Brevet FR2357675A1 — publié le 19780203

L'invention concerne les procédés et installations pour fabriquer des produits fibreux non tissés ou "feutres" relativement épais (c'est-à-dire d'épaisseur généralement comprise entre et 3QXm),peu denses (de densité généralement cortprise entre 5oet6okgiss et très homogènes (jusqu'à l'échelle microscopique) constitués de fibres végétales, animales, synthétiques ou artificielles liées entre elles par un liant en certains au moins de leurs points de contact, produits destinés de préférence à l'absorption acoustique et à l'isolation acoustique tels que ceux équipant les carrosseries des véhicules en vue de leur insonorisation. I1 a déjà été proposé de fabriquer de tels feutres en mélangeant dans une nappeuse les fibres à lier avec un liant en poudre, généralement une rsine phénolique. Ce procédé présente un certain nombre d'inconvénients et en particulier les suivants: difficulté d'obtenir une répartition parfaitement homogène de la poudre et en particulier de supprimer les agglomérats locaux de celle-ci; par suite, surconsommation nécessaire de cette poudre pour obtenir un liage de toutes les fibres; valeur élevée de la température nécessaire pour faire polymériser ladite poudre, de sorte que le chauffage requis pour cette polymérisation risque de détruire certaines propriétés des fibres éventuellement acquises par des traitements préalables (pigmentation .*.); caractère pénible du travail en atmosphère poussiéreuse; prix élevé de la poudre. Il a également été proposé de fabriquer de tels produits par pulvérisation de liant liquide sur des voiles de carde relativement épais, puis par empilage de plusieurs voiles ainsi traités, cet empilage étant suivi éventuellement d'un aiguilletage. Les feutres ainsi obtenus présentent l'inconvénient d'une structure stratifiée peu isotrope et/ou résistant mal aux clivages. On a proposé aussi dtimprégner à coeur d'un liant liquide des nappes fibreuses relativement épaisses, notamment par exprimage. Mais un tel procédé n'est pas adapté à la fabrication de feutres de faible densité. L'invention a pour but, surtout, de remédier à ces divers inconvénients en proposant un procédé économique pour la fabrication de feutres relativement épais, peu denses et très homogènes. Selon cette invention, qui fait appel à une pulvérisa tion de liant liquide, on exécute cette pulvérisation sur un voi le de carde et on alimente, directement ou non, avec le voile ainsi traité, une nappeuse pneumatique propre à ouvrir" ce voile et à former une sorte de brouillard des fibres,dudit voile, imbibées du liant plus ou moins séché, ces fibres étant ensuite déposées à la sortie de cette nappeuse, avec l'épaisseur désirée pour le feutre à fabriquer, sur un support perforé soumis à une dépression sur sa face opposée à celle du dépôt. Dans des modes de'réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - entre la pulvérisation du liant sur le voile de carde et l'entrée de celui-ci dans la nappeuse, ledit voile est soumis à un traitement de préséchage, notamment à l'aide de rampes ou panneaux radiants, - le support perforé est un rouleau rotatif, le feutre obtenu se présentant alors sous la forme d'une nappe plane continue, - le support perforé est une plaque fixe, plane ou non, le feutre obtenu se présentant alors sous la forme d'une pièce moulée, - le voile de carde sur lequel est exécutée la pulvérisation du liant est constitué par deux demi-voiles minces détachés de deux peigneurs distincts d'une même carde et juxtaposés l'un sur l'autre après avoir parcouru des trajectoires différentes,et la pulvérisation du liant est exécutée respectivement sur les faces de ces deux demi-voiles dont la juxtaposition mutuelle forme le voile, juste en amont de la zone de cette juxtaposition mutuelle,, - le voile de carde est détaché pneumatiquement de la carde et déposé sur un tapis transporteur, de préférence perforé et soumis à une dépression, en une zone de ce tapis disposée à proximité de la zone de détachement, et - la pulvérisation du liant liquide est exécutée en.cette zone de dépôt ou entre la zone de détachement et la zone de dépôt. L'invention comprend, mises à part ces dispositions prin cipales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire des modes de réalisation préférés de l'invention entre référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien. entendu non limitative. La figure i, de ce dessin, est le schéma général d'une installation de fabrication de feutre selon l'invention. Les figures 2 et 3 montrent deux modes de réalisation distincts de la partie, de cette installation, qui comprend la carde et le poste de pulvérisation du liant liquide. La figure 4 montre un mode de réalisation d'une autre partie de l'installation comprenant la nappeuse et le poste de dépôt du feutre obtenu sur un support perforé fixe. Sur la figure I, le bloc 1 représente l'ensemble des dispositifs de l'installation qui précèdent une carde 2 et qui sont par exemple: un organe doseur de fibres, un batteur pour faire subir à ces fibres un premier mélange, une auvreuse pour "ouvrir" ces dernières, c'est-à-dire les séparer les unes des autres, éventuellement un distributeur d'additifs tels que catalyseurs de polymérisation, agents ignifugeants, pigments, agents tensio-actifs, etc ..., et une chargeuse gravimétrique. A la suite de cette chargeuse, les fibres correctement dosées, traitées et séparées- les unes des autres sont admises dans la carde 2 et en sortent sous la forme d'un voile de carde 3 relativement mince et léger. C'est sur ce voile 3 qu'est pulvérisé le liant liquide de toute façon désirable, en un poste 4 dont deux modes de réalisation préférés seront décrits plus loin en référence aux figures 2 et 3. Après avoir subi cette pulvérisation, le voile imbibé de liant, relativement léger puisque son poids demeure alors généra 2 lement inférieur à 100 gfm2, est envoyé dans une nappeuse pneuma- tique ou aérodynamique 5. Entre le poste de pulvérisation 4 et l'entrée de la nappeuse 5, le voile 3 peut subir un certain nombre de traitements intermédiaires tels que l'un au moins des suivants, qui sont schématisés dans leur ensemble par le bloc en traits mixtes 6 sur la figure 1 : - préséchage par chauffage en vue d'éliminer une partie du (eauou aube)dnns le liant et de faciliter ainsi le chauffage ultérieur de la nappe, sans dégagement excessif de vapeur, à la température, généralement supérieure à 100"C, nécessaire pour polymériser le liant, - addition d'une charge de remplissage appropriée destinée par exemple à réduire le prix massique et éventuellement à & éliorer certaines qualités d'absorption ou d'isolation acoustique du feutre en cours de fabrication, charge telle que sciure de bois, copeaux de bois, déchets de papier broyés, rafles de maïs broyées, fibres courtes du genre des rasures de tapis, balle de riz ..., - épaississement du voile par pliage de celui-ci à l'aide de tout dispositif approprié, par exemple du type de ceux connus sous les désignations "Blamire" ou t'Camel-back". Le transfert du voile "humide", ctest-à-dire imbibé de liant plus ou moins séché, depuis le poste 4 à la nappeuse 5 peut etreeffectué de toute manière désirable, notamment par-voie pneumatique (par aspiration et/ou soufflage) ou par un transporteur mécanique. Dans la nappeuse 5, le voile est ouvert à nouveau, c'est-à-dire séparé à nouveau en fibres unitaires "humides1,, et ce par mise en oeuvre de moyens pneumatiques (courants d'air combinés de soufflage et d'aspiration) et mécaniques (-passage entre pointes mobiles). A la sortie de cette nappeuse, les fibres mêlées de manière totalement isotrope sont déposées selon une relativement grande épaisseur (généralement supérieure à 1 cm) sur un support perforé soumis à une dépression sur sa face opposée à celle correspondant au dépôt. Dans un premier mode de réalisation, ce support perlé est un rouleau rotatif 7 dont la surface latérale défile en regard de celle d'un deuxième rouleau rotatif d'axe parallèle, ce deuxième rouleau pouvant être également perforé et soumis à la même dépression interne que le fermier rouleau. Dans un tel cas, le feutre est débité sous la forme d'une nappe continue sur un tapis transporteur et passe ensuite successivement - dans un four de séchage et de cuisson 8 de façon que le liant soit polymérisé et qu'ainsi les fibres du feutre soient définitivement liées les unes aux autres dans les positions mêmes, orientées totalement au hasard, où elles ont été déposées sur le support 7, - puis en regard d'un organe de coupe 9 propre à débiter la nappe fabriquée selon des tronçons de bande 10 qui sont en général mis sous la forme de rouleaux en vue de leur stockage et/ou de leur exploitation ultérieure. Selon un deuxième mode de réalisation, le support per foré est constitué par une plaque fixe il constituant de préfé-- rence le fond d'un caisson 12 de moulage. Quand l'épaisseur du dépôt de fibres "humides" sur cette plaque 11 est suffisante, le caisson 12 est remplacé par un autre en sa position de réception des fibres et déplacé selon un circuit fermé 13 de façon à traverser d'abord un four de séchage et cuisson 14, puis à être présenté en un poste de démoulage 15 en lequel les produits moulés 16 sont extraits des caissons et envoyés au stockage ou à des postes de traitement ultérieurs. Sur les figures 2 à 4 ont été représentés. de manière plus précise certains détails de réalisation. Dans le mode de réalisation de la figure 2, la carde 2 comprend deux peigneurs î7 délivrant respectivement deux demivoiles 3a et 3b. Ces deu demi-voiles, guidés par des tapis sans fin appropriés 1 8a et 1 bob, parcourent respectivement deux trajets indépendants avant de se juxtaposer face contre face en une zone J. C'est entre ces deux demi-voiles qu'est installé le poste de pulvérisation 4 comprenant, à l-'intérieur d'une cabine 19, une rampe de pistolets ou buses 20 disposés de façon à bom barder par des gouttelettes de liant la zone de juxtaposition J ou plus précis Chacun des deux voiles 3a et 3b est particulièrement mince, son épaisseur libre étt de l'ordre de 2 à4rmi seulement et la dose de liant liquide projeté est elle-même relativement faible, par 2 exemple de l'ordre de 50 à 100 g/m2 de voile au total. Le liant présent dans le voile formé par la juxtaposition des deux demi-voiles 3a et 3b est beaucoup mieux réparti au sein de ce voile que s > il avait été pulvérisé sur l'une des faces de celui-ci : le stratagème ci-dessus permet en effet d'obtenir pour le liant une répartition analogue à celle qui aurait pu être observée si ce liant avait été pulvérisé au milieu de l'épaisseur du voile. Le tapis sans fin qui supporte le voile 3 en la zOne J de juxtaposition et de pulvérisation du liant liquide est constitué en un matériau étanche possédant des propriétés antiadhèsives, par exemple en toile siliconée ou imprégnée de polytétrafluoréthy- lène, ou encore en un treillis perméable au-deosous duquel est créée une ingère depression.- On voit ensuite sur la figure 2, au poste 6 - un dispositif de préséchage constitué par un panneau de chauf fagne 23, notamment à rayons infrarouges ou à haute fréquence, dont la distance verticale par rapport au voile 3 de fibres humides peut être réglée à volonté, de préférence automatiquement, à l'aide de moyens 24, par exemple pour éviter un chauffage excessif dudit voile lors d'un ralentissement ou à'un arrêt du tapis qui le transporte, -- et un distributeur de charges à tr-cmie 25 et doseur approprié. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la carde 2 comprend un seul peigneur 17 et le voile 3 est détaché de ce peigneur par un courant d'air provenant d'une soufflante 26. Les fibres ainsi détachées sont déposées sur un tapis perforé sans fin 27 défilant au-dessus d'un bac 28 soumis à une dépression. C'est en cette zone D de dépôt des fibres sur le taps 27 ou juste en amont de cette zone D qu'est pulvérisé le liant liquide à partir d'une rampe de buses 29. Un rouleau 30 disposé au-dessus du tapis 27 un peu en aval de la zone D limite et régularise l'épaisseur du dépôt de fibres sur ce tapis. Dans ce mode de réalisation, le préséchage du liant est, assuré en faisant traverser par le voile humide un four 31 à l'intérieur duquel ce voile chemine entre deux tapis sans fin 32 et 33 qui l'enserrent entre eux. Dans la réalisation schématisée sur la figure 4, le voile de carde 3 humide, de préférence préséché, est aspiré, par un ventilateur 34, dans une hotte 35 disposée au-dessus de ce voile et les fibres ainsi aspirées sont ensuite transportées pneumatiquement, à travers un conduit 36, jusqu'à un dispositif "condenseur" constitué par un caisson 1 2 fixe dont le fond il, en tôle perforée, présente la forme désirée pour la pièce en feutre à fabriquer. La face inférieure de ce fond perforé Il est soumise à une dépression créée par un deuxième ventilateur 37. L'extrémité 38 du conduit 36 est prévue flexible de fa çon à pouvoir être déplacée, manuellement ou automatiquement, au dessus du fond Il et à balayer ainsi la totalité de la surface de ce fond : un tel balayage permet en particulier de faire varier l'épaisseur du dépôt de fibres en fonction des besoins locaux sur ladite surface. Le remplacement de chaque caisson 12 par le suivant au poste de réception de fibres peut être commandé automatiquement par une minuterie. Avant de conduire au four 14 de séchage et de cuisson le caisson garni de fibres humides, il peut être avantageux de recouvrir son fond ll, revêtu desdites fibres, d'un couvercle ou contre moule (non représenté) de profil correspondant maintenu à une petite distance de ce fond par des butées appropriées, et lui-même perforé : le chauffage consécutif peut ainsi être effectué par passage d'air chaud à travers le feutre en cours de formation et les deux surfaces perforées qui l'enserrent entre elles. Bien entendu, le fond perforé Il peut affecter toute forme désirable ; il peut même présenter la forme d'une cuve, cas dans lequel non seulement le fond, mais aussi les parois latérales du réceptacle de fibres seraient perforés, certaines au moins desdites parois pouvant être prévues déplaçables après garnissage de façon à exercer au moins localement une certaine pression sur l'amas de fibres déposées. Les principes de fabrication exposés ci-dessus se prêtent à de multiples variantes et combinaisons. C'est ainsi que, le débit dtune nappeuse pneumatique, étant en général supérieur à celui d'une carde, on pourrait envisager d'alimenter une telle nappeuse à partir de plusieurs cardes travaillant en parallèle. Le liant liquide utilisé peut être de toute nature désirable ; à titre purement indicatif et nullement limitatif de l'invention, on en donne ci-après quelques exemples susceptibles de convenir : silicates alcalins, dérivés de la cellulose solubles dans l'eau, résines urée-formaldéhyde, résines de mélamine, résines phénoliques, alcool polyvinylique, dispersions vinyliques, latex styrène-butadiène, latex acryliques, latex de copolymères divers. En général, ce liant est dilué dans de l'eau pour obtenir une viscosité qui permette la réalisation de gouttelettes de liant à la fois assez fines pour permettre une bonne homogénéité de la pulvérisation, et suffisamment grosses pour éviter la création d'un brouillard gênant. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de produits fibreux non tissés ou "feutres" relativement épais, peu denses et très homogènes, constitués en fibres liées entre elles par un liant, caractérisé en ce que l'on forme avec les fibres un voile de carde (3), en ce que l'on pulvérise (en 4) le liant sous forme liquide sur ce voile et en ce que lton alimente, directement ou non, avec le voile ainsi traité, une nappeuse pneumatique (5) à la sortie de laquelle les fibres sont déposées sur un support perforé (7,11) soumis à une dépression sur sa face opposée à celle du dépôt. 2. Procédez de fabrication de feutres selon la revendication 1, caractérisé en ce que, entre la pulvérisation du liant sur le voile et l'entrée de ce dernier dans la nappeuse, on soumet ledit voile à un traitement de préséchage. 3. Procédé de fabrication de feutres selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, entre la pulvérisation du liant sur le voile et l'entrée de ce voile dans la nappeuse, on ajoute audit voile une charge de remplissage. 4. Procédé de fabrication de feutres selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, entre la pulvérisation du liant sur le voile et l'entrée de ce voile dans la nappeuse, on épaissit ledit voile par pliage. 5. Procédé de fabrication de feutres selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support perforé est un rouleau rotatif (7), Iesfeutres obtenus se présentant alors sous la forme d'une nappe plane continue. 6. Procédé de fabrication de feutres selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support perforé est une plaque fixe (11), plane ou non, lesfeutresobtenuz se présentant alors sous la forme de pièces moulées. 7. Procédé de fabrication de feutres selon ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le voile est constitué par deux demi-voiles minces (3a, 3b) détachés de deux peigneurs distincts (17) d'une même carde (2) et juxtaposés l'un sur l'autre après avoir parcouru des trajectoires différentes, et en ce que la pulvérisation du liant est exécutée respectivement sur les faces, de ces deux demi-voiles, dont la juxtaposition mutuelle forme le voile, juste en amont de la zone (J) de cette juxtaposition mutuelle (figure 2). 8. Procédé de fabrication de feutresselon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le voile est détaché pneumatiquement de la carde et déposé sur un tapis transporteur, de préférence perforé et soumis à une dépression, en une zone (D) de ce tapis disposée à proximité de la zone de détachement et en ce que la pulvérisation du liant liquide est exécutée en cette zone de dépôt ou entre la zone de détachement et la zone de dépôt. 9. Installation de fabrication de produits non tissés ou feutres relativement épais, peu denses et très homogènes, caractérisée en ce qu'elle est agencée de façon à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. lo. Produit non tissé ou feutre relativement épais, peu dense et très homogène, fabriqué par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.