Brevet FR2043826A1 — publié le 19710219

i 2043826 On sait qu'on fabrique des non-tlssés en appliquant une suspension aqueuse de fibres sur une bande perméable à l'eau, sur laquelle les fibres constituent une couche enchevêtrée tandis que l'eau s'égoutte. Pour que les propriétés de solidité soient 5 bonnes et pour que l'opacité soit régulière, il est recommandable d'utiliser des fibres aussi longues et aussi fines que possible. D'autre part, la répartition régulière que doivent avoir les fibres à l'arrivée sur la bande est d'autant plus difficile à réa- i liser que lés fibres sont plus longues et que leur titre est plus 10 faible. Une augmentation de la longueur des fibres au-delà de 50 à 40 mm n'apporte pratiquement aucune amélioration des propriétés de solidité et du caractère textile recherché. Du fait qu'en pratique la réalisation d'une répartition régulière de fibres ayant une telle longueur présente des difficultés, on se contente 15 en règle générale de fibres d'une longueur de 6 à 15 mm. Pour augmenter la capacité de production des machines formant des non-tissés on cherche à établir une concentration élevée en matière à l'arrivée dans la machine. Dans les procédés connus, on est actuellement encore fort limité dans ce dernier do-20 maine„ Une condition indispensable pour une répartition régulière des fibres à l'arrivée dans la machine est que les fibres doivent être bien ouvertes lors de la préparation. Il est toutefois également important d'empêcher autant que possible les fibres de s'entortiller après avoir été démêlées pendant leur transport 25 jusqu'à la machine formant le non-tissé.' On connaît actuellement fondamentalement deux procédés différents pour ouvrir les fibres. Le premier consiste à répartir mécaniquement dans une cuve les fibres avec l'eau de la suspension, à laquelle sont éventuellement ajoutés aussi des additifs comme des agents mouillants, des agents 30 antimousses, des charges ou des colorants, par exemple au moyen d'une pompe centrifuge, ou bien au moyen d'une hélice, dans le cas de fibres plus longues. Un autre procédé qu'on a envisagé plus anciennement consiste à communiquer l'énergie cinétique à l'eau de la suspension non au moyen d'une hélice, mais en ame-35 nant cette eau avec une vitesse élevée dans la cuve de mélange où les fibres sont admises simultanément. Les procédés connus sont satisfaisants surtout pour ouvrir des fibres coupées courtes, mais présentent un certain nombre d1inaonvénients dont l'importance augmente à mesure qu'on veut traiter des fibres plus lon-40 gues et plus fines. 70 19617 2 2043826 Dans; ces procédés connus, les conditions d'écoulement dans le récipient de mélange ne peuvent être réglées que fort grossièrement. Elles ne sont surtout pas reproductibles et susceptibles d'être réglées dans des zones relativement limitées 5 du récipient dont l'étendue est de l'ordre d'un multiple de la longueur des fibres» Cette situation a tin effet défavorable sur la répartition globale dans la suspension parce qu'on est exposé au risque que des fibres déjà dispersées dans le liquide s'entortillent par la suite, c'est-à-dire que des. noeuds se forment 10 par une agglutination de plusieurs fibres dont on ne peut rester maître et constituent des inhomogénéités locales de masse dans les non-tissés formés au moyen de cette matière » .Ces agglu-» tinations, surtout lors du travail de fibres relativement longues, ont pour effet d'attirer en avalanche d'autres fibres et 15 ainsi de nuire à la qualité d'importantes fractions de la suspension au point de les rendre inutilisables. Dans les procédés connus, les forces actives dans une zone de l'ordre de grandeur de la longueur des fibres sont surtout tellement faibles qu'elles ne suffisent souvent pas à séparer les fibres de leurs faisceaux. 20 II en est ainsi surtout lorsque les fibres sont déjà feutrées avant leur admission .dans la cuve, ce,qui peut être, par exemple, le cas lors d'un séchage partiel préalable ou lors de l'utilisation de fibres coupées en matière thermoplastique qui n'ont pas été coupées très nettement» Dans ce cas, les fibres subsistent 25 au moins pour partie en faisceaux de brins parallèles dans le liquide.de la suspension, ce qui nuit ultérieurement à la bonne formation du non-tissé. Dans les procédés connus pour ouvrir les fibres, il est nécessaire d'utiliser pour véhiculer la suspension des fibres 30 depuis l'appareil d'ouverture des fibres jusqu'à l'entrée de la machine formant le non-tissé, un système d'au moins une pompe, vin mélangeur et une canalisation relativement longue. Ce système expose au risque de l'entortillement des fibres en raison des conditions d'écoulement défavorables. Ce risque est d'autant 35 plus élevé que les fibres sont plus longues et plus fines. Pour les raisons indiquées, il n'est pas possible de réaliser, au moyen des procédés et dispositifs déjà connus, line répartition régulière pour des densités de plus de 0,1 à 0,2 g de fibres par litre à l'arrivée dans la machine. 40 . La présente invention concerne un procédé et une 70 19617 s 204382-6 installation pour mettre en suspension et véhiculer des fibress en particulier pour la préparation de l'alimentation d'une machine déposant un non-tissé, évitant les inconvénients précités et procurant en outre un certain nombre d'avantages supplémentaires, 5 Dans le procédé de l'invention, les conditions d'é coulement sont surtout bien définies et reproductibles jusque dans les plus petites zones de la suspension, de l'ordre de grandeur du diamètre des fibres. Le temps pendant lequel les fibres sont en suspension est sensiblement plus court dans le procédé 10 de l'invention. On limite ainsi non seulement le risque d'entortillement, mais également l'importance du gonflement des fibres par absorption d'eau. Ce dernier paramètre est important pour le séchage rapide et pour l'amélioration de la stabilité dimension-nelle du non-tissé lors de sa fabrication. Les fibres sont tou= 15 tefois amenées de manière continue des zones où le degré de répartition est le plus médiocre ou zones où il est le plus élevé, c'est-à-dire où les fibres sont mieux séparées les unes des autres, sans que ces zones se confondent. Ces conditions assurent un accroissement constant du degré de division sur le trajet 20 le plus court et excluent pratiquement un entortillement ultérieur des fibres déjà séparées après la mise en suspension, parce que le transport de la suspension, depuis l'appareil d'ouverture des fibres jusqu'à l'arrivée dans la machine formant le non-tissé n'exige ni pompe, ni mélangeur et ne nécessite tout au 25 plus qu'une canalisation très courte. Ces avantages permettent de réaliser une répartition régulière de la matière déjà directement à l'arrivée dans la machine formant le non-tissé pour des concentrations sensiblement plus élevées que ©elles possibles jusqu'à présent. On peut par exemple atteindre par le procédé de 30 l'invention, dans le cas de fibres textiles coupées, une concentration de 0,4 à 0,5 g de fibres par litre à l'arrivée dans la machine formant le non-tissé, avec une répartition parfaitement régulière des fibres. Le procédé de l'invention et l'installation servant 35 à sa mise en oeuvre seront décrits plus en détail, mais de façon non limitative, avec référence au dessin annexé schématique, sur lequel ; la fig. 1 est une coupe verticale du dispositif de l'invention; 40 la fig. 2 est une coupe horizontale suivant II-II de 70 19617 4 2043826 la fig» Ij la fig* 5 est une covm horizontale suivent 111=111 de la fig. 1 - Le dispositif de 1 * invention consiste ess rieure une largeur de plusieurs centimètres» Dans la zone de l'admission des fibres en suspension épaisse, la fente annulaire 3 est formée entre le carter 1 et le porte-garniture 19 qui ne tourne pas non plus- Dans ces conditions, le mouvement circulaire 35 imprimé dans la fente annulaire 3 par le rotor 2 àla suspension ne se propage dans cette zone que sous une forme très atténuée. Cela empêche l'aspiration de l'air et assure en outre un entraînement toujours croissant des fibres en suspension épaisses. A son extrémité inférieure, le rotor s'élargit en un disque de centri-40 fugation 13. Ce disque de centrifugation agit à la manière d'une BAD ORIGINAL 70 19617 o 2043826 pompe radiâ&.'e. En outre, pour la réalisation de grandes hauteurs de refoulement il est possible d'alimenter sous pression l'appareil de mise en suspension» On supprime ainsi les pompes supplémentaires pour véhiculer la.suspension jusqu'à l'arrivée dans la 5 machine formant lé non-tissé, tandis qu'une canalisation très courte suffit» La fente de sortie .10 se trouve entre l'extrémité du disque de centrifugation 1J> et un évasement conforme 14 du ■ carter 1. La suspension de fibres passe par la fente de sortie 10 toujours très étroite dans le diffuseur 17 et dans la volute 10 11 et parvient ainsi à l'orifice de sortie 20 qui y est disposé tangent?ellement dans la volute» La largeur de la fente de sortie 10 peut être réglée, d'une valeur égale au diamètre des fibres jusqu'à quelques millimètres, par déplacement axial du rotor, par exemple au moyen du filetage de réglage 12„ Immédiatement à 15 côté de la fente dê sortie 10 sont prévus encore deux canaux d'admission d'eau 15 et 16 de forme annulaire, qui permettent d'introduire à proximité au-dessous et en dessous dé la fente de sortie 10 encore des quantités dosées d'eau pour empêcher la formation d'une tourbillon à la fente de sortie 10 et pour établir 20 la concentration finale que doit présenter la suspension à l'arrivée dans la machine aval» Des additifs pour la suspension, par exemple des charges et liants, peuvent être admis avantageusement par les canaux annulaires 7 ou, de préférence, par lés admissions d'eau 25 15 et 16. La fixation de la largeur de la fente de sortie 10 à la valeur requise est avantageusement assurée par la mise sous tension du filetage de réglage 12, par exemple au moyen de plusieurs vis de pression 18. 19617 o 2043826 REVENDICATIONS 1. Procédé pour mettre en suspension et véhiculer des fibres, en particulier pour des suspensions de matière fibreuse destinées à alimenter des machines formant un non-tissé, 5 caractérisé par le fait qu'on introduit,une pâte de la matière fibreuse, préparée au moyen d'une fraction du liquide de la suspension, tangentiellement et dans le sens de la rotation dans une fente annulaire dont la section décroît vers le bas et qui se trouve entre un carter vertical essentiellement cylindrique 10 et un rotor vertical à peu près cylindrique, tournant' dans le carter, qu'on ajoute à cette pâte en un ou plusieurs endroits de la fente annulaire, un supplément de liquide de la suspension et qu'on fait sortir la suspension de matière fibreuse formée, à l'extrémité Inférieure de la fente annulaire, par une fente 15 de sortie» 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé 1 "p'âr le fait ^u' ofrfait passer la 'suspension de matière fibreuse sortant à la fente de sortie dans une chambre annulaire en for-me de diffuseur d'où on peut envoyer la suspension directement 20 à la machine formant le non-tissé» 3» Procédé suivant les revendications 1 et 2, ca= ractérisé par le fait qu'on assure le réglage fin de la concentration en matière fibreuse par une addition de liquide de la suspension par des canaux d'admission qui débouchent au voisi-25 nage immédiat de la fente de sortie» 4„ Procédé suivant les revendications 1, 2, 3 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait qu'on introduit dans la fente annulaire la majeure partie du liquide de la suspension par plusieurs canaux annulaires répartis à peu près 30 régulièrement sur la hauteur de eette- fente. 5» Procédé suivant les revendications 1, 2, 3, 4 pri ses dans leur ensemble, caractérisé par le fait qu'on introduit des additifs pour la suspension de matière fibreuse, tels que des charges et de liants, dans la fente annulaire par les canaux 35 annulaires et les canaux d'admission. 6. Procédé suivant les revendications 1, 2, 3# 4, 5 prises dans leur ensemble, caractérisé par lè fait qu'on commun! que à la suspension de matière fibreuse l'énergie nécessaire pour son transport par le rotor et/ou par l'admission sous près® 40 sion de la pâte de matière fibreuse et du liquide de la suspen- 70 19617 Y 2043826 siorio 7° Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1, 2, 4., 5, 6 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait qu'il consiste en tan carter 5 à peu près cylindrique, vertical, fixe, à surface intérieure lisse, et en un rotor concentrique, également à peu près cylindrique, à surface extérieure lisse, pouvant être animé d'un mouvement de rotation, le carter et le rotor étant réalisés de manière que subsiste entre eux une fente annulaire dont la 10 largeur diminue vers le bas, et qu'une condûite d'admission de la pâte de matière fibreuse est prévue à l'extrémité supérieure de la fente annulaire et une fente de sortie à l'extrémité inférieure de la fente annulaire» 8„ Dispositif suivant la revendication 7, caractéri-15 sé par le fait qu'il comprend plusieurs canaux annulaires répartis de préférence régulièrement sur la hauteur de la fente annulaire pour l'admission du liquide de la suspension. Dispositif suivant les revendications 7 et 8, caractérisé par le fait qu'il comprend une conduite d'admission 20 pour le liquide de la suspension au bord supérieur de la fente annulaire. 10. Dispositif suivant les revendications 1, 8, 9 prises dans leur ensemble, caractérisé par-le fait que le rotor s'élargit à son extrémité inférieure en un disque de cen-25 trifugation, tandis que le carter comprend un évasement correspondant formant avec ce disque la fente de sortie, 11 » Dispositif suivant les revendications 7, 8, 9, 10 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait qu'il comprend, derrière la fente de sortie,un orifice de sortie en 30 forme de diffuseur, suivi d'une volute à orifice de sortie tan-gentiel. 12. Dispositif suivant les revendications 7, 8, 9, 10, 11 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait qu'il comprend un système permettant de régler la position en hauteur du 35 rotor ou du carter et ainsi la largeur de la fente de sortie- Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le système précité est sollicité par rapport au carter par des vis de pression, ce qui permet de fixer la largeur de la fente de sortie» 19617 b 2043826 14. Dispositif suivant les revendications 7, 8, 9, 10, 11, 12s 13 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait qu'il comprend une délimitation intérieure fixe (porte-garniture) à la partie supérieure de la fente annulaire pour assurer l'étanchéité du rotor par rapport au carter porte-palier