Brevet FR2502199A1 — publié le 19820924

La présente invention est relative à la fabrication de feutre aiguilleté à partir de fibres de verre. Les brevets US 3.883.333 et 4.158.557 décrivent la fabrication d'une nappe de filaments de verre continus opérée en disposant transversalement des filaments continus de part en part de la largeur d'un transporteur en mouvement pour obtenir une nappe d'une épaisseur donnée. La nappe passe du transporteur à un métier à aiguilleter o des aiguilles à crochets la transpercent pour entremêler les filaments afin de former une nappe dotée d'intégrité mécanique. Les fi- laments de cette nappe contiennent normalement,lors de leur dépôt sur le transporteur,de l'humidité à raison de 10 à 20% ou plus,attendu qu'on leur applique,au cours de leur formation, un ensimage aqueux. Les feutres préparés selon les brevets précités s'avèrent particulièrement intéressants pour la fabrication par estampage de pièces en matière thermoplastique armée de fibres de verre. Les matières utilisées à l'ensimage des filaments servant àfabriquer le feutre sont typiquement des émulsions aqueuses. A titre d'exemple type d'ensimages utilisés,on peut citer celui décrit dans le brevet US 3.849.148. Selon une variante décrite dans le brevet US 4.158.557,on fabrique le feutre en utilisant comme source de filaments des bobines au lieu de filières à fibre. Les fila- ments en bobine portent aussi, bien qu'à un moindre degré que les fibres provenant de filières,une certaine humidité (typiquement de 5 à 8%). On a constaté,dans la fabrication de feutre de fibres de verre aiguilleté à partir de nappes de fibres de verre continues,ensimées et humides,que l'on perd beaucoup de temps de production à nettoyer les métiers à aiguilleter du fait qu'ils se trouvent encrassés par du verre et du liant ou de l'ensimage appliqué sur les fibres. Il serait souhaita- ble de réduire ou de supprimer ces pertes de temps. Selon la présente invention,on améliore la productivi- té de l'aiguilletage,dans des traitements comportant l'aiguilletage de nappes de fibres continues humides en faisant subir à ces nappes une série de traitements/de con- ditionnement avant et pendant l'aiguilletage. Ainsi,selon un mode de réalisation préféré de l'invention,on fait traverser à une nappe de fibres continues humide,après sa formation, une zone de séchage dans laquelle elle entre en contact avec un gaz,de préférence air,à humidité relative faible,à une température maintenue en deçà de 490C. A la sortie de la zone de séchage,la nappe entre ensuite en contact avec un gaz à humidité faible,à une température inférieure à 490C,sur sa face opposée à celle que du gaz a traversée dans la zone de séchage. Ce traitement superficiel subi par la nappe dans la seconde zone élimine l'humidité résiduelle qui tend à appa- raitre sur sa face opposée à celle précédemment traversée par le gaz dans la zone de séchage. La nappe passe ensuite dans une zone d'aiguilletage sous atmosphère à humidité faible à une température inférieure à 491C,qui est maintenue telle pendant l'aiguilletage. On a en outre constaté que le maintien d'un milieu à humidité faible à une température inférieure à 490C dans la zone d'aiguilletage dans laquelle une nappe de fibres de verre contenant 1 à 2% d'humidité subit Vaiguilletage, réduit en soi à un degré notable l'encrassement de ladite zone. Les aspects originaux de l'invention sont plus particu- lièrement énoncés dans les revendications annexées,mais pour faire entièrement comprendre l'invention,on va maintenant la décrire en détail en se référant aux dessins annexés,sur lesquels: Fig.l est une vue latérale schématique illustrant une opération de fabrication de nappe de fibres continues qui comporte un aiguilletage de la nappe effectué selon la présente invention; Fig.2 est une vue schématique isométrique illustrant une opération de fabrication de nappe de fibres continues qui comporte un aiguilletage final effectué par le procédé selon l'invention. Comme illustré par la figure l,une nappe de fibres de verre continues est formée de plusieurs fibres ou filaments continus de verre 4,5,6,7 arrivant de haut en bas sur un transporteur 2,de préférence chaîne à toile métallique.Bien que cet aspect ne ressorte pas de l'examen de la figure, les filaments 4, 5, 6 et 7 sont déplacés à va-et-vient, en co. ntinu,suivant la largeur du transporteur 2 afin de recouvrir ce dernier. Les filaments 4-7 peuvent provenir soit directement d'une filière d'étirage,soit d'une bobine comme décrit dans le brevet US 4.158.557 précité. La nappe l,constituée jusqu'à l'épaisseur souhaitée par des couches des diverses fibres 4-7,contient normalement de l'humidité. Si les filaments 4-7 émanent d'une filière d'étirage de fibres de verre,cette humidité est de l'ordre de 20% ou moins et, typiquement,de 12 à 15%. Si les filaments 4-7 arrivent d'une bobineJleur teneur en humidité est usuellement de 8% ou moins,typiquement de 4 à 6%. La nappe 1 traverse en continu un four 10 relié à un conduit 11 muni d'un dispositif de chauffage 12,de préférence chauffage par résistance,qui chauffe le gaz arrivant dans ce conduit ll. Le gaz chauffé (de préférence de l'air) passe dans une hotte O10a du four 10 qui couvre la largeur du transporteur de nappe 2 et s'étend suivant la longueur du transporteur sur une distance suffisante pour que le temps de séjour de la nappe dans le four proprement dit soit de à 120 secondes et, mieux,de 70 à 90 secondes. Le conduit 11 est alimenté en air ayant une humidité relative de 60% ou moins et, de préférence,de 40 à 50%. Du conduit ll,l'air va traverser la hotte l0a et la nappe 1. Après avoir traversé celle-ci,il est extrait à travers la chambre l0b par un conduit 14. Après avoir franchi le four 10,la nappe 1 est trans- portée au-dessus d'un conduit oblong 20 qui présente ne ouverture du type fente 21 s'&endant sur la largeur de la nappe 1. Le conduit 20 est lui aussi muni d'un dispositif chauffant 22 destiné à chauffer le gaz qui arrive dans le conduit 20,ce gaz,qui est encore de préférence de l'air, ayant une humidité relative contr6lée faible,à savoir de % ou moins. Le courant de gaz,envoyé par le conduit 20, vient balayer la face inférieure de la nappe 1 et la débarrasse de l'humidité résiduelle superficielle qui tend à s'amasser sur les fibres situées au niveau et au voisinage de la face inférieure,par suite du séchage opéré dans le four lO.On a en effet constaté que,dans le four 10,le gaz tend,en traversant la nappe,à se saturer ou presque de sorte que,bien que la nappe 1 soit dans l'ensemble sèche,sa face inférieure a tendance à conserver une certaine humidité. La nappe 7 défile ensuite entre un rouleau de pincement 3 et un rouleau entraîneur 9 qui coopère avec un rouleau 8 pour assurer l'avance continue du transporteur 2 à travers la zone de formation de nappe. Un rouleau entraîneur 30,contourné par une chatne 31 qui contourne aussi un rouleau fou 32, tourne à la vitesse voulue pour extraire la nappe 1 du rouleau de pincement 3 de façon qu'elle ait la densité souhaitée. Ain- si,quelle que soit l'épaisseur de la nappe l,la chaine 30 permet d'étirer cette nappe pour lui conférer éventuellement une densité plus faible qu'au niveau des rouleaux 3 et 9. La nappe 1 est transportée de la surface de la chaîne dans une aiguilleteuse 50.Comme représenté,celle-ci présente un banc à aiguilles 51 auquel sont fixées une pluralité d'aiguilles 52,normalement disposées en rangées parallèles. L'aiguilleteuse 50 comporte une contre-plaque 53, percée de trous appropriés 54 disposés en rangées de façon que les aiguilles 52 puissent facilement les traverser pendant l'aiguilletage. L'aiguilleteuse 50 comporte aussi une plaque de soutien 55,également percée d'une série de trous 56 dispo- sés de façon que les aiguilles 52 du banc à aiguilles 51 puis- sent les traverser. La plaque 55 constitue une surface sur laquelle la nappe 1 repose en traversant l'aiguilleteuse 50. Comme représenté,le banc à aiguilles 51 se déplace à va-et-- vient suivant la double flèche pour pousser les aiguilles 52 à travers la nappe 1 et les deux plaques 52 et 55,afin d'en- tremêler les filaments formant la nappe 1 pendant que celle- ci traverse l'aiguilleteuse 50.La nappe 1 avance à travers celle-ci sous l'effet d'un rouleau menant 58 qui lui applique une force de traction. Un bac 59 est prévu pour recueillir les filaments de verre cassés qui traversent les trous 56 de la plaque 55. Dans l'aiguilleteuse 50 et notamment dans la zone d'aiguilletage,c'est-àdire la région située entre les plaques 53 et 55,on établit un milieu contrôlé pour maintenir dans cette zone une température d'environ 10 à 49 C et une humidi- té relative de 40 à 60%. On opère ce conditionnement en faisant continuellement arriver du gaz à humidité relative faible dans la zone d'aiguilletage, grâce à un conduit 41, auquel est associé un dispositif chauffant 42 qui permet de porter le gaz traversant le conduit à la température souhaitée,tandis que l'humidité relative du gaz est aussi réglée à la valeur voulue. A son extrémité,le conduit 41 pré- sente une fente 43,de forme générale rectangulaire,qui s'étend sur la largeur de la zone d'aiguilletage en vue de répartir régulièrement le gaz à humidité faible en travers de l'entrée de l'aiguilleteuse 50. La figure 2 permet de mieux voir la configuration des conduits 20 et 41 et des fentes correspondantes,21 et 43 respectivement,ainsi que celle du four de chauffage 10. Lors de la mise en oeuvre de l'invention avec le dispositif représenté sur les figures 1 et 2,une nappe ayant une teneur notable en humidité, typlquement de 4 à %,arrive en continu au four 10.De l'air à une température de 21 à 49 C passe à travers la nappe 1 de la hotte IOa dans le conduit collecteur 14 en quantité suffisante pour que la nappe ait à la sortie du four une teneur en humidité sensiblement réduite,à savoir de 1 à 2% en poids rapporté à la nappe 1. La nappe 1 est traversée sur toute sa largeur par de l'air arrivant du conduit 20 à une température de 21 à 49 C pour réduire encore la teneur en humidité de la nappe de façon que celle-ci ait,en pénétrant dans l'aiguilleteuse ,une teneur en humidité de 0,5 à 1%. Dans l'aiguilleteuse , en milieu conditionné à 21-49 C et à humidité relative faible,inférieure a 60%,1a nappe de fibres continue est aiguilletée et ressort avec une teneur en humidité finale de 0,3% ou moins. On a constaté,en faisant fonctionner une unité de fabrication de feutre aiguilleté avec le mode de conditionne- ment décrit ci-dessus,que le bouchage des trous de la plaque de soutien et de la contre-plaque se trouve sensiblement réduit,ce qui raréfie les interruptions du traitement et augmente en conséquence la productivité. En faisant fonctionner l'installation pour fabriquer,par exemple,un feutre aiguilleté de 2,54 m avançant à une vites- se de 4,9 m/mn avec application des trois conditionnements: séchage au four,séchage par dessous et conditionnement de l'aiguilleteuse au cours d 'une période de huit heures,on n'a eu à opérer qu'une seule mise à l'arrêt pour le nettoyage des plaques du banc. En l'absence du séchage par dessous au cours d'une période analogue de huit heures,trois mises à l'arrêt pour nettoyage se sont imposées>ce qui représente une perte de temps productif de 40 minutes par rapport à la précédente période de fonctionnement de huit heures. On a en outre constaté qu'avec ou sans l'action du dispositif de chauffage par dessous,le conditionnement de l'aiguilleteuse supprime sensiblement les dépôts qui apparaissent,en son absence,sur la contre-plaque. Bien entendu,la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut gtre mise en oeuvre suivant des variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS l.Procédé de fabrication d'un feutre aiguilleté continu de fibres de verre à partir d'une nappe continue (1) de fibres de verre contenant une quantité notable d'humidité,selon lequel on fait passer ladite nappe, à partir d'une surface de formation de nappe (2),dans une zone d'aiguilletage (50)o elle est pénétrée par une plurali- té d'aiguilles à crochetspour entremêler les filaments continus,et l'on extrait de ladite zone d'aiguilletage un feutre continu de fibres de verre dont les filaments sont liés les uns aux autres du fait de l'entremêlement causé par l'aiguilletage,caractérisé en ce qu'entre la surface de forma- tion de nappe et la zone d'aiguilletage,on fait passer ladite nappe à travers une première zone de traitement (10),o on fait passer de l'air à travers ladite nappe à filaments continus d'une première à une seconde de ses grandes faces en conservant à l'air arrivant sur la première face une tempé- rature inférieure à 49 C et une humidité relative inférieure à 60%,on fait passer la nappe de la première zone de traite- ment dans une seconde zone de traitement (21),o on met sa seconde grande face en contact avec de l'air à une températu- re inférieure à 49 C et à humidité relative inférieure à 60%, dans ladite seconde zone, et en ce qu'on extrait de la zone d'aiguilletage (50)un feutreayant une teneur en humidité inférieure à 0,35%. 2. Procédé de fabrication d'un feutre aiguilleté de filaments de verre continus,caractérisé en ce qu'on dépose en continu une pluralité de fibres de verre à filaments continus (4,5,6,7) sur une surface mobile (2),lesdits fila- ments étant déposés sur cette surface mobile à l'état humide, à partir d'une pluralité de sources de fibres de verre continues,de part en part de la largeur de ladite surface mobile afin de former sur ladite surface une nappe (1) de filaments de verre continus, et on fait passer la nappe résultante dans une zone d'aiguilletage (50),o on lui fait subir un aiguilletage dans cette zone pour lier mécaniquement par entremêlement les filaments de verre continus,caractérisé en ce qu'on fait passer la nappe (1) formée sur la surface mobile (2) à travers une zone de conditionnement,o on met une face de la nappe en contact avec une arrivée d'air conditionné à une température de 38 à 49 C et à humidité relative d'au moins 20%,dans une première zone (11),puis on met la nappe, après qu'elle ait quitté ga première zone, en contact avec de liair à une temperature d'au moins 38 C et à humidité relative d'au moins 20% sur sa race opposée à celle traitée dans la première zone et en ce qu'in faix arriver en continu dans la zone dS'aigu.iLlletage dû l'air conditionné ayant une humidité relative d'au moins 20% et inférieure à environ 60%. 3.Procédé pour faire fonctionner une zone d'aiguilleta- ge dans laquelle on confère à une nappe de fibres de verre à filaments continus (1) de la cohérence mécanique en la faisant pénétrer par des aiguilles à crochets (52) pour en- tremêler les filaments et dans laquelie la nappe a une teneur en humidité de 0,5 à l%,caractérisé en ce qu'on introduit dans la zone d'aiguilletage (50)de l'air en quantité suffisante pour établir dans cette zone une atmosphè- re à une température de 21 à 490C et à humidité relative de 20 à 60%. 4. Procédé d'aiguilletage d'une nappe (1) continue de fibres de verre contenant 6% d'eeau,caractérisé en ce qu'on fait traverser la nappe (1) par de l'air chauff,dans une zone de traitement thermique (10),pendant qu'elle est transportée pour aller subir l'aiguilletageon met une face de la nappe émer- geant de la zone de traitement thermique en contact,dans un sens opposé à celui d'écoulement de l'air dans la zone de traitement thermique,avec un premier courant d'air chauffé ayant une humidité relative faible pour éliminer l'humidité de ladite face de la nappe,on fait passer la nappe dans la zone d'aiguilletage (50)et l'on introduit dans la zone d'ai- guilletage un second courant d'air conditionné à humidité relative faible en travers de la face de la nappe opposée à celle qu'a traitée le premier courant d'air conditionné. 5.Procédé pour l'aiguilletage d'une nappe continue de filaments de verre, la nappe ayant une teneur en humidité inférieure à 1% du poids du verre, caractérisé en ce qu'on fait arriver une certaine quantité d'air conditionné dans la zone d'aiguilletage (50) dans laquelle ladite nappe est pénétrée par des aiguilles à crochets(52) qui emmêlent les filaments continus (4-7) pour former une nappe liée d'un seul tenant,le débit d'air conditionné étant suffisant pour établir dans la zone d'aiguilletage une température de 21 à 49 C et une humidité relative inférieure à 60%. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on maintient la zone d'aiguilletage à unehumidité relative comprise entre 40 et 50 %.