Brevet FR2462188A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne un élément filtrant et son procédé de fabrication. La filtration des gaz ou des liquides nécessite, dans la plupart des cas, une surface filtrante unie à pores très fins et très nombreux, pour permettre une bonne décharge du substrat solide et un débit important du fluide à filtrer à travers la surface filtrante. Le croisement de fils ou de mono-brins composant un tissu filtrant n'est pas l'idéal pour atteindre ce but. C'est pourquoi, très souvent, on essaie de réaliser la filtration sur un enchevêtrement de fibres élémentaires obtenu soit par grattage d'une face de tissu, soit par un procédé quelconque de fabrication de feutre (foulonnage, aiguilletage, agglomération). L'inconvénient que présente l'élément filtrant réalisé de cette façon est que les particules solides du fluide à filtrer pénétrent à l'intérieur de la masse filtrante constituée par les fibres, ce qui aboutit petit à petit à un colmatage de l'élément filtrant. Pour pallier ce défaut, on a essayé de préserver la couche de fibres de l'élément filtrant soit par des traitements anti-statiques et antiadhérents qui se sont avérés non permanents, soit par des traitements de garnissage par enduction ou trempage qui ont donné lieu à une irrégula rité de porosité trop importante, soit par un traitement de fusion des fibres de surface avec ou sans écrasement (flambage ou calandrage), mais dans ce cas l'irrégularité du résultat s'accompagne d'une trop grande fragilité à l'abrasion, soit encore d'un revêtement de la surface filtrante par une très fine membrane poreuse synthétique mais dans ce cas le traitement est délicat, coûteux et la pellicule de revêtement finalement trop fragile. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités des éléments filtrants connus à ce jour et de leur procédé de fabrication en procurant un élément filtrant de conception particulièrement simple, facile à fabriquer et ne se colmatant pas. A cet effet cet élément filtrant pour la filtration de gaz ou de liquides est caractérisé en ce qu'il com prend une couche superficielle de grains de matière thermo-plastique accrochés à un support textile. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention la couche superficielle de l'élément filtrant comprend plusieurs zones superposées dans lesquelles la dimension des grains de matière plastique va en croissant en direction du support textile. Le support peut être constitué par un feutre plus ou moins pelu cheux, un tissu duvies cSurm, une uns toile composée en totalité ou en partie~ de mono-filaments etc. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un élément filtrant pour la filtration de gaz ou de liquides caractérisé en ce que lton pulvérise, sur la surface d'un support textile, une poudre de matière thermoplastique pour former une couche superficielle et on chauffe le support textile et sa couche superficielle à une température telle que les grains de la poudre en surface soient portés au point de fusion alors que les grains de la partie interne de la couche ne soentportés qu'au point de ramollissement, ces derniers assurant la liaison avec le support textile. L'élément filtrant suivant l'invention offre l'avantage que la section de passage des pores va en croissant dans le sens de l'écoulement du fluide à filtrer, ce qui permet d'éviter le colmatage du support textile. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe partielle d'un élément filtrant suivant l'invention. La figure 2 est un schéma illustrant la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un élément filtrant suivant l'invention. L'élément filtrant suivant l'invention comporte essentiellement un support textile 1 sur lequel est formée une couche superficielle poreuse 2. Cette couche superficielle 2 est constituée de grains de matière thermoplastique (par exemple polyester, polypropylène, polyéthylène, etc.. etc.) ou bien encore d'un mélange de poudre thermoplastique et dun ai plusieurs auras cupar exemple polytétrafluoréthylène et polyester ou bien charbon actif et polyester) non thermoplastique. La granulométrie des particules composant la poudre de la couche superficielle 2 peut être très dispersée ou non suivant les résultats que l'on veut obtenir au point de vue finesse des pores. Cette poudre peut être pulvérisée de telle façon que les grosses particules 2a soient en contact direct avec le support textile 1, ces grosses particules 2a étant elles-mêmesrecouvertes d'une couche de particules 2b de plus petite dimension elles-mêmes recouvertes d'une couche superficielle de particules 2c de dimension encore inférieure.Bien que dans l'exemple représenté schématiquement sur la figure 1 la couche superficielle 2 soit en fait constituée de trois zones superposées de particules ayant des dimensions différentes, il est évident que cette couche 2 pourrait être composée de deux zones élémentaires ou bien de plus de trois zones superposées. Les particules de matière thermoplastique destinées à constituer la couche superficielle 2 sont appliquées par pulvérisation sur la surface du support textile 1 qui peut être par exemple un feutre et qui est débité en continu à partir d'une bobine 3 comme il est représenté sur la figure 2. On projette d'abord, sur le support textile 1, la couche élémentaire formée par les grosses particules 2a, puis la deuxième couche formée par les particules 2b de dimensions moyennes et enfin la dernière couche élémentaire constituée par les particules 2c les plus petites. On fait ensuite passer le support textile 1 recouvert des particules de matière thermoplastique à travers un four 4. La température régnant à l'intérieur de ce four 4 est réglée de telle manière que les particules de la couche élémentaire 2c qui forment la surface de l'élément filtrant soient amenées au point de fusion alors que les autres particules 2b et 2a soient amenées simplement au point de ramollissement, afin d'obtenir une couche solide et fortement accrochée au support textile 1. Après refroidissement on obtient une couche poreuse superficielle 2 très résistante, très perméable par suite du faisceau important de ses canaux capillaires qui sont difficilement colmatables du fait que ces mêmes canaux ont une très faible ouverture en surface et.un dégagement plus grand vers lsintérieur de l'élément filtrant. Si l'on veut obtenir une surface lisse de l'élément filtrant, on fait passer ce dernier, encore chaud, sous un rouleau de calandre froid 5 situé à la sortie du four 4. Ce rouleau assure le lissage de la surface et en même temps le tassement de l'ensemble de la couche 2. Pour faciliter l'accrochage des particules en contact avec le support textile 1, on peut également chauffer le support avant de pulvériser la poudre de matière thermoplastique. On obtient ainsi, par la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, un élément filtrant qui présente de l'extérieur vers l'intérieur, d'abord une couche élémentaire de fins particules 2c pratiquement fondues et lissées qui laissent entre elles de multiples canaux microscopiques . Ces canaux s'ouvrent sur des grains 2b moins fondus et plus gros, qui présentent donc un espace plus important entre eux, puis sur un mélange de grains relativement grossiers 2a et de fibres textiles la qui présentent entre elles des espaces de circulation très importants, dans le cas où le support 1 est un feutre. Ce support ne joue plus qu'un ralle de toile de circulation et en même temps il assure la solidité de tout l'ensemble. Si l'on veut créer la couche superficielle filtrante 2 sur un tissu en mono-brins ou sur un tissu non duveteux, il est nécessaire, très souvent, de prendre certaines précautions dans le chauffage préalable du support 1 et quelquefois plusieurs couches de grains thermoplastiques pulvérisés sont obligatoires. A titre d'exemple on a réalisé, en mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention, sur un feutre aiguilleté de 400 grammes au m2, composé de fibres en polyester la de 3, 3 dtex, une couche superficielle 2 de grains polyester ayant une granulométrie allant de 50 à 250 microns et à raison de 160 grammes par m2. A cet effet on pulvérise en premier lieu sur le feutre aiguilleté 1, des grains polyester 2a ayant une dimension allant de 50 à 250 microns, puis, par-dessus ceux-ci, des grains polyester 2b ayant une dimension allant de 75 à 150 microns, et enfin par-dessus les précédents des grains polyester 2c plus fins ayant une dimension allant de 50 à 75 microns. Les grains 2a les plus gros se trouvent ainsi en contact des fibres la du feutre 1. On fait ensuite passer le feutre ainsi recouvert à travers le four 4, à une vitesse de 6 mètres par minute. Dans le four 4 règne une température moyenne de 2100 et des rampes de chauffage sont prévues immédiatement au-dessus du feutre pour porter la température immédiatement au-dessus du feutre à 240 C. Le passage rapide du feutre 1 et de la couche de poudre polyester provoque- une fusion des fines particules 2c à la surface et un ramollissement important des grosses particules 2a en contact avec le feutre à tel point que la couche superficielle 2 de 160 grammes au m2 qui présente au départ une épaisseur allant de 0, 6 b 0, 7nm#'aoet,après passage dans le four, une pellicule ayant une épaisseur de 0,3 à 0, 4 mm fortement accrochée dans les fibres de surface la du feutre 1. Avant refroidissement et toujours à la même vitesse on fait passer ensuite l'ensemble formé par le feutre 1 et la couche superficielle 2 entre deux rouleaux de calandre 5 refroidis et soumis à une pression de contact de 3 bars. On obtient ainsi un ensemble filtrant composé du feutre d'origine 1 formant le support et d'une pré-couche de filtration 2 à disposition gra nulométrique graduée donnant des passages de 45 à 50 microns, alors que le feutre d'origine 1 laisse passer des particules de 200 microns. Le débit d'air sous une pression de 20 mm de colonne d'eau qui était de 3 000 m3/h/m2 pour le feutre seul tombe à 600 m3/h/m2 pour l'ensemble feutre 1 et couche superficielle 2, ce qui reste très important pour un élément filtrant à pores de 50 microns car un tissu traditionnel ayant des canaux aussi fins ne tolère qu'un débit allant de 25 à 40 m3 /h/m3. REVENDICATIONS 1. Elément filtrant pour la filtration de gaz ou de liquides caractérisé en ce qu'il comprend une couche superficielle 2 de grains de matière thermoplastique accrochés à un support textile 1. 2. Elément filtrant suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la couche superficielle 2 comprend plusieurs zones superposées dans laquelle la dimension des grains de matière thermoplastique 2c, 2b, 2a va en croissant en direction du support textile 1. 3. Elément filtrant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que la couche superficielle comprend, outre les grains de matière thermoplastique, des grains d'un ou plusieurs autres corps non thermoplastiques. 4. Elément filtrant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le support textile est constitué par un feutre dans les fibres la duquel sont accrochés les grains de matière thermo plastique, ou bien par un tissu duvete=: ou oubien une toile composée en totalité ou en partie de mono-filaments. 5. Procédé de fabrication d'un élément filtrant pour la filtration de gaz ou de liquides caractérisé en ce que l'on pulvérise, sur la surface d'un support textile 1, une poudre de matière thermoplastique pour former une couche superficielle 2 et on chauffe le support textile 1 et sa couche superficielle 2 à une température telle que les grains 2c de la poudre en surface soient portés au point de fusion alors que les grains 2b, 2c de la partie interne de la couche 2 ne sciet portés qu'au point de ramollissement, ces derniers assurant la liaison avec le support textile. 6. Procédé suivant la revendication 5 caractérisé en ce que l'on fait pas ser le support textile recouvert de la couche de grains de matière thermoplastique à travers un four 4 dans lequel des rampes de chauffa ge sont prévues immédiatement au-dessus de la nappe défilant. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé en ce qu'après le chauffage on fait passer l'ensemble chaud formé par le support textile et la couche de grains de matière thermoplastique sous un rouleau de calandre froid 5. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que l'on chauffe le support textile avant de pulvériser la poudre de grains de matière thermoplastique. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce que l'on pulvérise sur le support textile d'abord des grains relativement gros puis des grains de dimension de plus en plus petite de manière à obtenir sur le support textile une couche superficielle de grains dont la dimension va en croissant en direction du support.