Brevet FR2007512A1 — publié le 19700109

-i- 2007512 La présente invention se rapporte à un procédé pour empêcher des fibres minérales, et notamment des fibres de verre coupées pouvant être pourvues d'un revêtement organique, d'adhérer aux parois d'une chambre de traitement dans laquelle règne 5 une pression négative et qui est traversée par un courant de gaz orienté vers le bas, chambre au sommet de laquelle les fibres ou les fils sont introduits et à travers laquelle ils tombent sur un support, au-dessous duquel se trouve une installation d'aspiration, en formant un voile, une nappe, etc.* sur celui-10 ci. L'invention vis* tout particulièrement à éviter que les fibres ou les fils discontinus adhèrent par suite de leurs charges électrostatiques. L'invention concerne également la réalisation d'une chambre de traitement adaptée à la mise en oeuvre de ce procédé* 15 Lors de la fabrication de nappes de fibres de verre, les fils de verre qui se dévident des bobines de filature sont coupés en tronçons de la longueur voulue, généralement par un dispositif de coupe monté au-dessus de la chambre de traitement et qui se compose généralement de deux cylindres tournant en sens inverse 20 dont l'un est garni de couteaux. Les fibres discontinues ainsi f obtenues sont introduites par une trémie placée sous le dispositif de coupe, sur le dessus de la chambre de traitement, et sont réparties dans cette dernière sur toute la largeur du support au moyen d'un répartiteur rotatif prévu sous la trémie. On a cons-25 taté que, peu: suite des changements de direction que les fibres subissent pendant la coupe et en heurtant le répartiteur et, notamment, selon la nature du liant dont elles sont revêtues, il se développe des charges électrostatiques plus ou moins fortes sur les fils. Ceci a pour conséquence qu'à leur entrée dans 30 la chambre de traitement, uae partie des fibres reste collée aux parois de celle-ci. Sur ces fibres d'autres ne tardent pas à se fixer jusquTà ce que le poids des fibres ainsi accumulées soit devenu suffisant pour qu'elles glissent le long des parois de la chambre en formant sur la nappe des endroits manifestement plus 35 épais et qui, par conséquent, diminuent considérablement la qualité de la nappe On connaît un procédé et un dispositif (voir le brevet américain 2.697.056), selon lesquels des fibres de verre sont insufflées par des gaz de combustion et des courants d'air dans une 69 12409 -2 2007512 chambre de traitement par une ouverture ménagée dans une paroi latérale de celle-ci, et se déposent sur une bande transporteuse équipée d'un dispositif d'aspiration et qui se trouve dans la chambre de traitement. Dans cette chambre de traitement, un liant 5 organique est projeté sur les fibres par des diffuseurs. Pour éviter l'accumulation des charges électrostatiques sur les fibres, d'autres diffuseurs sont prévus dans la chambre de traitement et projettent de l'eau sur les fibres. Ceci diminue les charges électrostatiques des fibres et doit empêcher ces dernières d'a-10 dhérer aux parois de la chambre et aussi de s'agglomérer dans ladite chambre. Ce procédé connu a le défaut que les fibres restent collées aux parois de la chambre non plus par leurs charges électrostatiques, mais à cause de leur humidité. Ainsi, l'adhérence des fi— 15 bres aux parois de la chambre de traitement n'est pas évitée mais, au contraire, parfois même renforcée. En conséquence, ce procédé présente, lui aussi, l'inconvénient mentionné ci-dessuso En effet, aux fibres qui se fixent initialement aux parois de la chambre, se collent d'autres fibres jusqu'à ce que les fibres 20 accumulées soient devenues assez lourdes pour glisser le long des parois de la chambre en formant sur la nappe des parties visiblement plus épaisses et qui diminuent considérablement la qualité du produit. Par ailleurs, il est également connu (voir le brevet améri-25 cain N*3.245.938), lors de l'élaboration de fibres de verre comportant des revêtements organiques, d'incorporer à ces revêtements des substances antistatiques qui diminuent les charges électrostatiques. Toutefois, des essais ont permis de constater que ce traitement ne suffit pas pour empêcher les fibres d'adhé-30 rer aux parois de la chambre de traitement. A cela s'ajoute que l'addition des agents antistatiques présente d* autres inconvénients , comme par exemple d'exercer une influence négative sur la vitesse d'absorption lorsqu'on imbibe la nappe résultante avec une matière plastique, ainsi que sur la résistance du stratifié 35 résultant et la transparence des profilés de matière plastique renforcés avec de telles nappes. La présente invention a pour but un procédé ainsi qu'une chambre de traitement permettant d'éviter les inconvénients de la technique connue et, notamment, les inconvénients exposés ci- 69 12409 -3- 2007512 dessus,, L'invention s'est tout particulièrement fixé pour but d'éviter que des fibres, et notamment des fibres discontinues, adhèrent aux parois de la chambre de traitement, et ce d'une manière simple, sûre et économique, permettant ainsi de fabriquer 5 des voiles, des nappes, etc.., sans défauts. De plus, l'invention comprend également des modes de mise en oeuvre et. formes de réalisation particulièrement avantageux dans ce domaine. Le procédé suivant 1'invention est caractérisé en ce que grâce à la pression négative régnant dans la chambre de traite-10 ment, on laisse entrer dans celle-ci par aspiration, à travers des trous percés dans les parois de ladite chambre, de petits courants d'air qui dévient le courant de gaz orienté vers le bas traversant la chambre de traitement,en formant le long des parois de cette chambre un coussin d'air sur lequel les fibres ou 15 les fils glissent vers le bas, sans toucher lesdites parois. Des essais ont montré que le procédé welon l'invention élimine complètement les inconvénients ci-dessus et permet d'opérer dans des conditions très sûres. De plus, le procédé de l'invention est remarquable par son extrême simplicité. Il ne nécessite 20 aucune adjonction de pièces, telles que des diffuseurs d'eau. Il permet, en outre, d'opérer sans addition d'agents antistatiques coûteux qui, de surcroît, comme il a été expliqué ci-dessus, ne peuvent que diminuer la qualité du produit. Il est donc manifeste que le procédé de 1'invention est plus économique que les procé-25 dés connus. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, la section des courants d'air et la densité et la position des points d'entrée de ceux-ci sont choisies de façon que pour une pression négative donnée, il se forme, le long des parois de la 30 chambre de traitement, un coussin d'air uniforme sans qu'il se développe de tourbillons dans ladite chambre. La dépression qui règne généralement à l'intérieur de la chambre de traitement et qui est engendrée par le dispositif d'aspiration situé sous le support de la nappe, est choisie en 35 tenant compte de la régularité recherchée du dépôt des fibres. Des essais ont permis de constater que cette dépression peut, le cas échéant, convenir sans aucune modification pour former le coussin d'air uniforme désiré sur les parois de la chambre de traitement, à condition que la section des courants d'air et la 12409 -4- 2007512 densité et la position des points d'entrée de ceux-ci soient choisies de façon que dans l'ensemble ces courants d'air ne soient ni assez forts pour créer des tourbillons indésirables dans la chambre, tourbillons qui écarteraient les fibres trop 5 loin de la paroi de la chambre, ou qui feraient baisser de façon excessive la dépression dans cette dernière, ce qui aurait, dans tous les cas pour conséquence de perturber la répartition des fibres, ni que ces courants d'air soient si faibles ou si irrégulièrement distribués qu'ils seraient insuffisants pour assu-10 rer la formation d'un coussin uniforme. Des conditions avantageuses peuvent, dans chaque cas, être déterminées par des essais. A la suite d'essais, on a réalisé les modes de mise en oeuvre suivants du procédé de 1'invention. Ces modes de mise en oeuvre sont caractérisés en ce que le diamètre des courants d'air 15 à leur entrée dans la chambre de traitement est, d'au moins, environ 2 mm et pour une dépression dans la chambre de traitement de l'ordre d'environ 25 à 35 mm d'eau, est au maximum d'environ 6 mm, de préférence d'environ 4 mm, et que l'espacement mutuel des bords des courants d'air est d'au moins 7 mm et, au 20 plus approximativement égal à la longueur des fibres ou des fils. Des essais ont montré qu'en adoptant les valeurs indiquées ci-dessus, on obtient des. résultats parfaits. L'invention comprend également une chambre de traitement adaptée à la mise en oeuvre du procédé ci-dessus,» Une telle cham-25 bre est, comme l'on sait, équipée d'une ouverture d'entrée supérieure pour l'introduction des fibres ou des fils, le cas échéant, suivie d'un répartiteur au-dessous duquel "se trouve un support, qui se présente sous la formé d'une bande transporteuse sans fin perméable à l'air ou d'un tamis de forme, etc.., et au-dessous 30 duquel est installé un dispositif d'aspiration. La chambre de traitement de l'invention est caractérisée en ce qu'au moins une partie importante de sa hauteur présente des trous régulièrement répartis pour permettre l'entrée de l'air<> Pour ne pas diminuer inutilement la dépression dans la cham-35 bre de traitement, il est judicieux de ne prévoir les trous qu'aux endroits des parois de la chambre avec lesquels les fibres viennent au contact pendant leur chute. En conséquence, la partie supérieure des parois de la chambre située au-dessus de cette région, pourrait ne pas comporter de ttouso En variante, les parois de la chambre de traitement pourraient être perforées sur 69 12409 -5- 2007512 toute leur hauteur afin d'être absolument sûr que les fibres ou les fils ne peuvent adhérer à aucune partie de celles-ci. Un mode de réalisation avantageux de la chambre de traitement de l'invention est caractérisé par un rapport entre le dia-5 mètre et l'espacement des trous tel que pour une dépression donnée dans la chambre de traitement, il s'établit le long des parois de celle-ci, un coussin d'air uniforme sans qu'il se produise de tourbillons dans celle-ci. Des essais ont permis de déterminer des valeurs pouvant 10 avantageusement être utilisées pour cette chambre de traitement. Une chambre de traitement réalisée en se fondant sur ces essais est caractérisée en ce que le diamètre des trous est d'au moins environ 2 mm et, lors d'une dépression dans la chambre de l'ordre d'environ 25 à 35 mm d'eau, est au maximum d'environ 6 mm, 15 de préférence d'environ 4 mm et en ce que l'espacement mutuel des bords des trous qui, dé préférence, est aussi grand dans le sens horizontal que dans le sens vertical, est d'au moins environ 7 mm et, au plus approximativement égal à la longueur des fils ou des fibres0 20 Lorsque le diamètre des trous est inférieur à 2 mm, la quantité d'air nécessaire pour former le coussin ne peut plus être aspirée. En outre, des trous aussi petits ne tarderaient pas à être bouchés par les poussières de fibres et de liant et ne rempliraient plus leur fonction. Par contre, lorsque, pour une 25 dépression d'environ 25 à 35 mm d'eau, le diamètre des trous est supérieur à 6 mm, l'afflux d'air est trop grand dans la chambre de traitement. Il en résulte des tourbillons indésirables qui chassent les fibres ou les fils trop loin de la paroi et la dépression est trop faible dans la chambre, ou bien, lorsqu'on 30 augmente la puissance d'aspiration, le courant de gaz descendant devient, par endroits, au moins, trop fort dans la chambre de traitement. Dans tous les cas, la répartition des fibres est perturbée. En ce qui concerne l'espacement mutuel des bords des trous, on a constaté que lorsque l'espacement est le même dans le 35 sens horizontal et dans le sens vertical, la formation d'un coussin d'air uniforme est favorisée le long des parois de la chambre. D'ailleurs, pour maintenir de bonnes conditions d'écoulement de l'air dans la chambre de traitement, il est judicieux de choisir l'espacement entre les bords des trous aussi grand que possible, 12409 -6 2007512 entre certaines limites. Un espacement inférieur à environ 7 mm aurait pour conséquence qu'il ne serait plus possible de maintenir dans la chambre de traitement la pression négative nécessai» pour la formation de la nappe. Par contre, lorsque l'espacement 5 entre les bords des trous est trop grand, les courants d'air individuels formant le coussin d'air le long des parois de la chambre, ne se touchent plus et il se forme des bandes s'étendant de haut en bas. Lorsque leur espacement est supérieur à la longueur des fibres introduites dans la chambre de traitement ou 10 des fibres hachées, il peut arriver qu'une partie de ces fibres ne rencontre aucun des courants d'air et, par suite de sa charge statique, reste collée à la paroi de la chambre0 Par contre, avec un espacement des bords des trous qui ne dépasse pas la longueur des fibres ou des fils, on est certain qu'aucune fibre 15 ne peut rester collée aux parois de la chambre de traitement. Un mode de réalisation avantageux de la chambre de traitement de l'invention est caractérisé par une disposition en quinconce des trouso Ceci a pour résultat que les courants d'air qui pénètrent 20 par les trous se coupent, régularisant ainsi le coussin d'air et empêchant de façon particulièrement sûre l'adhérence des fibres. Un autre mode de réalisation avantageux de la chambre de traitement selon l'invention est caractérisé en ce que les trous sont, de préférence, disposés en rangées horizontales et que leur 25 diamètre décroît des rangées supérieures vers les rangées inférieures. On évite ainsi qu'il se produise, au voisinage du bord de la nappe de fibres des courants d'air qui pourraient diminuer l'épaisseur de ces bords. Ce mode de réalisation de la chambre de traitement de l'in— 30 vention peut, en outre, être caractérisé en ce que, au moins, deux rangées, forment un groupe ayant des trous de même diamètre et en ce que le diamètre des trous décroît dé haut en bas d'un groupe à l'autre. •• : La construction de ce mode de réalisation^ de"'liâ chambre de 35 traitement selon l'invention est plus simple du fait qu'on peut toujours réaliser plusieurs rangées avec des trous de même diamètre. L'effet est néanmoins essentiellement le même que celui que l'on obtient lorsque le diamètre des trous diminue de haut en bas d'une rangée à l'autre. 69 12409 -7- 2007512 Un autre mode de réalisation avantageux de la chambre de traitement de l'invention est caractérisé en ce que les trous comportent, à l'extérieur des parois de la chambre une partie s'évasant en cône. 5 Cette partie écasée en cône oppose-aux courants d'air en trants une résistance moins grande à cause de conditions aéro-dynamiques plus favorables. De plus, ces trous peuvent être plus facilement maintenus propres de l'extérieur. Un mode de réalisation de la chambre de traitement selon 10 1'invention décrite en dernier lieu est caractérisé en ce que cette partie conique a une profondeur et un angle tels que la longueur effective de la voie de circulation de l'air aspiré est, pour une dépression donnée dans la chambre de traitement, réglée de façon à former le coussin d'air désiré le long des 15 parois de la chambre. Lorsque l'angle de conicité est relativement aigu, la résistance à l'écoulement du trou est relativement grande. Ainsi, la quantité d'air qui entre par le trou est relativement petiteo De plus, de tels trous ont tendance à se boucher rapidement. 20 Une partie conique peu profonde a le même effet. Par contre, lorsque l'angle de conicité est relativement grand, le cas échéant même obtus, et si la partie conique a une grande profondeur, la résistance à l'écoulement de l'air passant à travers le trou considéré est relativement petite et il entre beaucoup d'air 25 dans la chambre de traitement, ces courant d'air se prolongeant, le cas échéant, à l'intérieur de celle-ci avant d'être déviés verticalement. De cette manière, les fibres ou fils venant au contact de ces courants d'air sont, le cas échéant, soufflés relativement loin des parois de la chambre, de sorte que la distri-30 bution des fibres est perturbée, d'où il résulte upe nappe de qualité inférieure. Des valeurs intermédiaires judicieusement choisies pour l'angle de ccânicité et pour la profondeur de la partie conique permettent d'obtenir les résultats désirés. D'une manière générale, on s'accorde à reconnaître l'utilité du 35 maintien d'une possibilité de réglage de l'angle de conicité et de la profondeur de la partie conique, possibilité qui vient s'ajouter ou qui vient remplacer le choix du diamètre des trous ou de l'espacement de ceux-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, res- 12409 -8- 2007512 sortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel : la fig.l est une coupe schématique d'un dispositif pour la fabrication d'une nappe de fibres de verre équipé d'une chambre 5 de traitement conforme à 11 invention} la fig.2 est une coupe à grande *éche1le d'une partie de l'une des parois de la chambre de la fig.l, montrant les trous dont elle est., percée; et la fig.3 est une vue en plan dé la fig.2 montrant la dispo-10 sition en quinconce des trous de la paroi de la chambre de traitement» Sur la fig.l on voit un dispositif pour fabriquer une nappe de fibres de verre. Ce dispositif, comprend une chambre de traitement 1 conforme à l'invention dont les parois latérales 2sont 15 percées de trous 3. Dans cette chambre sont prévues deux trémie» 8, 8* et le fond de la chambre 1 est constitué par une bande transporteuse 13o Sous la bande transporteuse sont prévues deux chambres 14, 14* qui sont raccordées à des dispositifs d'aspiration non représentés afin de créer une pression négative ou une dé-20 pression dans la chambre 1. La dépression régnant dans la chambre 1 a pour effet d'aspirer de petits courants d'air 16 à travers les trous 3 des parois de celle-ci. Immédiatement après leur entrée dans la chambre de traitement 1, ces courants d'air s'orientent vers le bas sous l'action des dispositifs d'aspiration prévu» 25 au fond de la chambre 1, et forment ainsi le long dès parois 2 de cette chambre, un coussin d'airo Au-dessus des trémies 8, 8' sont montés des dispositifs de tronçonnage ou de hachage qui se composent de deux cylindres coopérants 5, 6 et 5*,6* dont l'un, 5 ou 5', est garni de couteaux* Les fils de verre 4 ou 4' alimentant 30 les dispositifs de haçhage sont coupés en tronçons 7, 7* de longueur convenable, laquelle ne dépasse généralement pas 52 mm. Les fibres discontinues 7, 7* tombent à travers les trémies 8, 8* sur des organes de répartition 9, 9* qui tournent autour d'un axe vertical et qui sont reliés à des arbres 10, 10* et des bras 11, 35 11' et sont entraînés par les moteurs 12, 12'. Les organes 9, 9' ont pour effet de répartir les fibres discontinues 7, 7* sur toute la largeur de la bande transporteuse 13 installée au fond de la chambre de traitement 1 et d'y former la nappe de fibres 15o A la différence de ce qui se passe dans les procédés et dans lea 12409 -9- 2007512 appareils connus, les fibres discontinues qui sont projetées par les organes de répartition 9, 9* contre les parois 2 de la chambre de traitement n'adhèrent pas à ces parois, mais glissent au contraire sur le coussin d'air 16 vers la bande transporteuse 13 5 sur laquelle elles se déposent sans avoir touché lesdites parois 2 de la chambre de traitement. Les figs.2 et 3 montrent une paroi de chambre de traitement dont les trous comportent une partie conique s»évasant vers l'extérieur. Dans l'exemple représenté, l'angle de conicité est 10 d'environ 90* et la profondeur de la partie conique correspond approximativement à la moitié de l'épaisseur de la paroi. Avec une dépression d'environ 25 à 35 mm d'eau dans la chambre de traitement, ceci correspond à une résistance à l'écoulement des courants d'air à travers les trous telle que ces courants d'air 15 entrent dans la chambre avec une vitesse faisant que la circulation générale à l'intérieur de la chambre les dévie immédiatement vers le bas, de sorte qu'ils forment le long des parois de celle-ci le coussin d'air désiré sur lequel les fibres discontinues glissent vers le bas sans toucher les parois. 20 Sur la fig.3, on voit les mêmes trous de la paroi de la chambre que sur la fig.2. Toutefois, ces trous sont décalés, de sorte que les courants d'air entraînés vers le bas sont plus rapprochés et forment un coussin plus uniforme sains que l'on ait été obligé, pour autant, de diminuer leur espacement. 25 Le procédé selon l'invention et la chambre de traitement pour réaliser celui-ci ont été décrits ci-dessus dans le cas de la fabrication d'une nappe de fibres de verre. Toutefois, il est à noter que l'invention comprend aussi les procédés correspondants et les chambres de traitement ou dispositifs correspondants 30 pour la fabrication de voiles, de feutres et de nappes, de panneaux, de demi-produits, etc.. à partir de fibres minérales ou organiques discontinues. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple représenté et décrit, sans sortir pour au-35 tant du cadre de l'invention. 69 12409 -10. 2007512 REVENDICATIONS 1) Procédé pour éviter que des fibres minérales pourvues, de préférence, d'un revêtement organique, notamment des fibres de verre coupées adhèrent aux parois d'une chambre de traitement 5 dans laquelle règne une dépression et qui est parcourue par un courant de gaz orienté vers le bas, chambre dans laquelle des fils ou fibres sont introduits par le haut et au bas de laquelle les fibres se déposent sous la forme d'un voile, d'une nappe, •te*, sur un support sous lequel se trouve un dispositif d'aspi— 10 ration, caractérisé en ce que grâce à la pression négative régnant dans la chambre de traitement, on laisse entrer dans celle-ci par aspiration, à travers des trous percés dans les parois de ladite chambre, de petits courants d'air qui dévient le courant de gaz orienté vers le bas traversant la chambre de traitement 15 en formant le long des parois de cette chambre un coussin d'air sur lequel les fibres glissent vers le bas, sans toucher les dites parois. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section des courants d'air ainsi que la densité et la posi- 20 tion des points d'entrée de ceux-ci sont choisies de façon que pour une dépression donnée, il se forme, le long des parois de la chambre, un coussin d'air uniforme, sans que des tourbillons se produisent dans cette chambre» 3) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en 25 ce qu« le diamètre des courants d'air, à leur entrée dans la chambre de traitement est d'au moins environ 2 mm et, lorsqu'il règne dans la chambre une dépression de l'ordre d'environ 25 à 35 mm d'eau, est au maximum de 6 mm, de préférence environ 4 mm, et que l'espacement mutuel des bords des courants d'air est au 30 moins d'environ 7 mm et, au plus, approximativement égal à la longueur des fibres. 4> Chambre de traitement pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 à 3 avec une ouverture au sommet pour l'introduction des fibres ou des fils, à laquelle fait suite 35 le cas échéant un dispositif de répartition, avec un support inférieur présentant la forme d'une bande transporteuse sans fin perméable à l'air ou d'un tamis de forme ou analogue, et avec un dispositif d'aspiration installé sous ledit support, caractérisée en ce que les parois de ladite chambre sont percées, au moins sur 12409 -11- -2007512 une partie importante de sa hauteur, de trous régulièrement répartis permettant à l'air d'entrer.o 5) Chambre de traitement selon la revendication 4, caractérisée par un rapport entre le diamètre et l'espacement des trous tel que, pour une dépression donnée dans.la chambre de traitement, il se forme le long des parois de celle-ci un coussin d'air uniforme, sans qu'il se produise de tourbillons dans la dite chambre. 6) Chambre de traitement selon au moins l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le diamètre des trous est au moins d'environ 2 mm et, lors d'une dépression de l'ordre d'environ 25 à 35 mm d'eau dans la chambre est au maximum d'environ 6 mm, de préférence d'environ 4 mm et en ce que l'espacement mutuel des bords des trous, lequel est, de préférence, aussi grand dans le sens horizontal que dans le sens vertical, est d'au moins environ 7 mm et, au plus, approximativement égal à la longueur des fibres ou des fils. 7) Chambre de traitement selon l'une,, au moins, des revendications 4 à 6, caractérisée par une disposition décalée ou en quinconce des trous. 8) Chambre de traitement sel oh l'une, au moins* des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que les trous sont disposés, de préférence, en rangées horizontales et en ce que leur diamètre décroît des rangées supérieures vers les rangées inférieures,, 9) Chambre de traitement selon la revendication 8, caractérisée en ce que, au moins deux rangées de trous ayant lé même diamètre sont réunies en un groupe et en ce que les diamètres des trous vont décroissant de haut en bas d'un groupe à l'autre» 10) Chambre de traitement selon l'une, au moins, des revendications 4 à 9, caractérisée en ce que les trous comportent une partie conique s'évasant vers l'extérieur des parois de la chambre. 11) Chambre de traitement selon la revendication 10, caractérisée en ce que les parties coniques des trous ont un angle et une profondeur tels que la longueur effective de la voie d'écoulement de l'air aspiré, pour une dépression donnée dans la chambre de traitement, est réglée de façon qu'il se forme, le long des parois de ladite chambre, le coussin d'air. désiré.