Brevet FR2112074A1 — publié le 19720616

-1~ 2112074 la présente invention concerne la fabrication de matelas ou de voiles de fibres de matières thermoplastiqu.es, notamment de fibres de verre . Elle se réfère plus spécialement au procédé de fabrication de telles fibres dans lequel on utilise l'ac-5 tion de la force centrifuge en amenant la matière fondue à lfintérieur d'un corps creux à la périphérie duquel sont prévus des orifices, disposés en rangées, et que l'on fait; tourner à grande vitesse autour de son axe. Sous l'action de la force centrifuge, la matière est projetée hors des orifices sous forme de filets. 10 Ces filets sont ensuite soumis à l'action de courants gazeux qui les transforment en fibres, lesquelles sont ensuite déposées sur un organe transporteur . Un problème important que pose la fabrication de ces matelas de fibres de matières thermoplastiques est celui de la répar-15 tition homogène de ces fibres sur l'organe transporteur. En effet le fluide gazeux entraînant les fibres durant leur trajectoire vers l'organe transporteur subit une contraction en raison de son refroidissement, et entraîne des courants d'air induits latéraux incontrôlables . 20 Ces courants d'air induits latéralement provoquent des tour billons et l'on conçoit qu'il puisse y avoir formation de mèches ou de boules dues aux tourbillons . Ces phénomènes s1opposent à l'obtention d'une réception régulière des fibres sur l,organe transporteur . 25 La présente invention se propose d'apporter un procédé et un dispositif permettant d'obtenir des matelas de fibres présentant une grande homogénéité . Le procédé objet de la présente invention est caractérisé notamment en ce que l'on canalise le fluide gazeux transformant 30 lesdits filets en fibres au moyen d'un organe conformateur débouchant au voisinage de l'organe transporteur, comportant deux grandes faces de forme générale plane, convergentes au moins sur une portion de leur longueur dans la zone voisine de la section dé sortie et dont la section de sortie est de dimensions telles 35 que les fibres soient uniformément réparties sur toute la largeur de l'organe transporteur . ?Ô 33875 -2- 2112074 Suivant une caractéristique de ce procédé, l'on contrôle la régularité, l'importance et la décroissance de la vitesse de l'écoulement dans l'organe conformateur par l'action conjuguée de la variation de section dudit organe et l'introduction de 5 fluides additionnels . Suivant l'invention l'on introduit à l'intérieur de l'organe conformateur et à différents niveaux de celui-ci des fluides additionnels, de l'air soufflé par exemple ou encore de l'air induit; cette introduction pouvant être réalisée de manière que ia 10 quantité de fluide par unité de surface reste sensiblement constante à travers toutes les sections droites de l'organe conformateur . Suivant une autre caractéristique de l'invention, le voluae des fluides additionnels introduit dans ledit organe conforma-15 teur est de l'ordre de 8 à 10 fois le volume du fluide gazeux provoquant 1*étirage des filets en fibres . I/'invention vise également -un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus . Ce dispositif est caractérisé notamment en ce qu'il comprend 20 en combinaison avec un organe tournant, générateur de filets de verre, un organe de soufflage situé au voisinage de celui-ci et un organe récepteur, un organe conformateur comprenant : une tuyère réceptrice disposée et conformée de manière à recevoir l'ensemble des fibres produites , 25 - et deux grandes faces sensiblement planes, de forme générale trapézoïdale avec leur grande base disposée au voisinage de l'organe récepteur limitant un espace communiquant avec l'intérieur de la tuyère réceptrice et débouchant au voisinage de l'organe récepteur, convergentes au moins sur une portion de leur longueur 30 au voisinage de l'organe récepteur. D'autres caractéristiques' et avantages de l'invention res-sortiront de la description ci-après et qui est relative à diverses formes d'exécution données à simple titre d'exemples non limitatifs . 35 Au cours de cette description, l'on se référera aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de Bâd original 70 33875 2112074 réalisation d'un dispositif selon l'invention, la figure 2 est une coupe schématique de la figure 1 par un plan vertical; la figure 3 illustre une variante du dispositif de la fi-5 gure 1 en une coupe analogue à la figure 2; la figure 4 est une vue schématique de profil d'un autre exemple de réalisation de l'invention; la figure 3 est une coupe de la figure 4 suivant un plan vertical ; 10 la figure 6 illustre une variante du dispositif de la fi gure 4 en une coupe analogue à celle de la figure 5; la figure 7 est une vue de profil d'un autre mode de réalisation de l'invention et la figure 8 est une coupe de la figure 7 par un plan ver- 15 tical. L'on se référera d'abord aux figures 1 à 3« On a représenté en 26 d'une façon très schématique le dispositif produisant les fibres de verre . Comme précisé dans le préambule de ce mémoire descriptif, ce dispositif comprend essen-20 tiellement tin organe tournant générateur de filets, de verre par exemple, et un organe de soufflage situé au voisinage de celui-ci. Ce dispositif bien connu ne sera pas décrit ici « L'organe conformateur selon l'invention comporte deux parties essentielles : 25 1) une tuyère réceptrice, désignée en son ensemble par la référence 27 qui est disposée et conformée de manière à recevoir l'ensemble des fibres produites . Dans le mode de réalisation représenté, cette tuyère 27 comporte une ouverture d'entrée 28 circulaire et une ouverture de sortie en forme de fente 29; les 30 sections intermédiaires de cette tuyère peuvent être telles qu'elles se présentent sous la forme de surfaces d'allure elliptique dont l'aplatissement croît dans le sens de propagation des fibres; 2) un second élément, lésigné en son ensemble par la référen ce 2, placé sous la tuyère 27, comportant deux grandes faces sen-35 siblement planes 3 et 4, de forme générale trapézoïdales avec leur grande base disposée au voisinage de l'organe récepteur 9, limitant un espace communiquant en 10 avec l'intérieur de la tuyère 70 33875 2112074 27 et débouchant au voisinage de l'organe récepteur. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, les deux grandes faces 3 et 4- sont convergentes sur toute leur longueur . Par contre dans le mode de réalisation de la 5 figure 3, les deux grandes faces 3 et 4 ne sont convergentes que sur une portion, respectivement 3' et 4', de leur longueur située dans la zone voisine de la section de sortie . Pour régler la section offerte au passage du fluide gazeux entraînant les fibres, on prévoit des moyens de serrage, 10 réalisés ici sous la forme de vis 6, en prise avec des tiges filetées 7, qui agissent sur les grandes faces 3 et 4, par l'intermédiaire de liaisons qui, dans cet exemple, sont constituées par des cornières 8. La nappe de fibres projetées au travers de l'organe confor-15 mateur ( 27-2) se dépose sur l'organe récepteur 9 qui se déplace d'un mouvement continu dans la direction perpendiculaire aux deux grandes faces 3 et 4 . Comme on l'a exposé plus haut, il peut être avantageux d'introduire des fluides additionnels par exemple sous forme d'air 20 induit, dans l'organe conformateur, à différents niveaux de celui-ci. Dans le mode de réalisation illustré par les figures 1 à 3 l'on réalise une induction d'air à l'intérieur de l'organe conformateur, par exemple entre la sortie 29 de la tuyère 27 et l'entrée 10 de l'élément 2 placé sous la tuyère . 25 Suivant l'invention l'on contrôle la régularité, l'impor tance et la décroissance de la vitesse de l'écoulement du fluide gazeux entraînant les fibres par l'action conjuguée de la variation de section de l'organe conformateur et l'introduction de fluides additionnels,. L'on a vu plus haut que, dans l'exemple 30 de réalisation représenté aux figures 1 à 3, l'introduction des fluides additionnels était réalisée sous la forme d'air induit. Suivant l'inventioncette introduction est contrôlée de manière telle que la quantité de fluide par unité de surface reste sensiblement constante à travers toutes les sections droites de l'or-35 gane conformateur . On fait varier la section de l'ouverture 10 de l'élément du conformateur, par action sur les moyens de serrage, de façon 70 33875 -5- 2112074 à obtenir par exemple un volume d'air induit de 8 à 10 fois le volume du fluide gazeux servant à étirer les filets . On règle également de la même façon, les sections de sortie 5 et d'entrée 10 de façon que la surface de la section de sortie 5 sc&t 5 de l'Ordre du simple au double de celle de la section d'entrée 10. Les modes de réalisation de l'invention représentés aux figures 4 à 8 ont pour objet de permettre, au fur et à mesure que la surface de la section comprise entre les parois de l'organe conformateur augmente, l'introduction d'un volume de 10 fluides additionnels soit sous forme d'air induit contrôlé soit sous la forme d'air ou de vapeur produits au moyen d'organes de soufflage correspondant à l'augmentation du volume dans le conformateur . Comme on l'a précisé plus haut l'on peut obtenir ainsi sur toute la hauteur de l'organe conformateur une quantité de 15 fluide constante par unité de surface dans chaque section droite et réaliser un écoulement à turbulence réduite . En se référant aux figures 4 à 6, on voit que l'organe conformateur est de réalisation analogue à celui représenté aux figures précédentes mais sa partie inférieure (élément 2) comporte des ouvertures, réalisées ici sous la forme de volets 12, régla-20 bles de préférence, permettant l'induction d'air . Dans cet exemple de réalisation, les volets 12 sont placés sur chacune des grandes faces trapézoïdales . En outre on prévoit des organes -de soufflage 17-18 disposés de manière à introduire des fluides additionnèls gazeux à l'intérieur de l'organe conformateur.Dans 25 le mode de réalisation des figures 4 à 6, on a représenté l'un de ces organes de soufflage, 17, placé à l'ouverture supérieure de l'élément 2 de l'organe conformateur, et un second, 18, débouchant sur l'un des volets 12. Il va de soi que le nombre,la position et la répartition de ces organes de soufflage seront 30 déterminés en fonction de chaque cas particulier pour réaliser les conditions de contrôle de l'invention rappelées plus haut. On remarquera que dans le mode de réalisation représenté figure 5, les grandes faces de l'élément de l'organe conformateur sont convergentes seulement en 19, sur une portion de 35 leur longueur proche de l'organe transporteur, alors qu'à la figure 6, elles sont convergentes sur toute leur longueur . Dans le mode de réalisation représenté aux figures 7 2112074 70 33875 -s- z" et 8 l'élément inférieur de l'organe conformateur est constitué de plusieurs éléments superposés, tels que 13, 14, entre lesquels s'effectue une induction d'air . Ces éléments comportent deux grandes faces planes qui sont convergentes sur au moins une portion de leur longueur dans la région voisine de la section de sortie . Dans l'exemple représenté ( figure 8 )les grandes faces planes ont été représentées convergentes sur toute leur longueur. Suivant l'invention, la surface de sortie, 23, de l'un des éléments du conformateur est inférieure à la surface d'entré ;,, 24, de l'élément suivant . En outre la section de sortie 25, de chaque élément est au moins égale à sa section d'entrée 24. Sur ces figures 7 et 8, on remarque en 20 et 21, des organes de soufflage disposés de manière à introduire, dans les mêmes conditions que celles exposées plus haut, des fluides gazeux à l'intérieur de l'organe conformateur. L'organe de soufflage 20 est placé à l'entrée de l'organe conformateur et l'organe de soufflage 21 est disposé entre deux éléments successifs . Naturellement on pourrait prévoir d'autres organes de soufflage tels que 21. Les dispositifs objets de 1''invention présentent notamment comme avantage d'éviter des regroupements de fibres et d*é-taler celles-ci sur l'organe transporteur, sans former des paquets ou des nodules . Ils permettent en outre, dans le cas du mode de réalisation représenté aux figures 7 et 8, par déformation et/ou changement d'orientation d'au moins l'un des éléments successifs du conformateur, d'obtenir une orientation préférentielle des fibres sur l'organe transporteur, de nature à améliorer la résistance de la nappe . Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux forgea d'exécution qui viennent d'être décrites mais qu'elle peut être réalisée suivant d'autres variantes . bad original 70 33875 -7- 2112074 - REVENDICATIONS - 1.- Procédé pour la fabrication de matelas de fibres de matières thermoplastiques, en particulier de fibres de verre suivant lequel la matière à l'état fondu est projetée sous forme de filets à partir d'un corps tournant, notamment par des orifices disposés 5 en rangées sur la bande périphérique d'un corps creux tournant, ces filets étant soumis à l'action de courants gazeux qui les transforment en fibres, lesdites fibres étant ensuite déposées sur tin organe transporteur, caractérisé en ce que l'on canalise le fluide gazeux au moyen d'un organe conformateur débouchant au 10 voisinage de l'organe transporteur, comportant deux grandes faces de forme générale plane, convergentes au moins sur une portion de leur longueur dans la zone voisine de la section de sortie et dont la dite section de sortie est de dimensions telles que les fibres soient uniformément réparties sur toute la largeur de l'or-15 gane transporteur . 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'on contrôle la régularité, l'importance et la décroissance de la vitesse de l'écoulement dans l'organe conformateur par l'action conjuguée de la variation de section dudit organe et l'intro- 20 duction de fluides additionnels . 3.- Procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce que l'on introduit des fluides additionnels à l'intérieur de l'organe conformateur à différents niveaux de celui-ci . 4.- Procédé suivant l'une des revendications 2 et 3 caracté-25 risé en ce que les fluides additionnels sont introduits de telle manière que la quantité de fluide par une unité de surface reste sensiblement constante à travers toutes les sections droites de l'organe conformateur 5«- Procédé suivant; la revendication 4 caractérisé en ce que 30 le volume de fluide additionnel introduit dans l'organe conformateur est égal à 8 à 1G fle volume du fluide gazeux produisant les fibres . 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que les fluides additionnels sont constitués 35 au moins en partie par de l'air indui% . 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que les fluides additionnels sont constitués BAD ûRlGit&\i_ 70 33875 -8- 2112074 au moins en partie par de l'air soufflé . 8.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison avec un organe tournant, générateur de filets de verre, un organe 5 de soufflage situé au voisinage de celui-ci et un organe récepteur, un organe conformateur comprenant : une tuyère réceptrice disposée et conformée de manière à recevoir l'ensemble des fibres produites, - et deux grandes faces sensiblement planes, de forme g' 10 raie trapézoïdale avec leur grande base disposée au voisinage de l'organe récepteur, limitant un espace communiquant avec l'intérieur de la tuyère réceptrice et débouchant au voisinage de l'organe récepteur, convergentes au moins sur une portion de leur longueur au voisinage de l'organe récepteur . 15 9'- Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que les sections de sortie et d'entrée de la partie trapézoïdale de l'organe conformateur sont telles que la surface de la section de sortie soit de l'ordre du simple au double de celle de la section d'entrée . 20 10.- Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que l'organe conformateur comporte des ouvertures, notamment des volets, permettant l'induction de l'air . 11.- Dispositif suivant l'une/cles reven&ications 8 à 10, caractérisé en ce que l'organe conformateur est constitué de plusieurs 25 éléments superposés entre lesquels s'effectue une induction d'air 12.- Dispositif suivant la revendication 11 caractérisé en ce que un ou plusieurs des éléments superposés constituant l'organe conformateur dans la région voisine de sa section de sortie comportent deux grandes faces de forme générale plane , conver^ 30 tes au moins sur une portion de leur longueur . 13-- Dispositif suivant l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que la surface de sortie de l'un des éléments est inférieure à la surface d'entrée de l'élément suivant . 14.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 35 11 à 13 caractérisé en ce que la section de sortie de chaque élément est au moins égale à sa section d'entrée . 15.- Dispositif suivant l'un^/Hefs ^ev^iulications 8 à 14 carac 70 33875 -9- • 2112074 térisé en ce que des organes de soufflage sont.disposés de manière à introduire des fluides gazeux à l'intérieur de l'organe conformateur . 16.- Dispositif suivant la revendication 15 caractérisé en 5 ce que les organes de soufflage sont placés à l'entrée de l'organe conformateur . , D quelconque 17-- Dispositif suivant l'une/des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que des organes de soufflage sont placés au moins entre deux éléments successifs de manière à introduire des 10 fluides additionnels à l'intérieur de l'organe conformateur . 18.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 17 caractérisé en ce que les dites grandes faces de l'organe conformateur sont pourvues de moyens de serrage sélectifs permettant de modifier les sections offertes au passage du fluide 15 gazeux entraînant les fibres . 19.- Dispositif selon la revendication 18 caractérisé en ce que les dits moyens de serrage sélectifs sont constitués par des vis agissant sur les grandes faces de l'organe conformateur par l'intermédiaire de pièces de liaison . 20 20.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14 caractérisé en ce que au moins l'un des éléments successifs de l'organe conformateur est déformé de manière à obtenir une orientation préférentielle des fibres sur l'organe transporteur . 25 21.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14 et 20 caractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments successifs de l'organe conformateur a subi un changement d'orientation par rapport aux autres éléments en vue d'obtenir une orientation préférentielle des fibres sur l'organe transporteur . 30 22.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 21 caractérisé en ce que la tuyère réceptrice comporte une ouverture d'entrée circulaire et une ouverture de sortie en forme de fente . 23.- Dispositif selon la revendication 21 caractérisé en ce 35 que les sections intermédiaires de la tuyère réceptrice sont telles qu'elles se présentent sous la forme de surfaces d'allure elliptique dont l'aplatissement croît dans le sens de la propa-. gation des fibres .