用于生產(chǎn)包含長天然纖維的連續(xù)纖維網(wǎng)的方法，以及相關(guān)裝置和產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】一種用于生產(chǎn)包括長天然纖維的連續(xù)纖維網(wǎng)的方法，有關(guān)裝置及纖維網(wǎng)。所述方法包括以下步驟：送入多個不相交的纖維帶（32）、使其平行排列，其中至少1個所述纖維帶(32)含有長天然纖維；通過尖端區(qū)域（60）分散相鄰所述纖維帶（32），以形成平行纖維條（62）；平行于行進軸（B-B’）張緊所述尖端區(qū)域（60）中的所述纖維條（62）；粘接拉伸后的所述纖維條（62）的纖維，以形成所述纖維網(wǎng)（60）。
【專利說明】用于生產(chǎn)包含長天然纖維的連續(xù)纖維網(wǎng)的方法，以及相關(guān) 裝置和產(chǎn)品
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)包含長天然纖維的連續(xù)纖維網(wǎng)的方法。
[0002] 所述纖維網(wǎng)的目的尤其在于，用于生產(chǎn)包含聚合物基體的零件，例如，用于建筑、 機動車，或任何其他應(yīng)用。
[0003] 天然纖維相對于合成纖維具有眾多優(yōu)點。
[0004] 特別是，天然纖維一般具有低密度和相對低成本，生態(tài)環(huán)保。此外，天然纖維是可 再生的，因此可能不耗竭自然資源地進行生產(chǎn)。
[0005] 在此背景下，亞麻纖維得到了廣泛種植，并在許多領(lǐng)域中加以利用，尤其是用于生 產(chǎn)復(fù)合材料。亞麻纖維提取自亞麻植株的莖，其利用形式可以是長纖維束，或初級纖維，或 微纖維。
[0006] 長纖維束一般由初級纖維集合而成，其中所述初級纖維以天然接合劑相互連接； 所述長纖維束的長度可以包含在2mm-1000mm之間。
[0007] 所述纖維束的楊氏模量優(yōu)選為包含在30_50GPa之間，由此具有令人關(guān)注的機械 性能。
[0008] 為了使用所述長天然纖維，必須生產(chǎn)纖維集合體，例如，形成相對較厚的層、織物 或帆布。所述集合體由復(fù)雜而昂貴的制作過程而來，但具有足夠的機械結(jié)合力來承受后續(xù) 的零件成形操作，例如，包括對所述集合體的疊加和定向。
[0009] 但是，用于生產(chǎn)所述集合體的方法復(fù)雜而相對昂貴。這就是復(fù)合材料領(lǐng)域中，優(yōu) 選使用亞麻短纖，即長度在2-lOcm之間的纖維的原因，所述亞麻短纖可以用于傳統(tǒng)的所謂 "干"法，包括預(yù)備、梳理、修布及可選的針刺步驟，所述"干"法將不經(jīng)過集合步驟而直接通 向氈制作。
[0010] 但是，所得的無紡布對于用于制作復(fù)合材料而言，機械性能不足。此外，所得材料 厚，相對難于操作，且厚度變化性很大。
[0011] FR 2705369描述了一種方法，該方法用于從亞麻天然片段制成無紡布層。該方法 包括一個建立纖維層的步驟，然后用亞麻天然接合劑將所述纖維層連接起來。
[0012] 本發(fā)明的目的之一，在于獲取一種形成包含長天然纖維的纖維網(wǎng)的方法，該方法 容易實現(xiàn)，且能夠低成本地獲得恒基重且非常薄的纖維網(wǎng)。
[0013] 為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明涉及一種上述類型的方法，其特征在于，所述方法包括以下 步驟： 將多個不相交的纖維帶平行排列，至少1個所述纖維帶含有長天然纖維； 通過尖端區(qū)域分散相鄰的纖維帶，以形成平行纖維條； 平行于行進軸張緊所述尖端區(qū)域中的所述纖維條； 粘接拉伸后的所述纖維條的纖維，以形成所述纖維網(wǎng)。
[0014] 本發(fā)明所述的方法可以單獨地或以任何技術(shù)上可能的組合，包括一個或多個以下 特征： 所述用于粘接所述纖維條的纖維的步驟，包括向拉伸后的所述纖維條噴灑溶液，在所 述纖維條的纖維之間浸漬所述溶液，并令所述纖維條干燥，以形成所述纖維網(wǎng)； 所述噴灑溶液的步驟通過噴灑水滴，或形成包含液體和發(fā)泡劑的泡沫，所述泡沫沉積 在所述纖維條上； 所述張緊步驟在至少1個上游輥和至少1個下游輥之間完成；所述上游輥優(yōu)選為具有 金屬外表面，所述下游輥優(yōu)選為以木質(zhì)、橡膠或聚合物制成；所述下游輥的下游纖維條驅(qū)動 速度，至少比所述上游輥的纖維條的驅(qū)動速度高至少2倍，優(yōu)選為高至少6倍； 所述尖端區(qū)域包括多個桿，所述桿位于所述行進軸的橫向方向，每個橫向桿包括多個 尖端，所述橫向桿優(yōu)選為可與所述纖維條共同移動； 所述橫向桿的移動速度，低于下游輥或每個下游輥對所述纖維條的驅(qū)動速度； 所述尖端區(qū)域中的尖端表面密度，包括在每平方厘米5-23尖端之間； 所述方法在所述進料步驟之前，包括一個以若干單一纖維帶并條而形成所述多個纖維 帶的步驟。
[0015] 至少1個第一單纖維帶中獨有地包括長天然纖維；至少1個第二單纖維帶優(yōu)選為 包括除所述第一單纖維帶的所述長天然纖維以后的額外天然纖維，和/或天然原料的合成 纖維，和/或人造原料的合成纖維，和/或其混合物。
[0016] 所述不相交的纖維帶的標(biāo)準(zhǔn)偏差低于20%。
[0017] 在所述的進料步驟中，所述不相交的纖維帶放置于相鄰斜槽（46)中，所述斜槽出 現(xiàn)于所述尖端區(qū)域的上游。
[0018] 所述斜槽中，所述纖維帶被斜槽的靠攏壁側(cè)向壓縮； 在所述斜槽的出口處，所述纖維帶相互接觸并相互刺入； 在所述粘接纖維的步驟后，所述纖維網(wǎng)的表面密度低于500 g/m2,優(yōu)選為低于150 g/ m2〇
[0019] 本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)包括長天然纖維的連續(xù)纖維網(wǎng)的裝置，其特征在于， 所述裝置包括： 用于將多個不相交的纖維帶平行排列的設(shè)備組件，其中所接收的至少1個所述纖維帶 含有長天然纖維； 用于令所述纖維纖維條成形的設(shè)備組件，包括：用于分散所述纖維帶的裝置，所述裝置 包括尖端區(qū)域；用于在所述尖端區(qū)域中張緊和拉伸所述纖維條的系統(tǒng)； 用于粘接所述纖維條的纖維的設(shè)備組件，以形成纖維網(wǎng)。
[0020] 本發(fā)明所述的裝置可以單獨地或以任何技術(shù)上可能的組合，包括一個或多個以下 特征： 所述進料組件（22)包括導(dǎo)紗器（40)，所述導(dǎo)紗器（40)由多個相鄰排列的斜槽（46)構(gòu) 成，每個所述斜槽（46 )設(shè)計用于接收一條纖維帶（32 )。
[0021] 本發(fā)明還涉及一種包括長天然纖維的連續(xù)纖維網(wǎng)，其特征在于，所述纖維網(wǎng)包括 多個平行纖維，所述平行纖維是通過分散和張緊來自平行纖維帶的纖維而制得的；所述平 行纖維相互連接以形成所述纖維網(wǎng)；所述纖維網(wǎng)在寬度上厚度均勻。
[0022] 本發(fā)明所述的纖維網(wǎng)可以單獨地或以任何技術(shù)上可能的組合，包括一個或多個以 下特征： 所述纖維網(wǎng)的表面密度低于500 g/m2,尤其是低于150 g/m2,且優(yōu)選為低于1mm厚度； 所述纖維網(wǎng)的長度比其寬度大100%，所述纖維網(wǎng)優(yōu)選為圍繞自身纏繞以形成卷（12); 所述長原始纖維是長亞麻纖維； 所述纖維網(wǎng)包括超過50 wt%的天然纖維； 所述纖維網(wǎng)不使用合成粘接劑來將纖維相互粘接。
[0023] 本發(fā)明還涉及一種可以通過上述方法獲得的纖維網(wǎng)。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明所述的纖維網(wǎng)可以包括一個或多個上述的額外特征。
[0025] 通過閱讀下文的說明，并參考附圖，能夠促進對本發(fā)明的理解；下文說明僅作為示 例。
[0026] 圖1是展示本發(fā)明的第一種方法的主要步驟流程圖。
[0027] 圖2是用于實現(xiàn)圖1方法的第一種裝置的頂視圖解。
[0028] 圖3是一種含有尖端的零件的正視圖，所述零件目的在于用于圖2所示裝置的成 形設(shè)備組件中。
[0029] 圖4展示了實施圖1所述方法期間，與圖2相似的視圖。
[0030] 圖5是圖4沿V-V'平面的橫截面圖。
[0031] 圖6是圖4沿VI-VI'平面的橫截面圖。
[0032] 圖7是使用本發(fā)明的方法所得的纖維網(wǎng)，其中所述纖維網(wǎng)以卷的形式包裝。
[0033] 圖8是展示本發(fā)明所述的第一纖維網(wǎng)的外觀的照片。
[0034] 圖9是一種用于提供平行纖維帶的設(shè)備組件和一種以所述平行纖維帶進行進料 的設(shè)備組件的圖解側(cè)視圖。
[0035] 圖10是一種用于將從所述纖維帶制得的纖維條進行成形的設(shè)備組件的圖解側(cè)視 圖。以及 圖11是一種粘接所述纖維條的纖維以形成纖維網(wǎng)的粘接設(shè)備組件的圖解側(cè)視圖。
[0036] 本文件的其他部分中，術(shù)語"上游"和"下游" 一般相對于連續(xù)加工中的對象的行 進方向進行理解。
[0037] 使用本發(fā)明的方法加工的第一纖維網(wǎng)10,如圖7和圖8所示。在圖7的示例中，所 述纖維網(wǎng)10優(yōu)選為圍繞自身纏繞以形成卷12。
[0038] 本發(fā)明中的所述纖維網(wǎng)10包括平行排列的長天然纖維，以及至少一種保持纖維 相對位置的粘合劑。
[0039] 在一個實施例中，所述纖維網(wǎng)10的所有纖維均由長天然纖維組成?？蛇x地，構(gòu)成 所述纖維網(wǎng)10的部分纖維由不同于所述長天然纖維的額外天然纖維、天然原料的合成纖 維、人工原料的合成纖維，或所述纖維的混合物組成。
[0040] 所述長天然纖維優(yōu)選為植物提取纖維，尤其是亞麻纖維?？蛇x地，所述長天然纖維 可以是劍麻、黃麻、大麻和洋麻纖維。
[0041] 所述額外天然纖維選自，例如，棉花、羊毛、蠶絲、劍麻、大麻纖維或其混合物。
[0042] 所述天然原料的合成纖維選自，例如，再生纖維素纖維，尤其是粘膠纖維、銅氨纖 維和/或莫代爾纖維、藻脘酸鹽粘膠纖維、萊賽爾纖維、PLA (聚乳酸）纖維及其混合物。
[0043] 所述合成纖維由石油衍生物或綠色化學(xué)分子(例如來自生物乙醇的乙烯）組成，選 自聚烯烴纖維(例如聚乙烯和/或聚丙烯)、聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺纖維及其混合物。所述 合成纖維還可以是聚合物和共聚物組成的雙組分纖維，所述聚合物及其共聚物具有不同的 熔點。
[0044] 優(yōu)選地，所述纖維網(wǎng)10中的所述天然原料長纖維的比例大于所述纖維網(wǎng)10的總 重量的50%。
[0045] 優(yōu)選地，所述長天然纖維為長天然亞麻纖維。
[0046] 所述長亞麻纖維來自亞麻科（linaceae)的亞麻植株。所述纖維提取自亞麻莖的 外周，通過磨削操作機械地破碎所述莖，然后分離長纖維、短的短纖、粗纖維以及亞麻的其 他成分。
[0047] 如此所得的長纖維優(yōu)選為具有2-1000mm之間的長度。本發(fā)明所述"長纖維"的含 義為，所述纖維優(yōu)選為以天然接合劑結(jié)合在一起的初級纖維縱向集合體。
[0048] 所述長纖維一般形成長度可高達lm的束。所述纖維網(wǎng)10的部分長天然纖維長度 超過50cm，尤其是在50-80cm之間。
[0049] 所述長纖維束的直徑一般在10-100微米之間。
[0050] 將不同長纖維相互粘合的粘合劑，優(yōu)選為由來自植物的天然接合劑組成；尤其是 當(dāng)所述長纖維為長亞麻纖維時，所述粘合劑由天然亞麻接合劑組成。
[0051] 可選地，所述粘合劑為合成粘合劑和/或天然原料的粘合劑，所述合成粘合劑例 如是膠水或樹脂，尤其是乳膠；所述天然原料粘合劑是亞麻片段以外的天然原料，例如基于 淀粉。
[0052] 本發(fā)明中，所述纖維網(wǎng)10的寬度遠大于其厚度，且遠小于其長度。
[0053] 因此，所述纖維網(wǎng)的寬度為例如大于30mm，且尤其是包括在30-2000mm之間，優(yōu)選 為包括在100-2000mm之間。
[0054] 所述厚度小于其寬度的0. 1倍，且尤其是，小于1mm，尤其是小于0. 5mm，優(yōu)選為小 于 0· 1mm η
[0055] 采用本發(fā)明的方法所得的所述纖維網(wǎng)10具有均勻的厚度。因此，纖維網(wǎng)10的縱 向每股由一條厚度為所述纖維網(wǎng)10寬度的1/10的縱向股組成，且所述縱向每股的平均厚 度的標(biāo)準(zhǔn)偏差低于所述纖維網(wǎng)10平均厚度的5%，尤其是低于2%。
[0056] 所述纖維網(wǎng)10的平均表面密度低。該表面密度小于500 g/m2,尤其是低于150 g/ m2或甚至100 g/m2,且優(yōu)選為包括在30 g/m2和100 g/m2之間。
[0057] 所述表面密度在所述纖維網(wǎng)的寬度方向上是均勻的。
[0058] 所述纖維網(wǎng)10的長度遠大于其寬度。尤其是，所述纖維網(wǎng)10的長度大于10m，尤 其是大于l〇〇m。所述纖維網(wǎng)10由此可以以卷12的形式進行纏繞，所述卷12的直徑大于 100mm，優(yōu)選為最大直徑約為600mm。
[0059] 如圖8所示，且根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，所述纖維網(wǎng)10的纖維基本沿縱向成形方 向A-A'對齊。
[0060] 因此，所述纖維網(wǎng)10至少50%的纖維平行于縱向方向A-A'，該方向垂直于所述纖 維網(wǎng)10處于卷12形式時的纏繞軸。因此，所述纖維網(wǎng)10的長纖維一般相互平行排列，并 由粘合劑相互連接，以保障所述纖維網(wǎng)10的機械結(jié)合力。
[0061] 所述纖維網(wǎng)10具有足夠的機械結(jié)合力來允許對其進行操作，尤其是用以形成多 向氈的后續(xù)浸漬和疊合操作。因此，所述纖維網(wǎng)10可以被使用者的手抓住，或被機械操作 器抓住，尤其是抽吸操作器(若已浸漬，否則就是多孔操作器)，而不會遭受機械損傷，同時 保存其機械強度。所述纖維網(wǎng)10可自支撐。
[0062] 所述纖維網(wǎng)10的結(jié)合力使得平均拉伸強力優(yōu)選為超過0· 1N，尤其是包括在0· 2 -2N之間，例如約為0. 5N ;所述拉伸強力在纖維的橫向方向，即優(yōu)選定向方向A-A'的垂直方 向上，以對50mm寬度的樣本的IS013934-1標(biāo)準(zhǔn)進行測定。令人驚訝地，根據(jù)本發(fā)明的方法 所得的含有長天然纖維的纖維網(wǎng)10,其長纖維具有均勻厚度和非常明顯的定向，同時保留 了足夠的結(jié)合力以進行操作。
[0063] 為此目的，所述纖維網(wǎng)10由纖維的縱向纖維帶形成，所述纖維平行排列，然后分 散形成平行纖維條，然后，所述纖維條的纖維被粘接起來。
[0064] 本發(fā)明中所指的"纖維帶"，含義為一種包含纖維集合體的縱向單元，尤其是長纖 維。所述纖維帶可以通過例如拉絨或梳理獲得，然后，單根纖維被張緊，然后聚集在一起，以 形成縱向紐帶。
[0065] 所述纖維帶的厚度一般約等于其寬度，例如，包括在其寬度的0. 5-2倍之間。
[0066] 所述纖維帶可以優(yōu)選為，通過將單纖維帶相互對齊疊合而得。在所展示的示例中， 所述纖維帶的寬度為，例如，小于30mm。所述纖維帶的厚度為，例如，大于15mm，且包括在 10_40mm 之間。
[0067] 所述纖維帶的長度大于800m，尤其是包括在850-1700m之間。
[0068] 所述并條操作由以下步驟組成：將性質(zhì)相同或不同的至少2條單纖維帶疊合，然 后將它們在尖端區(qū)域中分散，同時保持其張緊，然后重新組成單一纖維帶。
[0069] 并條的數(shù)量是可變的，該數(shù)量包括在1-15并條之間。
[0070] 本發(fā)明所述方法中所用纖維帶的每單位長度的質(zhì)量是，例如，包括在10-40 g/m。
[0071] 本發(fā)明中，用于生產(chǎn)纖維網(wǎng)10的第一種方法的步驟，概括在圖1的流程圖中。
[0072] 所述方法適用于例如一種用于生產(chǎn)纖維網(wǎng)10的裝置，所述裝置如圖2或圖4的圖 解所示。
[0073] 如圖2和圖4中所示，所述裝置14包括用于提供多個纖維帶的纖維帶提供組件20 和用于送入纖維帶、使其相互平行定位的進料組件22 ;所述纖維帶提供組件20包括至少1 個長天然纖維帶。
[0074] 參考圖2和圖10,所述裝置14進一步包括成形組件24和粘接組件26 ;所述成形 組件24用于將纖維帶加工成形為連續(xù)纖維帶，所述粘接組件26用于將所述纖維帶粘合構(gòu) 成所述纖維網(wǎng)10,如圖2和圖11所示。
[0075] 所述裝置14進一步包括設(shè)備組件28,用于包裝纖維網(wǎng)10,尤其是將其以卷12的 形式儲存。
[0076] 如圖9所示，所述纖維帶提供組件20優(yōu)選為包括用于儲放纖維帶32的毛條的區(qū) 域。
[0077] 所述纖維帶32儲放為例如毛條的形式，優(yōu)選為儲放在集束架中。
[0078] 要獲得所述毛條，將所述纖維帶傾倒包含在罐中，例如直徑包含在30cm - lm之 間、尤其是在40-60cm之間的罐。一旦所述罐滿了，則從上方壓縮所述纖維帶32,取下所述 罐，則所述纖維帶得到束縛。此時所述毛條具有所述罐的維度，且高度包含在30-80cm之 間，尤其是約等于40cm。所述毛條的質(zhì)量是例如包括在15-40kg之間。
[0079] 為實現(xiàn)本發(fā)明所述方法，纖維帶提供組件20中所提供的纖維帶32優(yōu)選為通過將 單纖維帶并條獲得，以獲得每單位長度質(zhì)量均勻的纖維帶32。由此，所述纖維帶32每單位 長度質(zhì)量優(yōu)選為包含在10-40 g/m之間。用于形成同一纖維網(wǎng)10的不同纖維帶32的每單 位長度的質(zhì)量之間的標(biāo)準(zhǔn)誤差低于20%。
[0080] 若所述纖維網(wǎng)10由長天然纖維構(gòu)成，例如長亞麻纖維，則所有纖維帶32優(yōu)選為用 長天然纖維的單纖維帶并條獲得的長天然纖維帶。
[0081] 在所述纖維網(wǎng)10包括額外天然纖維、天然原料的合成纖維或人工原料的合成纖 維的情況下，至少1條纖維帶32的構(gòu)成為1條以長天然纖維構(gòu)成的單纖維帶和至少1條以 額外天然纖維、天然原料的合成纖維或人工原料的合成纖維構(gòu)成的單纖維帶。
[0082] 在所有情況下，每條單纖維帶分散在尖端區(qū)域(未顯示）中，然后張緊，并相互重疊 而聚集。所述并條操作的數(shù)目包括在1-15之間，優(yōu)選為2-4之間。
[0083] 所述纖維帶32隨后以毛條的形式儲放，放置于地面或支架上。多個纖維帶32平 行放置。
[0084] 如圖2、9和5所示，進料組件22包括導(dǎo)紗器40和供料機構(gòu)42,所述導(dǎo)紗器40用 于平行分布纖維帶32,其目的在于向成形組件24供料；所述供料結(jié)構(gòu)42將單根纖維帶32 供應(yīng)給導(dǎo)紗器40。
[0085] 所述供料機構(gòu)42包括導(dǎo)輥44和一對送料輥80A、80B，每個所述送料輥設(shè)計為將每 根纖維帶32從線筒30向?qū)Ъ喥?0推送。
[0086] 如圖2和圖5所示，導(dǎo)紗器40包括多個平行設(shè)置的斜槽46。
[0087] 所述斜槽46優(yōu)選為彼此相鄰設(shè)置。每個斜槽46由2個側(cè)壁48和1個底壁49定 界。每個斜槽46設(shè)計為接收單根纖維帶，并將其向成形組件24分送，以將其成形為平行于 軸B-B'的卷形式，以用于成形為纖維網(wǎng)。
[0088] 由此，每個斜槽46在進口 50和出口 52之間延伸，所述進口 50和出口 52位于所 述成形組件24的對面。
[0089] 圖4和圖5中所示的示例中，所述導(dǎo)紗器40包括自上游向下游聚攏的多個斜槽 46。入口 50對面的所述斜槽46的橫截面大于出口 52處的斜槽46橫截面。
[0090] 由此，插入斜槽46的每根纖維帶32在導(dǎo)引下朝出口 52聚攏，以與纖維帶32任一 側(cè)的側(cè)壁48接觸，如圖5的開口 52所示。
[0091] 從軸B-B'朝導(dǎo)紗器40外的方向，每個斜槽46的軸相對于軸B-B'的傾斜角逐個 增加。入口 50處的每個斜槽46的寬度至少比出口 52處的斜槽46大10%。這允許纖維束 的橫向壓縮得到自然均勻化。在斜槽的出口，被斜槽的聚攏壁側(cè)面壓縮的纖維帶會傾向于 稍微展開，令其相互抵觸，或使其稍微相互刺入。
[0092] 出口 52處的每個斜槽46的最大寬度是，例如，包括在10-40mm之間。
[0093] 側(cè)壁48的厚度低于5mm，從而在進入成形組件24期間，限制不同纖維帶32的分 離。
[0094] 如圖2、4和10所不，成形組件24包括尖纟而區(qū)域60和系統(tǒng)64,所述尖纟而區(qū)域60的 目的在于分散所述纖維帶的纖維，以形成連續(xù)纖維條62,如圖4所示；所述系統(tǒng)64用于張 緊和拉伸尖端區(qū)域60中的纖維條62。
[0095] 如圖4、6和10所示，尖端區(qū)域60包括多排40相對于行進軸B-B'橫向平行的尖 端72。所述尖端72排70優(yōu)選為包括每厘米2-16個尖端，或每英寸6-40個尖端。
[0096] 所述尖端72的高度大于纖維帶的高度，例如是，包括在40_60mm之間。
[0097] -排70尖端72受到平行于軸B-B'的單根橫向桿74的支承。由每根桿74及尖 端72所構(gòu)成的組件通常稱為"針排"。
[0098] 優(yōu)選地，連續(xù)桿74相互接觸放置。每根桿74優(yōu)選為承擔(dān)至少1個尖端排70,尤其 是2個尖端排70,如圖3所示。
[0099] 第一排70所述尖端72在相對于軸B-B'的橫向上，相對于第二排70所述尖端72 稍微偏移。
[0100] 優(yōu)選地，尖端區(qū)域60的各排70可沿排70移動。每根桿74由螺旋形螺釘移動，并 執(zhí)行直角移動。
[0101] 由此，桿74隨纖維條62前進至尖端區(qū)域60的末端，然后回到尖端區(qū)域60的始端。
[0102] 為實現(xiàn)此目的，如圖10所示，尖端區(qū)域60包括機構(gòu)75,用于令桿74在其上游末端 位置和下游末端位置之間沿軸B-B'做縱向移動，其沿軸B-B'的移動長度為L1。
[0103] 所述移動機構(gòu)75進一步包括用于將每根桿74從其下游末端位置返回上游末端位 置的裝置。
[0104] 為實現(xiàn)此目的，每根桿74,當(dāng)位于其上游末端位置時，可在收縮返回位置和纖維條 62平面纖維的活躍縫合位置之間作垂直移動。
[0105] 在其下游末端位置上，每根桿74可在所述活動縫合位置和收縮位置之間垂直移 動。
[0106] 所述機構(gòu)75沿所述纖維條62的行進方向，將每個桿74從上游向下游移動，同時 將桿74保持在其活躍位置上，然后沿所述纖維條62行徑的相反方向，將每根桿74從其下 游位置向上游位置移動，同時將桿74保持在其收縮位置。
[0107] 尖端區(qū)域60的長度L1大于80cm，尤其是包括在80-100cm之間，以容納長天然纖 維并允許其沿軸B-B'平行排列。
[0108] 如圖2和圖10所示，張緊系統(tǒng)64包括至少1個上游輥80A、80B，和至少1個下游 輥82A、82B，所述輥位于尖端區(qū)域60的橫向任一側(cè)，分別在進料組件22和尖端區(qū)域60之 間，以及在尖端區(qū)域60和粘接組件26之間。
[0109] 在如圖10所示的示例中，所述張緊系統(tǒng)64包括一對垂直設(shè)置并相互重疊的上游 輥80A和80B。所述上游輥80A和80B安裝為，圍繞垂直于軸B-B'的軸轉(zhuǎn)動。
[0110] 優(yōu)選地，所述上游輥80A和80B具有金屬外表面，尤其是鉻。所述輥具有縫隙，所 述縫隙的高度小于纖維帶32的高度，尤其是小于20mm，以壓平和收縮纖維帶32。
[0111] 所述縫隙84優(yōu)選為位于尖端70的水平對面和斜槽46的出口 52的水平對面，以 能夠壓碎纖維帶32并將來自纖維帶32的纖維分配在尖端區(qū)域60中，穿過尖端72排70。
[0112] 在圖10所示的示例中，張緊設(shè)備組件64包括至少2個上下疊放的下游輥82A和 82B。
[0113] 所述輥82A和82B安裝為，圍繞垂直于軸B-B'的軸轉(zhuǎn)動。
[0114] 所述輥82A是例如，由木質(zhì)、橡膠或聚合物圓柱體構(gòu)成。優(yōu)選地，其直徑大于所述 輥82B的直徑。所述輥82B具有金屬外表面，例如鉻外表面。
[0115] 第一對輥80A、80B和第二對輥82A、82B受到的驅(qū)動，使得形成于尖端區(qū)域60的纖 維條62在下游輥82A、82B的出口的速度，比所述纖維條62在上游輥80A、80B出口的速度 至少大2倍，尤其是6倍，優(yōu)選為6-20倍之間。
[0116] 這允許對纖維條62進行張緊和拉伸，以調(diào)整其厚度和基重。
[0117] 如圖11所示，粘接組件26包括裝置90、空間92和裝置94;所述裝置90用于對纖 維條62噴灑一種液體或泡沫溶液，所述空間92用于令所述溶液在纖維條62上擴散，所述 裝置94用于令纖維條干燥。
[0118] 優(yōu)選地，所述溶液由水性溶液組成。在第一個實施例中，所述水性溶液由水構(gòu)成。 可選地，所述水性溶液包括水和非離子型表面活性劑，例如聚乙烯醇，以形成泡沫。
[0119] 所述聚乙烯醇在所述溶液中的比例小于1%。
[0120] 可選地，所述液體溶液可以包括潤濕劑。
[0121] 在圖11所示的示例中，所述噴灑裝置90包括至少1個噴嘴96和1個橫向主體 98 ;所述噴嘴96設(shè)計為噴出所述溶液，尤其是以水滴、霧或泡沫的形式，所述主體98用于導(dǎo) 引所述溶液。
[0122] 優(yōu)選地，所述噴嘴96探入所述主體98。所述主體98具有一個位于纖維條62的傳 送帶100對面的下口，所述傳送帶設(shè)計為在噴灑裝置92和干燥裝置94之間支承并傳送纖 維條62。
[0123] 所述干燥裝置94包括：加熱裝置102,例如，設(shè)有加熱板的對流散熱器；以及，用于 蒸汽的抽吸設(shè)備組件104,例如，包括抽風(fēng)櫥106。
[0124] 所述中間空間92位于噴灑裝置90和干燥裝置94之間，其長度例如包含在0. 5_2m 之間。
[0125] 在此示例中，所述纖維網(wǎng)10包裝為卷12的形式。所述包裝設(shè)備組件28由此包 括用于纏繞所述纖維網(wǎng)的輪軸或芯軸110,以及用于轉(zhuǎn)動所述輪軸以允許卷12形成的裝置 (未顯示)。
[0126] 在一個可選形式中，所述包裝設(shè)備組件28包括一種用于分配隔離單的裝置，所述 隔離單設(shè)計用于，與纖維網(wǎng)10共同纏繞，以分隔所述卷12中的纖維網(wǎng)10的兩層連續(xù)層。
[0127] 現(xiàn)在，將描述本發(fā)明中用于制造纖維網(wǎng)10的方法。
[0128] 如圖1所示，該方法初始包括步驟120,該步驟提供不相連的纖維帶32 ;然后包括 步驟122,該步驟以進料組件22將纖維帶32平行進料。
[0129] 然后，該方法包括通過在成形組件24中分散纖維帶32,將連續(xù)纖維條62成形；然 后包括步驟126,該步驟在粘接組件26中連接纖維條62以形成纖維網(wǎng)10。
[0130] 最后，該方法包括步驟128,該步驟對纖維網(wǎng)10進行包裝。
[0131] 優(yōu)選地，該方法連續(xù)完成，即是說，步驟122-128逐一相繼地連續(xù)進行，中途不停 頓。
[0132] 在步驟120中，形成多個平行纖維帶32,例如，將拉絨后的纖維帶纏繞為毛條的形 式，放置于支架或地面上，優(yōu)選為放置于集束架上。
[0133] 如上所述，優(yōu)選地，纖維帶32由單纖維帶并條而成；所述纖維帶32例如由長天然 纖維的單纖維帶構(gòu)成，或由1條以長天然纖維構(gòu)成的單纖維帶和至少1條以額外天然纖維、 天然原料的合成纖維或人工原料的合成纖維構(gòu)成。
[0134] 纖維帶32的大小基本恒定，使得纖維帶32大小之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差低于20%。
[0135] 然后，在給料步驟中，多個不相交的纖維帶32通過進料組件22,從纖維帶提供組 件20向成形組件24平行傳送。
[0136] 平行纖維帶32的數(shù)量包括在2-100之間，尤其是包括在8-15之間，以制造寬度在 10-2000mm之間的纖維網(wǎng)。
[0137] 然后，每條纖維帶32受到給料輥44的驅(qū)動，指向斜槽46的進口 50。
[0138] 由此，導(dǎo)紗器40接收多條平行纖維帶32,每條纖維帶32分別由一個斜槽46接收。 然后，纖維帶32由上游輥80A、80B傳送通過每個斜槽46,直至出口 52。
[0139] 在成形步驟124中，不同纖維帶32首先在上游輥80A、80B之間的縫隙84中收縮， 以降低其厚度并將其側(cè)向分散。
[0140] 然后，來自不同相鄰纖維帶32的纖維被插入尖端區(qū)域60中，同時被下游輥82A、 82B所拉伸。
[0141] 為實現(xiàn)此目的，位于上游末端位置的所述桿74,從其收縮位置移動到其垂直展開 位置，以使得其尖端72穿過平行對齊的纖維，并形成具有垂直厚度的常規(guī)纖維條62,所述 厚度62小于每條纖維帶32的厚度。
[0142] 然后，所述桿72連同所述纖維條62的纖維，沿尖端區(qū)域60縱向移動，直至下游尖 端。
[0143] 在此移動期間，所述纖維構(gòu)成纖維條62,所述纖維條62在寬度上具有均勻厚度。
[0144] 此外，鑒于所述上游輥80A、80B和下游輥82A、82B的相對轉(zhuǎn)動速度，所述纖維條62 在尖端區(qū)域60中被張緊和拉伸，以令纖維在單一方向上縱向?qū)R。
[0145] 所述纖維準(zhǔn)備為不相交纖維帶32,經(jīng)過上游輥80A、80B分散，通過尖端區(qū)域60,并 由下游輥82A、82B張緊，這些步驟的協(xié)同，使得形成具有基本均勻厚度和低基重的纖維條 成為可能，所述纖維條的基重尤其是低于150 g/m2,其纖維數(shù)量中至少50%基本平行對齊， 或纖維數(shù)量中80%基本平行排列。
[0146] 在尖端區(qū)域60的出口處，所述纖維條62在下游輥82A和82B之間被收縮，并被傳 送至粘接組件26。
[0147] 在所述纖維條經(jīng)過粘接組件26之間，拉伸后的纖維條62橫向上并不緊密結(jié)合。因 此，構(gòu)成拉伸后的纖維條62的不同纖維，在離開位于所述粘接組件26上游的下游輥82A、 82B時，可以被簡單手動壓力相互分離。
[0148] 因此，拉伸后的纖維條62通過粘接組件26,以加強其橫向結(jié)合力。
[0149] 首先，纖維條62在分散裝置中噴灑一種溶液，所述溶液的設(shè)計在于激活纖維之間 的粘接。在第一個實施例中，所述水性溶液以水滴形式噴灑，例如以霧的形式，經(jīng)導(dǎo)引通過 主體98。
[0150] 在一個可選實施例中，所述溶液的形式為泡沫，且所述泡沫通過主體98沉積在纖 維條62上。
[0151] 然后，纖維條62通過中間空間92,允許所述溶液通過毛細作用在纖維之間擴散。 在所述溶液由泡沫構(gòu)成的情況下，泡沫的氣泡破裂，由此形成的液體在纖維中擴散。
[0152] 該操作后，天然粘接劑部分溶解，將纖維相互粘接。
[0153] 然后，浸漬了所述液體的纖維條62進入加熱裝置94。以高于70°C的溫度加熱纖 維條62,尤其是100° C_180° C之間，以允許溶液的液體部分蒸發(fā)。
[0154] 該蒸發(fā)有利于裝置104的抽吸。所述溶解后的天然粘接劑重新固化，強化纖維之 間的結(jié)合力，尤其是保證了橫向結(jié)合力，以形成纖維網(wǎng)10。
[0155] 在纖維網(wǎng)10由低于50%的長亞麻纖維構(gòu)成的情況下,天然亞麻粘合劑不一定足以 為纖維網(wǎng)10提供充足橫向結(jié)合力。在此情況下，可以向所述溶液中添加小比例的額外粘接 齊[J，如上所述。
[0156] 在包裝步驟中，所述纖維網(wǎng)10繞自身纏繞，以形成繞芯軸110的卷。在一個替代 實施例中，纖維網(wǎng)10的不同層之間插入中間單，以防止其質(zhì)量下降。
[0157] 如上所述，前述的一組步驟連續(xù)執(zhí)行，從纖維帶32平行進料，直至對形成后的纖 維網(wǎng)10進行包裝。所述纖維網(wǎng)在所有操作中的行進速度大于1米/分鐘，尤其是包括在 1-50米/分鐘之間。
[0158] 當(dāng)以卷12的形式圍繞芯軸110纏繞足夠長的纖維網(wǎng)10后，可以容易而經(jīng)濟地將 卷12運輸?shù)狡涫褂玫攸c，例如，用于生產(chǎn)浸漬面板。
[0159] 根據(jù)上述發(fā)明，可能非常經(jīng)濟地形成纖維網(wǎng)10,所述纖維網(wǎng)10包括大量長天然纖 維，尤其是長亞麻纖維。該纖維網(wǎng)10厚度低，基重低于500 g/m2,尤其是低于150 g/m2,或 甚至包括在30 - 100 g/m2之間。纖維網(wǎng)10進一步在寬度上具有均勻厚度和非常明顯的 纖維定向，其中所述纖維基本為相互平行且對齊。
[0160] 特別地，與亞麻纖維植物相反，所述纖維并不捻轉(zhuǎn)或交織。隨后，纖維網(wǎng)10不具有 任何凸起部分，限制了其厚度，并能夠令生產(chǎn)面板時使用的樹脂量最小化。
[0161] 此外，所述生產(chǎn)方法不包括紡織步驟，非常容易實施，因此可以有競爭力的價格下 完成。所述粘接步驟后所得的纖維網(wǎng)10緊密結(jié)合且自我支承，由此可以沒有退化風(fēng)險地進 行運輸，這也是成本和操作方面的一大優(yōu)勢。
[0162] 此外，所形成的纖維網(wǎng)10主要或完全以天然纖維為基礎(chǔ)制成，尤其是長亞麻纖 維，其具有完全的生物可降解性，且可以不用人造粘接劑來制作，僅采用來自天然纖維的天 然接合劑，例如，利用半纖維素和木質(zhì)素來成形。
[0163] 根據(jù)上述發(fā)明，可以制作出纖維網(wǎng)10,即纖維平面集合體，該纖維網(wǎng)10厚度均勻， 并在縱向和橫向上都具有高度規(guī)則性。
[0164] 從纖維帶32或長纖維撮，尤其是亞麻，所制得的該纖維網(wǎng)10，其長度大于寬度， 可以看作是無限長。
[0165] 纖維帶32來自復(fù)雜的準(zhǔn)備方法，該方法能夠抽取長纖維，將長纖維從短纖中分 離，所述短纖是短的粗纖維。所述纖維帶32例如從拉絨或梳理所得。
[0166] 如上所述，為了獲得好的橫向規(guī)則性，必須使纖維帶32規(guī)則化，所述纖維帶32的 厚度一般約為其寬度，且具有圓形或假橢圓節(jié)段。所述纖維帶32在導(dǎo)紗器40中并排排列， 所述導(dǎo)紗器由多個聚攏的斜槽46構(gòu)成，以令所述纖維帶32相互接觸，或使其稍微相互刺 穿。
[0167] 這能夠壓平并交織纖維帶32,以此消除其形成的波紋，從而獲得橫向規(guī)則的平面 集合體。
[0168] 所述斜槽46的特性，尤其是其聚攏程度以及斜槽46之間的最佳距離，要根據(jù)纖維 帶的大小進行優(yōu)化，以保證所述側(cè)向擴展效果。
[0169] 如上所述，每單位長度纖維帶32的質(zhì)量高，例如，包括在10-40 g/m之間。為了獲 得好的縱向規(guī)則性，所述成形組件24包括系統(tǒng)64和尖端區(qū)域60 ;所述系統(tǒng)64用于張緊和 拉伸所述纖維條，且所述尖端區(qū)域60的長度大于或等于所述長纖維的最大長度。
[0170] 由此，所述下游輥對82A、82B的驅(qū)動速度大于上游輥80A、80B的驅(qū)動速度，在所述 下游輥82A、82B之間夾緊的每個纖維頭，所受到的驅(qū)動速度快于在進料組件22的出口處形 成的纖維條62。
[0171] 為了防止纖維自身牽動與其相接觸、但纖維頭尚未到達下游輥82A、82B的相鄰纖 維，所述尖端區(qū)域60的尖端72阻擋靠近受到驅(qū)動的纖維鄰近的纖維；否則，將會導(dǎo)致成捆 拉伸，形成非常不規(guī)則的纖維網(wǎng)。在此方面中，平行于尖端區(qū)域60的尖端72排70,在桿74 的支承下，以與纖維條62在上游輥80A、80B驅(qū)動下的基本相同速度移動。
[0172] 此外，若每個下游輥82A、82B具有木質(zhì)、橡膠或聚合物外表面，夾緊在輥82A、82B 之間而可能滯留在上游尖端區(qū)域60中的纖維，能夠在下游輥82A、82B之間滑動，無需驅(qū)動， 且不會損壞。
[0173] 因此，可以使得至少50%纖維數(shù)量或甚至80%纖維數(shù)量基本平行對齊，且具有低基 重，尤其是低于150 g/m2。
[0174] 所用拉伸是常規(guī)的，并防止破壞纖維。
[0175] 優(yōu)選地，尖端區(qū)域中的尖端72的表面密度包括在每平方英寸36-144尖端之間，或 每平方厘米5-23尖端之間。
[0176] 應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的方法優(yōu)選為應(yīng)用在包括至少部分長纖維的纖維帶，所述長纖 維的長度大于20cm，尤其是大于50cm。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于生產(chǎn)包括長天然纖維的連續(xù)纖維網(wǎng)（10)的方法，所述纖維網(wǎng)的至少部分 長纖維具有超過20cm的長度，特別是超過50cm的長度，所述方法包括以下步驟： 送入多個不相交的纖維帶（32)、使其平行排列，至少1個所述纖維帶（32)含有長天然 纖維； 通過尖端區(qū)域（60)分散相鄰纖維帶（32)，以形成平行纖維條（62); 平行于行進軸（B-B'）張緊所述尖端區(qū)域（60)中的所述纖維條（62); 粘接拉伸后的所述纖維條（62)的纖維，以形成所述纖維網(wǎng)（10)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于粘接所述纖維條（62)的纖維的 步驟，包括向拉伸后的所述纖維條（62)噴灑溶液，在所述纖維條的纖維之間浸漬所述溶液， 并令所述纖維條（62 )干燥，以形成所述纖維網(wǎng)（10 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述噴灑溶液的步驟通過噴灑水滴，或形 成包含液體和發(fā)泡劑的泡沫，所述泡沫沉積在所述纖維條（62)上。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述張緊步驟在至少1個 上游輥（80A，80B)和至少1個下游輥（82A)之間完成；所述上游輥優(yōu)選為具有金屬外表 面，所述下游輥優(yōu)選為以木質(zhì)、橡膠或聚合物制成；所述下游輥（82A)的下游纖維條（62)驅(qū) 動速度，至少比所述上游輥（80A，80B)的纖維條（62)的驅(qū)動速度大至少2倍，優(yōu)選為至少 6倍。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述尖端區(qū)域（60)包括多 個桿（74)，所述桿（74)位于所述行進軸（B-B'）的橫向方向，每個橫向桿（74)包括多個尖端 (72)，所述橫向桿（74)優(yōu)選為可與所述纖維條（62)共同移動。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述方法在所述進料步驟 之前，包括一個以若干單一纖維帶并條以形成所述多個纖維帶（32)的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，至少1個第一單纖維帶中獨有地包括長天 然纖維；至少1個第二單纖維帶優(yōu)選為包括除所述第一單纖維帶的所述長天然纖維以后的 額外天然纖維，和/或天然原料的合成纖維，和/或人造原料的合成纖維，和/或其混合物。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述不相交的纖維帶（32) 的標(biāo)準(zhǔn)偏差低于20%。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，在所述的進料步驟中，所述 不相交的纖維帶（32)放置于相鄰斜槽（46)中，所述斜槽（46)出現(xiàn)于所述尖端區(qū)域（60)的 上游。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，在所述粘接纖維的步驟 后，所述纖維網(wǎng)（10)的表面密度低于500 g/m2,優(yōu)選為低于150 g/m2。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述尖端區(qū)域（60)的長 度大于或等于所述長天然纖維的最大長度。
12. -種用于生產(chǎn)包括長天然纖維的連續(xù)纖維網(wǎng)（10)的裝置（14)，所述纖維網(wǎng)的所述 長纖維，至少部分具有超過20cm的長度，尤其是50cm，其特征在于，所述裝置（14)包括： 進料組件（22)，用于送入多個不相交的纖維帶（32)、使其平行排列，其中至少1個所述 纖維帶（32)含有長天然纖維； 成形組件（24)，用于使所述纖維纖維條（62)成形，包括：用于分散所述纖維帶（32)的 纖維帶分散組件，該纖維帶分散組件包括尖端區(qū)域（60);以及用于在所述尖端區(qū)域（60)中 張緊和拉伸所述纖維條（62)的系統(tǒng)（64); 粘接組件（26)，用于粘接所述纖維條（62)的纖維，以形成纖維網(wǎng)（10)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述進料組件（22)包括導(dǎo)紗器（40)，所 述導(dǎo)紗器（40)由多個相鄰排列的斜槽（46)構(gòu)成，每個所述斜槽（46)設(shè)計用于接收一條纖 維帶（32)。
14. 一種包括長天然纖維的連續(xù)纖維網(wǎng)（10)，其特征在于，所述纖維網(wǎng)（10)包括多個 平行纖維，所述平行纖維是通過分散和張緊來自平行纖維帶的纖維而制得的；所述平行纖 維相互連接以形成所述纖維網(wǎng)（10);所述纖維網(wǎng)（10)在寬度上厚度均勻，且所述纖維網(wǎng)的 所述長纖維，至少部分具有超過20cm的長度，尤其是50cm。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的纖維網(wǎng)（10)，其特征在于，所述纖維網(wǎng)（10)的表面密度低 于500 g/m2,尤其是低于150 g/m2,且優(yōu)選為低于1mm厚度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15中的任一項所述的纖維網(wǎng)（10)，其特征在于，所述纖維網(wǎng) (10)的長度比其寬度大100%，所述纖維網(wǎng)（10)優(yōu)選為圍繞自身纏繞以形成卷（12)。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的纖維網(wǎng)（10)，其特征在于，所述長天然纖維 是長亞麻纖維。
【文檔編號】D04H1/4266GK104066878SQ201280054783
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月7日
【發(fā)明者】雅克·德克爾姆, 阿諾·杜瓦爾, 埃里克·瓦弗立特雷恩, 弗朗索瓦·瓦弗立特雷恩 申請人:弗雷西亞汽車工業(yè), Fir