.
L'installation comporte aussi des moyens qui permettent d'associer un
revêtement
superficiel à la nappe, avant le traitement thermique, sur une ou sur les deux
faces.
L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des
dessins
annexés donnés à titre indicatif, et dans lesquels
- la figure 1 représente schématiquement une portion du produit de garnissage
selon
l'invention ;
- la figure 2 représente une fibre de structure ;
- la figure 3 représente une fibre dite fibre de volume ;
- la figure 4 représente schématiquement une pré-ouvreuse pour les fibres ;
- la figure 5 représente schématiquement la pré-ouvreûse du mélange fibres-
plumes ;,
- la figure 6 représente globalement et schématiquement les différentes étapes
du
traitement et du façonnage du mélange fibres-plumes ;
- la figure 7 représente d'une façon plus détaillée et schématiquement une
nappeuse
comprenant une nappeuse verticale et une nappeuse pneumatique ;
- la figure 8 représente d'une façon plus détaillée que figure 6, l'équipement
de traitement
thermique de la nappe, suivi du poste de conditionnement.
La figure 1 montre une portion du produit de garnissage selon l'invention. Ce
produit est principalement constitué de plumes 1 qui sont prisonnières d'une
structure
formée de fibres 2.
Comme détaillé ci-après, les fibres 2 sont tout d'abord mélangées aux plumes 1
et
l'ensemble est ensuite soumis à une opération de traitement thermique qui va
provoquer
l'assemblage des fibres de structure 2, par soudure.
Le terme plumes désigne indifféremment des plumes, plumettes ou duvets ou
même un mélange de ces différents produits. La proportion de plumes dans le
produit de
garnissage est comprise entre 10 et 80 % en poids, de préférence de l'ordre de
30 à
60 %. Le reste, comme détaillé plus loin est notamment constitué des fibres de
structure
2.
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Une fibre de structure 2 est représentée figure 2. Cette fibre est du type bi-
composants. Le composant central ou âme 3 est constitué d'une fibre en
matériau du
genre polymère à point de ramollissement élevé, supérieur à la température du
traitement
thermique du mélange plumes-fibres, c'est-à-dire supérieur à 200°C par
exemple. L'autre
composant, en surface, forme par exemple une gaine 4 en matériau du genre
polymère
également mais dont la température de ramollissement est plus faible, par
exemple
comprise entre 70 et 180°C ; cette température correspond à la
température du traitement
thermique du mélange plumes-fibres dont il sera question plus loin.
Cette particularité des fibres de structure 2 d'être constituées de deux
composants
polymères permet d'obtenir une soudure de fibre à fibre par l'un des
composants tandis
que l'autre conserve son intégrité et apporte ses caractéristiques techniques
au produit.
La configuration des fibres de structure 2 est de préférence une configuration
âme
3-gaine 4, où ladite gaine est fabriquée à l'aide d'un matériau (polymère)
dont la
température de fusion est plus faible que celle de l'âme 3.
Lors de l'opération de traitement thermique du mélange fibres-plumes, cette
configuration âme-gaine des fibres de structure 2 permet auxdites gaines 4 de
fusionner
entre elles au niveau de chacun de leurs) points) de contact et il se forme
ainsi, au
moment du refroidissement dudit mélange, autant de pôints de soudure 5 et la
constitution d'une structure de contention des plumes.
La longueur des fibres de structure 2 est de l'ordre de 2 à 10 cm par exemple
avec
un titre compris entre 1 et 25 dtex.
Ces fibres de structure 2 sont mélangées intimement avec les plumes et sont
réparties de façon aléatoire dans le produit, comme représenté figure 1.
Pendant toute la
phase de préparation du mélange plumes-fibres sous forme de nappe, c'est-à-
dire avant
le traitement thermique dudit mélange, les fibres de structure sont libres et
compte-tenu
de leur nombre, elles sont par-ci par-là en contact les unes avec les autres.
Elles sont
aussi pressées les unes contre les autres et les liaisons se réalisent lors du
traitement
thermique. La température du traitement est telle qu'il se produit, comme
indiqué
précédemment, une véritable soudure au niveau de chaque point de contact 5 de
ces
fibres 2 entre elles, grâce tout d'abord à un ramollissement et une fusion de
leur gaine 4,
puis à un durcissement lors du refroidissement comme détaillé plus loin en
liaison avec la
figure 8.
Ces multiples liaisons entre les fibres de structure 2 forment
intrinsèquement, dans
le produit représenté figure 1, un réseau tridimensionnel qui retient et
emprisonne les
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plumes ou le mélange de plumes, formant ainsi un produit cohérent, facilement
manipulable et façonnable selon les besoins.
Le chauffage de la nappe puis son refroidissement, peuvent provoquer un
phénomène de compactage des plumes et du produit obtenu. Le produit ne reprend
du
volume qu'après plusieurs heures, voire plusieurs jours.
Cette rétraction lors de l'opération de traitement thermique, peut être
contrariée et
réduite, voire supprimée, par l'adjonction de fibres complémentaires dans le
mélange
fibres 2-plumes 1, comme représenté figure 1 ; ces fibres complémentaires
constituent
des fibres de volume 6.
Ces fibres 6 sont par exemple frisées et se présentent de préférence sous la
forme
d'une hélicoïde comme illustré figure 3. Elles ont une longueur et un titre du
même ordre
que les fibres de structure.
Ces fibres de volume 6 sont soit des fibres naturelles, soit des fibres
artificielles ou
synthétiques. Leur température de changement d'état par dégradation ou par
ramollissement est supérieure à la température de soudure des fibres de
structure 2.
Les fibres complémentaires naturelles peuvent être d'origine animale (laine,
poils
de lapin ... ) ou végétale (kapok ... ).
La répartition des fibres complémentaires dans le produit de garnissage est,
comme pour les fibres de structure 2, la plus homogène possible. Elles
participent à la
cohésion du produit. Elles peuvent partout où elles sont en contact avec des
fibres de
structure 2 et selon leur nature, être collées à ces dernières lors du
ramollissement de la
gaine 4 de ces fibres de structure 2.
D'autres constituants, non représentés, peuvent également être incorporés dans
le
produit de garnissage en fonction de sa destination, comme par exemple des
fibres ou
particules ayant une fonctionnalité particulière découlant d'un traitement
retardateur de
flammes, anti-bactérien, anti-acarien ... etc.
Ces traitements peuvent aussi être appliqués sur les fibres complémentaires,
sur
les fibres de volume 6 ou sur des plumes ou sur d'autres particules.
Comme indiqué précédemment, les plumes occupent 10 à 80 % en poids, de
préférence 30 à 60 %, du produit de garnissage. Le complément est constitué
par les
fibres de structure 2 et, éventuellement, les fibres complémentaires de volume
6 ou
autres. Dans ce complément, la proportion de fibres de structure est de
l'ordre de 10 à
100 % en poids selon le cas et les autres fibres de 0 à 90 %.
Les figures 4 et 5 montrent schématiquement l'enchaînement des machines
dénommées pré-ouvreuses dans l'installation de mélange des fibres et plumes.
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Cette installation comprend tout d'abord, comme représenté figure 4, un poste
de
préparation des fibres et dans le cas d'utilisation de mélange, de différentes
sortes de
fibres, puis elle comprend, comme représenté figure 5, un poste de mélange
mécanique
des fibres et des plumes.
La machine de préparation des fibres, dénommée par la suite pré-ouvreuse 9,
est
une machine classique du type de celles utilisées dans le domaine de la
préparation des
fibres pour le non-tissé.
Les fibres, d'une manière générale, sont livrées compactées. La pré-ouvreuse 9
permet de décompacter les fibres de structure 2 et, selon le cas, les fibres
de volume 6 et,
éventuellement, d'autres fibres ou constituants complémentaires, en réalisant
un mélange
approprié.
La pré-ouvreuse 9 est alimentée par un tapis convoyeur sans fin 10 disposé
sous
une ou plusieurs cellules ou trémies. Un première cellule 12 contient des
fibres de
structure 2. Cette cellule 12 est précédée d'une cellule 13 qui contient les
fibres de
volume 6 et on peut trouver d'autres cellules complémentaires 14 dans
lesquelles sont
stockées des fibres ou autres constituants à fonctionnalités diverses comme
indiqué
précédemment.
Chaque type de fibrés selon le cas, est déposé sur le tapis convoyeur: 10 et
la ou
les couches formant un sandwich, sont introduites dans la pré-ouvreuse en
passant tout
d'abord sous un tambour de compactage 15, puis sous un rouleau d'entraînement
16
situé au-dessus de l'extrémité du tapis convoyeur 10. Ensuite le sandwich est
entraîné
par une paire de rouleaux 17 et il est présenté à un cylindre à pointes 18 qui
expédie les
fibres par la sortie 19 vers la pré-ouvreuse 20 du poste suivant.
II est également possible de connecter un conduit 21 sur la sortie 19 pour
introduire dans le circuit des matériaux à recycler comme par exemple de la
matière
première ou des chutes issues de la chaîne de fabrication ou même pour
introduire des
retours des chutes provenant de la clientèle.
Cette préparation préalable séparée des fibres est une étape importante du
procédé ; elle procure un meilleur résultat au niveau du mélange effectué
ensuite entre
les plumes et lesdites fibres.
La pré-ouvreuse 20, figure 5, ést similaire à celle de la figure 4. Elle est
alimentée
également par un tapis convoyeur 22 qui reçoit d'une part les fibres provenant
de la sortie
19 de la pré-ouvreuse 9, et, d'autre part, les plumes ou mélanges de plumes
disposés
dans une cellule 23 située en aval de ladite sortie 19.
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Les fibres et plumes sont dosées et sont déposées sur le tapis convoyeur 22.
Le
tapis 22 reçoit tout d'abord une couche de fibres qui forment une épaisseur de
5 à 15 cm
par exemple, puis une couche de plumes dont l'épaisseur peut atteindre 50 à 60
cm. Ce
sandwich est introduit par le tapis 22 dans la pré-ouvreuse 20. Un tambour 15
situé à
l'entrée, effectue un premier compactage des couches. II est suivi d'un
rouleau 16 qui
presse également le sandwich, lequel rouleau 16 est disposé au-dessus de
l'extrémité du
tapis convoyeur 22. Ensuite les couches passent entre une paire de rouleaux
ameneurs
17 qui présentent le sandwich au cylindre à pointes 18.
Les plumes et fibres sont intimement mélangées de façon homogène et expédiées
par la sortie 24 soit vers une autre pré-ouvreuse non représentée, soit vers
la nappeuse.
Les fibres et plumes transitent d'une machine à l'autre par aspiration et les
déchets d'aspiration sont réintroduits dans le circuit et recyclés par le
conduit 21.
La figure 6 illustre, sous la forme d'un simple schéma fonctionnel, le
traitement et
le façonnage du mélange fibres-plumes, pour aboutir au produit visé par
l'invention c'est-
à-dire une nappe qui peut être manipulée et par exemple être conditionnée sous
la forme
d'un rouleau.
Le mélange fibres-plumes arrive de la sortie 24 de la pré-ouvreuse 20 et il
est
placé dans une céllule tampon 25. Cette cellule 25 est disposéé au-dessus d'ûn
tapis 26,
lequel tapis reçoit une couche du mélange constitué de fibres et plumes. Cette
couche est
déposée sous la forme d'une nappe 27. Un système de pesée en continu, au moyen
d'une balance 28 disposée sous le brin supérieur du tapis 26, permet de régler
l'épaisseur
de la nappe 27. La cellule 25 peut comporter une paroi mobile 29 en forme de
battant
réglable, pour modifier le débit du mélange, c'est-à-dire la quantité de
fibres et plumes
déposées sur le tapis 26.
La cellule 25 fait office de nappeuse sur le schéma de la figure 6. La
véritable
nappeuse sera détaillée plus loin, figure 7.
A la suite de la cellule 25 qui fait office de nappeuse, on trouve
l'installation de
traitement thermique du mélange plumes-fibres, déposé sous forme de nappe sur
le tapis
26.
L'installation de traitement thermique comprend tout d'abord une enceinte 30
pour
le chauffage puis une enceinte 31 pour le refroidissement.
L'enceinte 30 pour le chauffage du mélange permet de porter la température à
cceur à une valeur suffisante pour obtenir le ramollissement, la fusion et la
soudure des
fibres de structure 2, au niveau de tous leurs points de contact entre elles.
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Le chauffage s'effectue par exemple par une circulation d'air chaud dans
l'enceinte
30. Le mélange fibres-plumes circule dans l'enceinte 30 à une vitesse adaptée
au résultat
souhaité.
L'enceinte 31 pour le refroidissement permet de consolider les points de
soudure
5 des fibres de structure 2 et éventuellement les points de collage entre ces
dernières et les
fibres complémentaires comme les fibres de volume 6.
Le refroidissement s'effectue par exemple par une circulation d'air frais.
Toujours figure 6, on remarque des moyens qui permettent de mettre en place un
simple revêtement sur la nappe 27 fraîchement formée, ou de L'envelopper avant
son
10 traitement thermique.
Une buse de pulvérisation 32 permet par exemple de déposer en surface un
produit qui forme un revêtement superficiel en forme de film ou de fine
pellicule de
collage.
Ce revêtement peut aussi être constitué d'un matériau du type non-tissé ou
d'un
film stocké sur un rouleau 33 pour être déposé sur la nappe 27 en aval de la
cellule 25.
Un autre rouleau 34 situé en amont de cette dernière peut placer ce mëme
revêtement
sous la nappe, entre cette dernière et le tapis 26.
En utilisant un revêtement thermofusible, ce dernier peut se coller ou se
souder
aux fibres de structure 2 lors du traitement thermique.
A la sortie de l'enceinte 32, la nappe 27 forme un véritable produit
manufacturé,
conditionnable sous forme de rouleau, susceptible ensuite d'être travaillé
plus facilement
que des plumes en vrac.
La figure 7 représente, toujours de façon schématique mais plus détaillée, une
nappeuse 35 qui reçoit, de la sortie 24 de la pré-ouvreuse 20, le mélange
fibres et
plumes.
Ce mélange fibres-plumes est véhiculé et expédié par aspiration dans une
trémie
36 qui fait partie de la nappeuse. Cette trémie 36 porte, à son extrémité
inférieure, un
couple de rotors 37 faisant office d'extracteurs, suivis d'un rotor 38 qui
projette le mélange
sur un tapis convoyeur 39 situé à la partie inférieure de la nappeuse.
Ce tapis convoyeur 39, qui est horizontal, alimente un second tapis convoyeur
40
qui constitue une sorte de tapis élévateur muni d'organes d'accrochage pour
entraîner les
fibres et plumes vers la nappeuse proprement dite, détaillée ci-après.
Ce tapis élévateur 40 est associé à sa partie supérieure, à un rotor 41 qui
égalise
la couche emmenée par ledit tapis et recycle les fibres et plumes à
l'intérieur du caisson
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42 de la nappeuse, c'est-à-dire dans la partie située au-dessus du tapis
convoyeur 39
d'alimentation.
Le tapis élévateur 40 expédie les plumes et fibres dans la nappeuse proprement
dite, qui comprend une cheminée volumétrique 44 constituée de deux plaques
verticales
et parallèles 45, 46 disposées en vis-à-vis ; l'une des parois est vibrante et
l'autre est
située à une distance réglable de la première. Les fibres et plumes se tassent
dans la
cheminée 44 et ce mélange s'organise sous la forme d'une nappe.
Ce mélange en forme de nappe progresse par simple gravité et se présente à un
ensemble d'entraînement et de compactage constitué de deux couples de rouleaux
47 et
48. Ces rouleaux 47 et 48 propulsent le mélange vers un tapis 49, lequel tapis
49
alimente une seconde nappeuse dite nappeuse pneumatique 50.
Cette nappeuse pneumatique 50 comprend, à l'extrémité du tapis convoyeur 49,
un tambour presseur 51 suivi d'une paire de couples de rouleaux d'entraînement
52 et 53
qui alimentent u,n cylindre 54. Ce cylindre 54 permet de recalibrer la nappe
qui provient de
la première nappeuse. II évolue à une vitesse qui est réglée en fonction de la
vitesse
d'avancement du tapis transporteur 49.
Le cylindre 54 entraîne la nappe sur un tapis perforé 55 qui se présente sous
la
forme d'une bande sans fin tourriant autour d'un système d'aspiration 56. La
nappe est
ainsi plaquée sur le brin actif 57 du tapis perforé 55 et elle est en plus
calibrée au moyen
d'un cylindre 58 situé en aval de la zone d'aspiration, au-dessus du brin
actif 57.
Le dispositif d'aspiration 56 permet de provoquer une agitation du mélange et
de
favoriser la désorientation des fibres, notamment des fibres de structure 2,
dans
l'épaisseur de la nappe.
Cette répartition désordonnée des fibres de structure a pour effet de donner
au
produit fini, une résistance à l'allongement qui est comparable quelle que
soit la direction
de la charge qui lui est appliquée.
En sortie de la nappeuse pneumatique 50, la nappe est introduite au moyen d'un
tapis convoyeur 59, dans l'équipement de traitement thermique 60.
Cet équipement 60 comprend deux tapis convoyeurs qui s'étendent de l'entrée à
la sortie : - un tapis convoyeur sans fin inférieur 61 et - un tapis.
convoyeur sans fin
supérieur 62. La nappe est guidée entre ces deux tapis qui permettent de
comprimer le
mélange et de l'entraîner pendant toute l'opération de traitement qui
s'effectue d'abord
avec de l'air chaud pour porter la nappe à une température appropriée, puis
avec de l'air
froid.
CA 02446145 2003-10-24
WO 02/088457 PCT/FR02/01437
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L'équipement comprend donc deux zones : une zone 63 qui s'étend depuis
l'entrée pour la montée en température, suivie d'une zone 64 pour le
refroidissement de la
nappe.
La vitesse de la nappe dans le four peut être de deux m/mn par exemple et la
durée totale du traitement est de l'ordre de deux à trois minutes environ.
La durée du traitement thermique est établie en fonction de l'épaisseur de la
nappe pour obtenir une température homogène et suffisante au coeur du mélange,
de
façon à provoquer un ramollissement des gaines 4 des .fibres de structure 2,
puis une
fusion et soudure à chaque point de contact entre les fibres 2, avec
consolidation de ces
points de contact au fur et à mesure du refroidissement.
La température dans la zone 63 est choisie en fonction des caractéristiques
des
fibres de structure 2 ; elle est par exemple de l'ordre de 140°C.
A la sortie de l'équipement 60, la nappe est conditionnée sous la forme d'un
rouleau 65 ou bien elle est sectionnée au moyen d'un couteau 66 et stockée
sous forme
de plaque 67 sur un chariot 68. La largeur de la nappe, selon l'installation,
peut ëtre de
l'ordre de 2 m ou plus selon les besoins.
Préalablement à son introduction dans le four, la nappe peut également être
soumise à une opération d'habillage, c'est-à-dire recevoir un revêtement du
genre non-
tissé ou en forme de film ou pellicule déposé par pulvérisation, comme
détaillé auparavant
avec la figure 6.
Ce revêtement, réalisé par exemple en matériau thermoplastique, peut également
avoir un point de ramollissement proche de celui de l'enveloppe 3 des fibres
de structure
2 et, dans ce cas, être soudée ou collée auxdites fibres de structure lors du
traitement
thermique de la nappe.
Pour obtenir un bon calibrage de la nappe, on peut prévoir comme montré figure
8,
des disques 69 positionnés sur le tapis convoyeur 59 à l'entrée de
l'équipement de
traitement thermique 60, pour découper les lisières à l'entrée. De la même
façon, des
couteaux-disques 70 peuvent être disposés à la sortie de l'équipement de
traitement
thermique pour découper à nouveau les lisières de la nappe afin de calibrer sa
largeur.
Toujours figure 8, on remarque des brosses qui permettent de nettoyer les
tapis
convoyeurs sans fin 61 et 62.
Une brosse 71 est disposée à l'extrémité du tapis inférieur 61 et une brosse
72 est
disposée de la même façon à l'extrémité du tapis supérieur 62.
CA 02446145 2003-10-24
WO 02/088457 PCT/FR02/01437
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Les déchets provenant des disques de découpe 69, 70 des lisières et ceux
provenant des brosses 71 et 72, sont réinjectés dans le circuit, en amont de
la pré-
ouvreuse 20 au moyen du conduit 21 comme indiqué précédemment.
