Brevet FR2000753A1 — publié le 19690912

, 2000753 La présente invention concerne le traitement de matières en bandes par des fluides gazeux sous pression. Le traitement de "bandes de matières par tes fluides gazeux sous pression est connu, ces traitements impliquant d'une façon générale l'utilisation 5 d'une chsiïbre sous pression robuste munie de joints étanches à la pression et,si ces traitements sont continus ou semi-continus, ces joints étanches à la pïession peuvent être alors formés par des rouleaux rotatifs ou des courroies mobiles v.enant au contact les une des autres et en contact d'étanchéité glissant avec les 10 parois de la chambre. Ces procédés ont l'inconvénient qu'un contact de frottement entre les parois de la chambre et les joints mobiles a un effet abrasif sur les surfaces de ces joints, ce qui altère leur étanchéité, affecte nuisiblement la configuration de la bande et nécessite un remplacement à intervalles réguliers. 15 La Demanderesse a découvert un procédé et un appareil de trai tement de bandes de matières par des fluides gazeux sous- pression qui ne présentent pas les inconvénients susmentionnés et en outre qui simplifient la fabrication de l'appareil de traitement et par conséquent la présente invention concerne , suivant l'un de ses 20 aspets, un procédé de traitement de bandes de matières par un fluide gazeux sous pression, qui consiste à faire avancer la bande de matière à travers une chambre formée entre quatre rouleaux rotatifs ou un plus grand nombre pair quelconque de rouleaux rotatifs, • dont chacun vient au contact de deux autres rouleaux, ei^ctes joints 25 d'extrémité recouvrant les extrémités des rouleaux, la bande étant introduit dans la chambre et sortant de cette dernière à travers les zones de serrage des rouleaux, et à'introduire un fluide gazeux sous pression dans ladite chambre. Suivant un autre de ses aspects , l'invention concerne un 30 appareil de traitement de bandes de matières par un fluidevgazeux sous pression , qui comprend quatre rouleaux tournants ou un plus grand nombre pair de rouleaux,tournants dont chacun est en contact avec deux autres rouleaux,de façon à former une chambre entre eux, un moyen dlétanchéité recouvrant l'extrémité des rou-35 leaux,de manière à fermer complètement la chambre , et un moyen pour introduire un fluide sous pression dans ladite chambre. Par l'expression "bandes de matières", la Demanderesse désigne toute structure fibreuse ayant line dimension beaucoup plus petite 69 01414 2 2000753 que ses autres dimensions et ainsi l'expression englobe des structures tricotées et tissées»ainsi que dee structures à filaments enchevêtrés, Par l'expression " à filaments enchevêtrés" , la Demanderesse désigne la structure qui est consolidée par le contact 5 mutuel des filaments ou fibres déposés au hasard dont elle se compose , que ce contact mutuel soit accompagné ou non par une liaison des fibres ou filaments contigus à leurs points de croisement. Le procédé et l'appareil de la présente invention sont 10 particulièrement utiles pour des traitements impliquant la liaison de structures fibreuses à filaments entremêlés non liés par acti-vation de la nature potentiellement adhésive de certains des fibres ou filaments constituants qui les forment,en utilisant un . fluide gazeux sous pression, par exemple la vapeur d'eau. Contrai-15 rement aux autres procédés, il n'est pas nécessaire de supporter les matières au moyen d'une courroie transporteuse à mesure qu'elle passe à travers la chambre de traitement, les rouleaux eux-mêmes constituant des supports appropriés et empêchant également ou réduisant le rétrécissement des bandes pendant le traitement.» On peut 20 utiliser dans la présente invention des fluides gazeux différents de la vapeur d'eau, par exemple des vapeurs de solvants,et on peut traiter d'autres matières en feuilles , par exemple des étoffes tissées ou tricotées , comme les structures à filaments enchevêtrés» De préférence l'un au moins des rouleaux est muni d'un mo— 25 yen pour régler la pression qu'il exerce sur ses rouleaux adjacents et,de préférence.au moins un rouleau de chaque paire est muni d'un tel moyen. Les rouleaux eux-mêmes peuvent présenter une surface dure, par exemple du fer ou de l'acier trempé,ou bien ils peuvent présenter des surfaces élastiques et de préférence un rou-30 leau au moins de chaque paire présente une surface élastique. Les moyens de fermeture hermétique des extrémités peuvent être par exemple des plaques sollicitées contre les extrémités des rouleaux par des moyens mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques et présentant des surfaces de contact élastiques. 35 Une matière très appropriée avec laquelle on peut former les moyens d:'étanchité est une feuille de polytétrafluoroéthylène (PTFE). Dans beaucoup de cas, une feuille usinée d'une façon appropriée de PTFE , sollicitée contre les extrémités des rouleaux, 69 01414 3 2000753 forme un joint approprié étanche à la pression, mais pour un fonctionnement efficace, un tel joint nécessite que les extrémités de tous les rouleaux avec lesquels il vient en contact se trouvent dans le mène plan. Fréquemment, avec de grands rouleaux, les 5 tolérances mécaniques des longueurs des rouleaux sont trop grandes pour pouvoir satisfaire à cette condition et un joint flexible plus complexe qui peut compenser les variations aux extrémités des rouleaux est nécessaire. Un joint approprié est représenté sur la figure 3. 10 D'une façon générale , le moyen destiné à introduire le fluide gazeux dans la chambre comprend un passage s'étendant au moins à travers l'une des plaques d'extrémité pour déboucher dans la chambre et qui est relié à son autre extrémité à une source de fluide gazeux sous pression, et fréquemment il peut être souhai-15 table de prévoir des passages analogues au moins à travers l'un des- joints étanches à la pression, de façon que tout produit de condensation du fluide gazeux puisse être évacué de la chambre de traitement. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res-20 sortiront de la description qui va suivre faitenen regard des dessins annexés et.donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif., une forme de réalisation de l'invention» Sur ces dessins : La figure 1 est une élévation en bout d'un appareil suivant 25 la présente invention ; la figure 2 est une élévation de côté de ce même appareil , la plaque latérale et les paliers étant enlevés ; et la figure 3 est une coupe faite à travers un moyen approprié assurant 1'étanchéité ce l'extrémité. 30 En se référant plus en détail aux figures 1 et 2, deux plaques latérales de support 10 et 11, maintenues ensemble par des tirants 12, forment un bâti de support pour deux rouleaux d'acier supérieur et inférieur relativement grands 13 et 14 supportés respectivement par des paliers 15 et 16, et deux rouleaux 35 latéraux revêtus de caoutchouc de plus petite dimension 17 et 18 montés de façon à pouvoir tourner dans des blocs de support 19 qui pivotent eux-mêmes sur des tiges de support 20 supportées par les plaques latérales 10 et 11. Le rouleau inférieur 14 est 69 01414 4 2^00753 entraîné par un moyen non représenté,par l'intermédiaire d'un arbre 21 de façon à tourner dans le sens dextrorsum, en observant la figure 2, et le rouleau supérieur 13 et ses paliers 15 peuvent coulisser dans des blocs de support 22 et sont solli-5 cités hydrauliquement par un moyen 23 à piston et cylindre. Des plaques d'étanchéité 24 et 25 revêtues de polytétrafluoroéthylène . sont supportées par des consoles réglables 26 et 27 fixées aux plaques latérales 10 et 11 de fagon que lorsque les quatre rouleaux 13, 14, 17 et 18 sont en contact/uanière à former une chambre 28 10 fermée par les rouleaux, les plaques d1étanchéité 24 et 25 recouvrent et assurent 1'étanchéité des extrémités de la chambre 28, et la plaque d1étanchéité 24 présente une conduite 29 d'admission de la vapeur d'eau et la plaque d1étanchéité 25 une conduite 30 d'évacuation de la vapeur d'eau et du produit de condensation. 15 En pratique, les rouleaux latéraux 17 et 18 oscillent sur les tiges de support 20 , de façon à reposer sur le rouleau inférieur 14 et une pression est exercée de haut en bas sur le rouleau supérieur 13 ^ar le moyen 23 à piston et cylindre. Les plaques d1étanchéité 24 et 25 revêtues de PTFE sont ajustées de façon 20 à couvrir les extrémités de la chambre 28 dont les parois sont formées par les les rouleaux 17» 18, 13 et 14, et à assurer ainsi 1'étanchéité de la chambre 28. La vapeur d'eau est ensuite introduite dans la chambre 28 par la conduite d'admission 29 et la bande à traiter est introduite 25 dans la chambre 28,soit à travers la zone de serrage des rouleaux 14 et 17» soit à travers la zone de serrage des rouleaux 13 et 18 et elle sort de la chambre,soit à travers la zone de serrage des rouleaux 14 et 18, soit à travers la zone de serrage des rouleaux 13 et 17. 30 Un moyen approprié pour assurer 1'étanchéité des extrémités de la chambre 28,lorsque les tolérances mécaniques ne peimettent pas d'utiliser de simples plaques revêtues de PÏFE,comme indiqtié en 24 et 25 , est représenté sur la figure 3. Le joint est constitué par une plaque métallique 35 qui est en contact étroit avec une 35 feuille flexible de PTFE 37. La feuille 37 est fixée à la plaque métallique 35 par des vis 41 disposées autour de la périphérie du joint. La partie moulée 38 est solidaire de la feuille de PTFE 37, cette partie étant une saillie annulaire sur la face de 69 01414 5 2000753 la feuille 37 et étant disposée de façon que tous les points d'une de ses extrémités puissent venir en contact avec -une face d'extrémité des rouleaux 13, 14, 17 et 18 (seul le rouleau 13 étant représenté). Un bloc nétallique annulaire 36 est solidaire de la surface externe de la plaque métallique 35 et présente une cavité 42 dans laquelle pénètre l'extrémité de la partie moulée de PTFE 38 qui ne vient pas en contact avec les faces d'extrémité des rouleaux 13» 14, 17 et 18. Un tube 39 en caoutchouc aux silicones est disposé dans une cavité annulaire 42 dans laquelle -un fluide sous pression peut être introduit par un ajutage 40. En fonctionnement, la position de l'ensemble 24 assurant 1'étanchéité d'une extrémité est réglée au moyen de consoles réglables (non représentées),de façon que l'extrémité interne de la partie moulée de PÏFE soit mise en contact étroit avec les faces d'extrémité des rouleaux 13, 14, 17 et 18. Un fluide sous pression est introduit dans le tube en caoutchouc 39 par l'ajutage 40. le tube en caoutchouc 39 se dilate et exerce une pression contre la partie moulée 38- s en poussant son extrémité de façon que tous les points de cette dernière viennent sensiblement en contact avec les faces d'extrémités des rouleaux 13, 14, 17 et 18. Une fuite du fluide gazeux sous pression depuis la chambre 28,en raison d'une, irrégularité des parties d'extrémité des rouleaux 13,14,17 et 18,est ainsi réduite au minimum, étant donné que la flexibilité de la feuille de PTF3 37 permet à la saillie d'étanchéité d'être poussée par le tube sous pression 39 contre les parties d'extrémité et d'épouser toutes irrégularités de la surface de ces dernières. L'exemple suivant est donné à titre illustratif,mais non limitatifîde l'utilisation de l'appareil. Cet exemple décrit une application particulière de l'appareil de l'invention, à savoir la liaison d'une étoffe à filaments enchevêtrés non liés par activition par la vapeur d'eau sous pression d'un composant potentiellement adhésif de ses filaments constituants. L'utilisation de tels filaments pour lier des structures à filaments enchevêtrés est décrite dans le brevet britannique ÏT°1073182. On fait fondre un polymère de "S'yIon" 6.6" ayant une viscosité relative comprise entre 38 et 42, et contenant 0,3 de bioxyde de titane comme délustreur et un copolymère de 70 % de 69 01414 « 2000753 "Nylon 6.6" et 30 de "Nylon 6!:^.yant la même viscosité relative et la même teneur en délustreur que le polymère de "Nylon 6S" dans des extrudeuses à vis séparées et on les pompe dairr "on ensemble d'extrusion de filaments composites du type à âme et gaine, 5 comme celui décrit dans le brevet britannique N° 1.100.4-30. La température d'extrusion est de 275°C pour les deux filets de polymères. On pompe les filets de polymères à des débits qui produisent 65 CP de "Nylon 6.6" comme âme et 35 $ de "Nylon 6.6/6 comme gaine dans les filaments extradés à partir de la filièrea 10 La filière présente 40 trous circulaires d'un diamètre de 0,381 am et le garnissage de filtration se compose d'aluminium de qualité 30 Les filaments sont refroidis et convergent au niveau d'un guide situé à 1,98 mètre au-dessous de la face de la filière. 3 mètres au-dessous de ce guide se trouve un électeur pneumatique^ 15 comme décrit dans le brevet britannique N° 1.088.851. L1électeur pneumatique répand les filaments sur une feuille transporteuse perforée continue en mouvement située 76,2 cm au-dessous de l'éjecteur pneumatique, qui est agencé de façon à effectuer un mouvement de va-et-vient à une vitesse continue dans un sens perpen-20 diculaire au sens d'avance du transporteur-. Les vitesses du mouvement de va-et-vient de l'éjecteur pneumatique et .d'avance du transporteur sont réglées de façon à former une bande déposée au hasard ayant un poids uniforme par unité de surface. Par ce procédé, on obtient une bande à filaments•enchevêtrés 25 non liés pesant 68 g par m . On soumet ensuite la bande non liée à un traitement par la vapeur d'eau sous pression, afin de ramollir et de rendre adhésive la gaine formée par le copolymère des filaments à deux composants et d® lier ainsi la bande par la formation de liaisons 30 entre les filaments contigus. On effectue le traitement dans l'appareil de l'invention comme représenté sur les figures 1 et 2, Les grands rouleaux. (13 et 14 sur la figure 2) sont constitués par un tube en acier doux sans soudure et ont un diamètre de 20,6 cm tandis que les plus petits rouleaux (17 et 18 sur la 35 figure 2) sont constitués par une matière analogue,mais présentant un revêtement de caoutchouc aux silicones et un diamètre global de 11 cm. La longueur des rouleaux est de 38 cm et la largeur de la structure à filaments enchevêtrés non liés est de 30 cm. 69 01414 7 Les joints d'extrémité sont comme représentés suiP^^figure ■ La pression de la vapeur d'eau dans la chambre de traitement est maintenue à 1,4 "bar et la pression régnant dans les zone de serrage est de 6,3 tare. Or. fait passer l'étoffe non liée à travers l'appareil traitement à une vitesse d'environ 2 mètres par minute en enti par la cône de serrage ces rouleaux 14 et 17 et en sortant de 1 chambre de traitement par la zone de serrage des rouleaux 14 et 18. • L'étoffe à filaments enchevêtrés liés présente une résistance à la traction de 132 kg/g/cm dans le sens de sa largeur et une résistance au déchirement de i,40 kg, ce qui indique la formation de fortes liaisons entre les filaments. 69 01414 s -2000753 EEVEEDICAÎDIONS 1. Procédé de traitement de bandes de matières par un fluide gazeux sous pression,caractérisé en ce qu'il consiste à faire avancer la bande de matière à travers une chambre formée entre quatre ou un plus grand nombre pair quelconque de rouleaux rotatifs, la surface périphérique de chaque rouleau étant en contact d'entraînement avec les surfaces périphériques de deux autres rouleaux adjacents, au moins l'un des rouleaux étant entraîné et entraînant à son tour tous les autres rouleaux, et des joints d'extrémité recouvrant les faces d'extrémité de tous les rouleaux et maintenus au contact de ces dernières, et à introduire un fluide gazeux sous pression dans ladite chambre, la bande étant avancée dans la chambre et sortant de cette dernière par les zones de serrage formées entre lesdits rouleaux 2» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide gazeux est la vapeur d'eau. 3. Appareil de traitement de bandes de matières par un fluide gazeux sous pression caractérisé en ce qu'il comprend quatre ou un plus grand nombre pair de rouleaux rotatifs, la surface périphérique ' de chaque rouleau étant disposée au contact des surfaces périphériques de deux rouleaux adjacents,de façon à fomer une chambre entre lesdits rouleaux, au moins l'un des rouleaux étant entraîné et entraînant à son tour tous les autres rouleaux , un moyen d'étanchéité recouvrant les faces d'extrémité des rouleaux et maintenu au contact de ces dernières, de façon à fermer complètement la chambre, et un moyen pour introduire un fluide gazeux sous pression dans ladite chambre. 4 • Appareil selon la revendication 3,caractérisé en ce que l'un au moins des rouleaux est muni d'un moyen permettant de régler la pression qu'il excerce sur ses rouleaux adjacents. 5. Appareil selon la revendication 3 ou 4 , caractérisé en ce que dans une paire quelconque des rouleaux, un rouleau présente une surface lisse et dure et l'autre une surface élastique.