Brevet FR2214003A1 — publié le 19740809

La présente addition a pour objet des perfectionnements à une installation pour la fabrication d'intissés par voie humide par dispersion de fibres dans un liquide courant selon le brevet principal. On sait que, pour fabriquer des intissés par voie humide, il faut disperser les fibres dans un fluide, déposer cette dispersion sur un tamis, évacuer le fluide et transporter la nappe de fibres ainsi formée pour séchage. I1 en est de même pour la fabrication denier et c?est de préférence dans l'industrie papetire que l'on trouve à ce jour des appareils de ce type. Dans tous ces appareils, la dispersion des fibres dans le liquide est assurée par des organes mus en rotation tels que turbines, hélices ou bras tournants, provoquant dans le fluide des mouvements tourbillonnaires. Ces mouvements tourbillonnaires ont tendance à créer des paquets filiformes ou agglomérats de fibres, nuisant à la bonne dispersion de celles-ci dans le fluide. Ces effets nuisibles sont directement proportionnels à la longueur des fibres, et, avec le matériel actuellement utilisé, il est impossible de traiter des fibres d'une longueur supérieure à 30 mm. Le seul moyen d'éviter l'effet tourbillonnaire semble etre l'utilisation pour la dispersion des fibres non plus d'organes tournants, mais d'organes animés d'un mouvement alternatif de va-et-vient sans rotation. On connais déjà, suivant le brevet américain no 3.488.037, un appareil destiné à mélanger au moins deux phases fluides en flux continu, appareil dans lequel le mélange est assuré par des plateaux animés d'un tel mouvement.Cet appareils se présente sous la forme d'une enceinte cylindrique verticale comportant une ou plusieurs entrées pour les fluides à mélanger, et une ou plusieurs sorties pour le mélange, l'intérieur de l'enceinte étant compartimenté par au moins deux jeux de plateaux horizontaux, les plateaux d'un meme jeu étant fixés entre eux mais animés d'un mouvement alternatif de va-et-vient vertical par rapport aux plateaux de l'autre jeu entre lesquels ils sont intercalés. Les plateaux sont percés de trous de façon à permettre le passage des fluides.Lorsque deux plateaux voisins se rapprochent, le fluide ou le mélange ae fluide se trouvant dans le compartiment-qu'ils délimitent est comprimé et s'échappe sous pression par les orifices vers le compartiment voisin qui, lui, est en dépression un compartiement en compression est toujours voisin d'un compartiement en dépression lors du fonctionnement de l'appareil. Le comparti ment en dépres- -sion lors de cette première phase du mouvement des plateaux est à son tour en compression lorsque le premier compartiment est en dépression, lors de la deuxième phase du mouvement. Les fluides ou leur mélange passent ainsi de compartiment en compartiment en fusant par les orifices. Un tel dispositif ne peut etre utilisé pour la dispersion de fibres dans un liquide sans effet tourbillonnaire, pour deux raisons - d'une part, il se produirait très rapidement un bourrage des trous des plateaux par les fibres : un tel dispositif ne peut entre utilisé que pour mélanger deux fluides, - d'autre part, à supposer que la première objection puisse être levée, on assisterait de toute façon à la formation de tourbillons entre les jets de fluide issus d'un meme plateau ou à la rencontre des jets de fluide issus de deux plateaux consécutifs ; ces tourbillons auraient tendance à créer des e agglomérats de fibres comme dans les machines actuellment utilisées. Le but principal de la présente invention est d'éviter la formation de tels agglomérats lors de la dispersion des fibres dans le liquide. L'installation pour la fabrication d'intissés par voie humide à partir de fibres et d'un liquide selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend - une cuve longitudinale en forme d'auge, délimitant un canal et présentant une entrée et une sortie, - une pompe assurant la circulation longitudinale continue d'un liquide dans le canal entre l'entrée de la cuve et sa sortie, - une alimentation en fibres, située à entrée de la cuve, - un filtre placé à la sortie de la cuve, destiné à retenir les fibres en nap pe et à permettre le renvoi du liquide vers la pompe, - des palettes longitudinales disposées dans la cuve dans le sens de circulation du liquide, sensiblement parallèles entre elles, - un dispositif dlentraihement et de guidage des palettes, leur imprimant un mouvement alternatif dans une direction verticale. L'ins±ntion sera mieux comprise si l'on se réfère aux figures annexées, relatives à un mode d'exécution non limitatif de l'installation selon l'invention, figures dans lesquelles - la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'une partie de l'installation, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale schématique de l'ensem- ble de l'installation de dispersion de fibres dans un liquide selon l'invention, à l'exception du dispositif d'entraShement et de guidage des palettes, - la figure 3 est une vue en perspective d'un jeu de palettes et de leur dispositif d'entramement et de guidage, La figure 1 est une vue en coupe transversad'une partie i l'installation, montrant schématiquement l'action du dispositif assurant la dispersion des fibres dans le liquide sans créer de mouvements tourbillonnaires. Dans l'invention, le liquide 3 de dispersion des fibres circule longitude nalement dans une cuve longitudinale 1, montrée ici en coupe transversale, et l'on crée dans ce liquide des zones voisines alternativement de dépression et de compression à l'aide d'au moins deux palettes horizontales 8 et 9, plus longues que larges, montrées ici en coupe transversales. Ces palettes sont animées de mouvements alternatifs verticaux et se déplacent dans des couloirs voisins 29 et 30 parallèles entre eux et parallèles au sens de circulation du liquide 3, sous l'action d'un dispositif qui sera décrit plus loin.Par exemple, la palette 9, 9' aura un mouvement de remontée pendant le mouvement de descente de la palette 8, 8', et vice versa, les deux palettes voisines combinant ainsi leur mouvement de sorte qu'un effet de compression dans la masse liquide du couloir 29 corresponde à un effet de dépression dans la masse liquide du couloir 30 et inversement. Sur la figure 2, l'installation suivant l'invention comporte une cuve longi- tudinale 1 délimitant un canal horizontal de section constante, rectangulaire par exemple, beaucoup plus long que large. Dans ce canal est réalisée la dispersion des fibres 6 dans le liquide 3. Ses dimensions sont fonction de la nature des fibres à disperser et de celle du liquide de dispersion. Ce canal 1 est fermé transversalement du coté de son entrée par une paroi fixe 4 dans laquelle débouche, en-dessous du niveau qui est celui du mélange liquide-fibres dans la cuve lorsque la machine fonctionne, une canalisation qui amène le liquide de dispersion 3 dans la cuve, où ce liquide cso cule en flot continu de l'entrée vers la sortie 10 du canal. Au-dessus de la cuve, à proximité de l'entrée de celle-ci, une trémie 5 introduit les fibres à traiter 6 en un flot continu réglable par action-sur la porte 7. Les fibres 6 sont dispersées dans le liquide 3 par les mouvements alternatifs verticaux de deu x jeux 8, 9 et 8', 9' de deux palettes longitudinales et parallèles disposées dans le sens de circulation du fluide, les palettes 8 et 8' se faisant suite dans ce sens et pouvant être considérées comme constituant une seule palette, de même que les palettes 9 et 9' ; les mouvements des ensembles de palettes successives 8, 8' et 9, 9' se font en opposition de phase.Ces palettes, actionnées par des moyens décrits plus loin en refé- rencè à la figure 2, sont constituées par des lattes dont la plus grande surface reste sensiblement parallèle au fond du canal dans leur déplacement, lequel les amène à l'extrême à proximité immédiate du fontl du canal et à proximité immédiate de la surface du mélange liquide-fibres 3, 6, en-dessous de cette surface. Quand la machine est en fonctionnement, la descente de l'un des ensembles de palettes successives, par exemple 8, 8', provoqueedéplace- ment transversal d'un certain volume du mélange liquide-fibres qui va remplir l'espace libéré parla montee de l'autre ensemble, par exemple 9, 9'.En même temps, la face supérieure de cet autre ensemble tend à soulever un certain volume du mélange, qui coule en vague vers la face supérieure de l'ensemble de palettes descendant. Le mélange est ainsi soumis à un mouvement de va-et-vient transversal qui se superpose au mouvement longitudinal imposé par la circulation du liquide de suspension, et non plus à un mouvement tourbillonnaire tel que le subit le mélange dans une machine classique. Les palettes sont disposées sur toute la longueur de la cuve, jusqu'à 1a sortie 10 du canal. Le canal est fermé transversalement à sa sortie 10 par une porte coulissant verticalement dans des guides fixés aux bords de la cuve. Cette porte 31 permet, en vue d'asaurer l'immersion totale des palettes, > de régler le niveau du mélange liquide-fibres dans le canal en adaptant le débit de sortie de celui- ci à son débit d'entrée, par variation de la distance entre le bord inférieur de la porte 31 et le fond du canal. A la sortie 32 de la cuve, le mélange liquide-fibres est filtré par un filtre incliné 12 ; le liquide traverse ce filtre, en-dessous duquel un-ddver- soir 11 le recueille, alors que les fibres viennent se déposer en nappe 13 sur le filtre. Etant donné que la préparation fibreuse se fait en continu, la nappe de fibres 13 doit pouvoir être évacuée en continu à cet effet, le filtre 12 est constitué par un tapis roulant perméable au liquide de dispersion. Ce tapis roulant est placé longitudinalement, en pente douce ascendante, dans le prolongement du fond de la cuve, sur toute la largeur de celle-ci ; il évacue vers l'extérieur de la cuve, à une vitesse -que l'on peut régler, la nappe de fibres au fur et à mesure de son dépôt. Le liquide de dispersion 3 recueilli par le déversoir 11 tombe par gravité dans un réservoir 33 placé en-dessous du déversoir. Une pompe centrifuge 2 renvoie -ce liquide vers entrée 4 de la cuve, où il est à nouveau utilisé. Le réservoir 33 joue le rôle d'une réserve de liquide de dispersion 3 qui permet de compenser une éventuelle différence entre le débit de la pompe, c'est à dire le débit du liquide 3 à l'entrée de la cuve, et le débit à la sortie 10 du canal, ce débit étant réglé à l'aide de la porte 31. La figure 3 montre en perspective l'un des deux jeux de palettes de l'installation prise en exemple. Un moteur 14, qui peut être commun à plusieurs jeux de palettes, entraîne en rotation les roues 15, ici au nombre de trois, par le moyen de courroies 16. Les roues 15 sont solidaires de inanwelies 17 qui impriment un mouvement vertical alternatif aux deux palettes 19 et 20 respectivement par le moyen des jeux de bielles 21 et 22, les deux palettes étant enopposition de phase. Des tiges verticales 23 et 24, fixées respectivement aux palmettes 19 et 20 à raison d-'une par palette dans l'exemple, coulissent respectivement dans les orifices 25 et 26 d'une traverse 27 solidaire de la cuve et limitent le mouvement des palettes au seul mouvement alternatif vertical. Afin d'éviter l'accrochage de fibres aux bielles, des manchons 28 fixés aux palettes protègent les bielles dans leur partie immergée. Pour éviter au maximum les mouvements tourbillonnaires, les palettes doivent opposer à la circulation du mélange liquide-fibres une résistance aussi faible que possible : leur épaisseur doit être minime et leur profil si possible arrondi. De plus, afin de ne pas créer de tourbillons, il faut respecter un certain rapport entre la largeur- et la hauteur de déplacement des palettes ; un résultat très satisfaisant a été obtenu par un rapport de 1 à 3 entre la largeur des palettes et la hauteur de leur déplacement. Tout mouvement tourbillonnaire dans le liquide ded ispersion étant évité grâce àl 'utilisationd e cette installation, on nlassiJste pas à la formation d'agglomérats de fibres et par rapport auprocédé connu, il est possible par la présente invention, de doubler et même tripler la longueur des fibres utilisées. Par exemple, des nappes ont pu être préparées, à l'aide de ce matériel, à partir de fibresde quinze deniers et cent inillimètres étirées ou non ; des longueurs supérieures peuvent même être atteintes. Il est également possible de disperser des fibres frisées. Dans le cas de l'utilisation de fibres moins longues, cette installation reste intéressante étant donné qu'elle permet un plus grand débit, par exemple en doublant ou en triplant la concentration de la dispersion fibreuse. On peut utiliserl'eau comme liquide de dispersion, mais il est possible également de la remplacer par tout autre fluide quelle que soit sa densité ou sa viscocité. Les fibrespeuvent être introduites sèches ou déjà en dispersion dans l'eau. Le rendement de cetteinstallation est amélioré lorsque la viscosité de la dispersion croît. Pour cette raison, on a intérêt à disperser en premier lieu les fibres courtes et introduire par la suite les fibres plus longues. La viscosité peut être accrue artificiellement par addition d'un épaississant, ou en réglant la hauteur de déplacement des palettes 8, 8' et 9, 9' afin d'introduire des bulles d'air ou encore en divisant cet air par l'intermédiaire d'un agent moussant. On a remarqué que l'introduction dans la cuve 1 d'une poudre formée de particules-fines et denses, de préférence dans une mousse, permet d'activer la dispersion et d'augmenter encore la longueur de la fibre susceptible d'être traitée. En utilisant une poudre magnétique, il est de plus possible de récupérer cette poudre à la sortie de la cuve. La poudre récupérée est réintroduite à l'entrée. I1 est également possible, toujours avec la même installation, de disperser les fibres dans un lit fluidisé (air, poudre et fibres). I1 est avantageux de partir de "tows", lesquels sont coupés par une trancheuse-à guillotine dont on peut faire varier le débit. Il n'est pas nécessaire de répartir les fibres sur toute la largeur de la cuve, vue la rapide homégénéísa- tion que procure l'installation, qui pourrait d'ailleurs être utilisée uniquement pour homogénéiser une dispersion avant son introduction sur un tamis. L'installation permet de disperser, dans le mélange liquide-fibres, des parties collantes, telles que des "fibrids" fraîchement formées obtenues par précipitation de latex ou par pulvérisation d'une résine de haut poids moléculaire, directement au-dessus du mélange ;comparativement aux autres modes d'agitation, la résine se fixe beaucoup plus sur les fibres et peu sur elle-même. Grâce à cette installation, il est possible d'obtenir des produits d'aspect vraiment "textile", par exemple en utilisant des mélanges defibrés frisées de 30 à 40 mm. de longueur et de fibres droites de 80 à 100 mm. de longueur. L'installation a de plus la pr-opriété d'orienter les fibres perpendiculaire ment au sens de circulation du liquide, effet contraire à celui qu'on obs-erve sur toutes les machines à papier. De ce fait, il est possible, en jouant sur la distance entre les palettes 8-8' et 9-9' et le filtre 12, d'orienter les fibres dans tous les sens ou, en jouant sur l'inclinaison du filtre 12, de réaliser une isotropie parfaite et d'obtenir ainsi deys textiles beaucoup plus volumineux. Un autre avantage de l'instatlation consiste en ce qu'elle permet des changements de fabrication très rapides en raison de l'absence de stock ; le changement peut s'effectuer sans interrompre la formation de la- nappe 13 de fibres. Pour un changement de programme, la perte due au mélange de fibres ne porte que sur une longueur de la nappe 13 de l'ordre de 50 cm. Si l'installation a été construite principalement pour disperser les plus longues fibres possibles et aussi des fibres frisées, elle peut être utilisée pour disperser des granules d'une densité différente de celle de l'eau I1 est possible, dans une telle installation, de disperser par exemple des particules de mousse plastique ou des granules constitué s de fibres, ces granules pouvant être dispersés seuls ou avec d'autres fibres. De manière similaire, il est possible de disperserdelongs fils, des languettes de tissu, etc... pour former des sous-couches, des thibaudes et des matelas isolants. Suivant la faculté qu'ont les fibres que l'on veut traiter de se disperser dans le liquide de dispersion choisi, on peut varier à l'infini la longueur de la cuve, le nombre de jeux de palettes qui se succèdent dans le sens de circulation du mélange et la longueur des palettes. Suivant la largeur que l'on veut donner au tapis de fibres à sa sortie de la cuve, ori peut varier la largeur de la cuve et le nombre de palettes par jeu dans le sens de la largeur de la cuve. REVENDICATIONS 1) Installation pour la fabrication d'intissés par voie humide à partir de fibres et d'un liquide selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisée en ce qu'elle comprend - une cuve longitudinale en forme d'auge, délimitant un canal et présentant une entrée et une sortie, - une pompe assurant la circulation longitudinale ontinue d'un liquide dans le canal entre entrée de la cuve et sa sortie, - une alimentation en fibres, située à l'entrée de la cuve-, - un filtre, placé sa la sortie de -la cuve, destiné à reterr les film en nappe et à permettre le renvoi du liquide vers la pompe, - des-palettes longitudinales disposées dans la cuve dans le sens de circulation du liquide, sensiblement horizontales/parallèles errtre elles - un dispositif d'entrainement et de guidage des palettes, leur imprimant un mouvement alternatif dans une direction verticale. 2) Installation pour la fabrication d'intissés selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement et de guidage des palettes comprend un moteur, des bielles et manivelles reliées aux palettes et acconplées au moteur pour entraîner les palettes, des tiges verticales fixées par leur base aux palettes, des guides fixés transversalement sur la cuve, présentant des orifices dans lesquels peuvent coulisser verticalement les tiges. 3) Installation pour la fabrication d'intissés selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les palettes se déplacent dans des couloirs- voisins longitudinaux, les palettes-étant entraînées deux par deux d'un même mouvement alternatif vertical, deux palettes voisines se déplaçant en opposition de phase. 4) Installation pour la fabrication d'intissés selon l'une quelconque les revendications precédentes, caractérisée en ce que le canal est ouvert transversalement à sa sortie sur le filtre, celui-ci étant disposé dans le prQ1ange- ment du fond de la cuve, et en ce que des moyens sont prévusp6ur entrvnr en continu le filtre en un mouvement ascendant progressif dans le sens de circulation du mélange liquide-fibres et transporter les fibres hors de la cuve. 5) Installation pour la fabrication d'intissés selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un dispositif de réglage du niveau du mélange liquide-fibres dans la cuve est placé à proximité de la sortie de la cuve, ce dispositif étant constitué par des moyens mobiles verticalement et limitant la hauteur ouverte à la circulation du mélange dans le canal.