Brevet FR2534941A1 — publié le 19840427

-1 Procédé et installation pour la formation d'une couche imperméable sur une nappe souple. L'invention concerne un procédé et une installation pour la formation d'une couche imperméable sur une nappe souple et/ou déformable, par exemple une nappe de fibres tissées ou non tissées. On connaît déjà des procédés et installations pour la forma- tion d'une couche imperméable sur une nappe textile. Certains de ces procédés consistent à enduire d'une couche de résine à solvants volatils, -au moyen d'un râcle, une nappe de fibres tissées que l'on déroule à grande vitesse par trac- tion et à soumettre la couche de résine à un séchage à tempé- rature supérieure à 1000 C pour évaporer les solvants De tels procédés ne peuvent être utilisés pour déposer une cou- che de résine sans imprégnation sur des fibres non tissées ou sur une nappe à structure déformable du type jersey La traction de déplacement de la nappe fait subir à celle-ci des déformations inacceptables et le râcle fait pénétrer la résine à l'intérieur de la nappe et imprègne celle-ci. De plus, les produits à base de résine à solvants volatils sont chers et sensibles aux rayons ultra-violets, de sorte qu'ils vieillissent mal. D'autres procédés connus consistent à déposer par extrusion un produit thermoplastique sur une nappe de fibres non tis- sées ou de jersey qui est déplacée à très faible vitesse. Ces procédés ont notamment pour inconvénients que l'extrusion du produit thermoplastique se fait sous température et pres- sion élevées (de l'ordre de 160 à 2500 C et de 150 à 250 bars respectivement), de sorte que l'installation d'extrusion est nécessairement coûteuse De plus, le produit thermoplastique extrudé, qui ne contient pas de solvant, se fige ou se soli- difie en une feuille dèsla sortie de l'extrudeuse et n'adhère pas à la nappe de fibres La feuille thermoplastique extru- dée doit donc être enduite de colle sur sa face à appliquer sur la nappe de fibres, ou bien doit subir une fusion super- ficielle pour assurer son adhérence à ladite nappe, ce qui augmente encore le coût du produit fini. L'invention a pour objet un procédé et une installation per- mettant la formation d'une couche imperméable sur une nappe souple et/ou déformable, par exemple une nappe de fibres non tissées, qui ne présentent pas les inconvénients précités. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on fait avancer la nappe de façon continue, on extrude, à température ambiante et sous faible pression, une couche uniforme d'une émulsion aqueuse de résine sur la face supérieure de cette nappe, et on soumet cette couche déposée à un séchage, par exemple d'abord par rayonnement infrarouge puis par soufflage d'air chaud. L'invention propose également une installation pour l'exécu- tion de ce procédé, qui est caractérisée ence qu'elle comprend, à la suite les uns des autres des moyens d'alimentation et d'avance continue d'une nappe souple; un poste d'extrusion, sensiblement à température ambiante et à pression faible, d'une couche uniforme d'une émulsion aqueuse de résine sur la face supérieure de la nappe; et un poste de séchage de ladite couche déposée sur la- dite nappe. Les deux avantages essentiels du procédé et de l'installa- tion selon l'invention résultent, d'une part, de l'extrusion à température ambiante et sous faible pression du produit à déposer sur la nappe, ce qui permet d'utiliser un poste d'ex- trusion particulièrement simple et bon marché, et, d'autre part, de l'utilisation d'une émulsion aqueuse de résine comme matière d'imperméabilisation, cette émulsion aqueuse de ré- sine étant très bon marché et donnant un produit fini d'ex- cellente qualité. L'invention concerne également une nappe souple et/ou dé- formable, par exemple de fibres non tissées, imperméabilisée sur une de ses faces, qui est caractérisée en ce qu'elle est obtenue par exécution de ce procédé ou mise en oeuvre de cette installation. Etant donné qu'une nappe de fibres non tissées est l'un des supports les plus économiques que l'on puisse trouver, qu'une résine acrylique en émulsion aqueuse est une des matières d'imperméabilisation les plus économiques, et que l'imperméa- bilisation de la nappe se fait par extrusion de cette émulsion aqueuse de résine acrylique au moyen d'une installation simple et bon marché, la nappe souple enduite de résine sur l'une de ses faces (et qui est ainsi imperméabilisée) est produite à un prix de revient très inférieur à celui de toute autre nappe imperméable O Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels les figures 1 A et 1 B représentent schématiquement, en coupe verticale partielle, deux parties successives de l'installa- tion selon l'invention; la figure 2 est une vue schématique de la rampe d'extru- sion utilisée dans cette installation; la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1 B. Dans ce qui suit, on va décrire une application de l'inven- tion à l'enduction d'une nappe de fibres non tissées, qui sont liées par exemple par collage ou aiguilletage, par une couche d'une émulsion aqueuse de résine formée de poly- mères acryliques. L'invention est toutefois applicable à des supports souples et/ou déformables autres qu'une nappe de fibres non tissées, et permet leur enduction par des résines autres que des ré- sines acryliques Elle est également applicable à des sup- ports qui ne sont pas déformables par traction. L'installation selon l'invention comprend tout d'abord (figu- re IA) un poste 10 d'alimentation de la nappe Ce poste com- prend un bâti 1 l supportant des bobines 12 de nappe qui sont montées libres à rotation autour d'axes horizontaux trans- versaux 13, de façon à pouvoir tourner autour de ces axes avec un frottement aussi réduit que possible Les axes 13 sont portés par une boîte à roulements, déplaçable en trans- lation horizontale, ce qui permet de faire passer une bobine de la position d'attente dans la position de déroulement. La nappe 14 de fibres non tissées, qui peuvent être des fi- bres de polyamide, de polyester ou analogue, est déroulée d'une bobine 12 et conduite, en passant sur des rouleaux ho- rizontaux 15 et 16, jusqu'à un cylindre 17 de repassage ou de lissage, d'axe horizontal, et dont la surface périphérique est en contact, sensiblement sans pression, avec la face supé- rieure de la nappe 14 qui s' enroule partiellement autour de ce cylindre La surface périphérique du cylindre 17 est chauffée, par exemple au moyen de résistances électriques disposées longitudinalement dans le cylindre, et elle est entraînée (par rotation du cylindre 17) dans le même sens que la nappe 14, à une vitesse périphérique qui est très su- périeure à la vitesse d'avance de la nappe Le cylindre 17 assure ainsi le lissage ou repassage de la face supérieure de la nappe 14, en couchant les parties de fibres en saillie sur cette face supérieure. L'installation comprend ensuite un tapis horizontal 18 cons- titué de bandes continues 20 parallèles qui sont tendues et entraînées par deux rouleaux 22 dont la surface périphé- rique présente des cannelures transversales ou cylindriques entre lesquelles sont guidées les bandes 20 On évite ainsi tout déplacement latéral de ces bandes La nappe 14 est por- tée par les bandes 20 qui avancent à la même vitesse que la nappe. Au-dessus du tapis mobile 18 est disposée une rampe d'extru- sion 24 destinée à déposer, sur la face supérieure de la nappe 14, une couche uniforme d'une émulsion aqueuse de résine acrylique contenant éventuellement des charges inertes. Cette rampe d'extrusion (représentée plus en détail en figu- re 2) peut être du type de celles qui sont utilisées habituel- lement pour l'extrusion d'une feuille d'un produit thermo- plastique Toutefois, à la différence de la technique anté- rieure o une telle rampe est alimentée en produit thermo- plastique à extruder à une température d'environ 160 250 C et sous une pression de 150-250 bars environ, cette rampe est, selon l'nvention, alimentée en émulsion aqueuse de résine acrylique sensiblement à la température ambiante et sous une pression faible, de 1 à 5 bars environ L'émulsion aqueuse de résine acrylique, qui est d'un type disponible dans le commerce, est débullée et filtrée immédiatement avant d'être amenée à la rampe d'extrusion 24 Ce débullage et cette filtration, ainsi que l'amenée à la rampe d'extrusion 2534941- et l'extrusion proprement dite, se font sans que l'émulsion aqueuse de résine soit en contact avec l'air, ce qui permet d'éviter le séchage de l'émulsion et la formation de parti- cules solides de produit, qui glisseraient et tomberaient sur la nappe de fibres Comme représenté en figure 2, la rampe d'extrusion 24 est de structure classique et comprend un passage 26-d'alimentation de l 'émulsion aqueuse de résine acrylique, relié à une fente de sortie 28, de grande longueur, et dont la largeur peut être réglée au moyen d'un dispositif à vis 29 Une telle rampe, qui est alimentée en produit à extruder à température ambiante et sous faible pression, peut être réalisée avantageusement en matière plastique, donc à un prix de revient très bas. La fente de-sortie 28 de la rampe d'extrusion 24 s'étend parallèlement à l'axe du rouleau 22 du tapis mobile 18 et permet de déposer une couche régulière et uniforme d'une émulsion aqueuse de résine acrylique sur toute la largeur de la nappe 14. L'installation comprend ensuite un poste 30-de séchage de la couche de résine par rayonnement infrarouge Le poste 30 comprend une enceinte de four 32 de grande longueur, qui eÈt traversée horizontalement par la nappe 14 supportée par un convoyeur 33 Le convoyeur est du type à deux chaînes paral- lèles 34 passant sur des roues d'entraînement 36 situées aux deux extrémités de l'enceinte 32 et, par exemple, à l'exté- rieur de celle-ci Les chaînes 34 sont reliées entre elles, à intervalles réguliers, par des barreaux horizontaux trans- versaux 35 qui supportent la nappe 14 Le convoyeur 33 est entraîné à une vitesse légèrement supérieure à la vitesse d'avance de la nappe 14 de façon à contribuer à son avance et à défiler lentement sous celle-ci. Des tiroirs horizontaux 37 portant des lampes 38 émettant un rayonnement infrarouge court sont disposés transversale- ment dans l'enceinte 32 sous la nappe 14. Au voisinage de son extrémité aval par rapport au sens d'avance de la nappe 14, l'enceinte 32 comprend un disposi- tif 39 d'extraction d'air, qui est réglé de façon à maintenir dans cette enceinte une ambiance d'air saturé en humidité afin de retarder la formation d'une peau superficielle qui empêcherait l'évaporation-d'eau depuis le coeur de la cou- che de résine. Avantageusement, l'enceinte 32 peut être formée de plusieurs caissons ouverts latéralement, montés juxtaposés et conte- nant chacun un ou plusieurs tiroirs 37. A la suite du poste 30 de séchage par rayonnement infrarouge, l'installation comprend un poste 40 de séchage par air chaud soufflé qui permet d'achever lentement l'évaporation de l'eau contenue dans la couche de résine Ce poste 40 est for- mé d'une enceinte 41 calorifugée, de hauteur relativement im- portante, présentant une chambre supérieure 42 et une chambre inférieure 43 La nappe 14 quittant le poste 30 de séchage_ par rayonnement infrarouge pénètre dans la chambre supérieure 42 par une fente de la paroi de celle-ci et passe sur un cy- lindre de guidage 44, puis sur un cylindre d'entraînement présentant un diamètre relativement important. La nappe 14 quittant le cylindre d'entraînement 45 pénètre dans la chambre inférieure 43 de l'enceinte 41 Dans cette chambre 43 est logé un convoyeur 46 du type à deux chaînes parallèles 47 reliées entre elles par des tubes horizontaux transversaux 48 qui sont fixes en rotation ou monté's à rota- tion lente sur les chaînes Ces chaînes passent sur des roues d'entraînement et'de guidage 49 disposées aux quatre sommets d'un rectangle à côtés horizontaux et verticaux Le convo- yeur 46 est entraîné pas b pas de telle sorte que la nappe 14 for-me, entre les tubes 48 de la partie supérieure du con- voyeur 46, des brins ou plis 50 verticaux, qui sont libres en partie basse Le convoyeur a une longueur ou dimension longitudinale horizontale qui est supérieure à celle de la chambre 43 et sort' de celle-ci, la nappe 14 passant sur un cylindre 51 disposé dans une ouverture horizontale de la paroi de l'enceinte chaude 41, puis s'étendant à nouveau sur les tubes 48 en formant entre eux des plis verticaux 50, jusqu'à un cylindre d'extraction 52 disposé immédiate- ment au-dessus de la roue d'entraînement 49 du convoyeur. A la sortie du convoyeur, la nappe 14 est guidée en glisse- ment sur une surface oblique 64 se terminant à sa partie inférieure par une surface arrondie concave 65 sensiblement en forme de demi-cercle, destinée à recevoir des plis 66 de la nappe 14, correspondant à un stockage momentané de celle-ci. La nappe est reprise ensuite verticalement sur un rouleau de guidage 67, puis s'étend horizontalement jusqu'à un rouleau de guidage 68 en passant entre des couteaux rotatifs 69 de délaizage, et est enfin enroulée en continu sur un cylindre associé à deux cylindres enrouleurs 71. Le poste 40 comprend encore des moyens de chauffage de l'air et de soufflage de l'air chauffé qui sont extérieurs à l'en- ceinte 41 (figure 3) Ces moyens comprennent un conduit in- férieur 55 dont l'entrée communique avec la partie inférieure de la chambre 43 et dont la sortie débouche sur un dispositif 56 de chauffage de l'air, par exemple un dispositif à résis- tance électrique L'air traversant le dispositif de chauffage 56 pénètre dans un venturi 57 dans le col duquel est monté un ventilateur 58 de mise en circulation de l'air Le ventilateur 58 refoule l'air dans la partie divergente 59 du venturi qui est reliée par un coude à un conduit 60 horizontal formant gaine de répartition de l'air au-dessus de la paroi supérieu- re 61 de la chambre 43 Cette paroi supérieure 61 est percée de fentes ou d'orifices 62 propres à diriger l'air chaud à l'intérieur des plis 50 de la nappe 14. L'enceinte 41 peut être formée par juxtaposition de plusieurs -9 caissons sensiblement identiques ouverts latéralement, com- prenant chacun un moyen de chauffage et de soufflage de l'air à l'intérieur de l'enceinte, la paroi de cette enceinte étant constituée de matière thermiquement isolante. L'installation qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante La nappe 14, par exemple de fibres non tissées de polyamide ou de polyester, est déroulée d'une bobine 12 et est guidée par les rouleaux 15 et 16 jusqu'au cylindre chauffant 17. La face supérieure de la nappe 14 est repassée ou lissée par ce cylindre chauffant, puis,-lors de son passage sur le tapis d'entraînement 18, reçoit une couche régulière et uniforme d'une émulsion aqueuse, par exemple de résine acrylique com- prenant avantageusement des charges inertes de remplissage, extrudée par la rampe 24 L'épaisseur de cette couche-peut être faible, par exemple inférieure-à 1,5-ou 2 millimètres, mais peut également être supérieure à 2 millimètres. L'émulsion aqueuse de résine extrudée sur la nappe 14 reste sur la face supérieure de celle-ci, sans pénétrer à Pinté- rieur, mais en adhérant aux fibres supérieures de la nappe. La nappe 14 passe ensuite dans le four 30 de séchage par rayonnement infrarouge court et, dans ce four, est chauffée par en dessous dans une atmosphère d'air saturée en humidité. Le chauffage de la face inférieure de la nappe 14 et la grande teneur de l'air en humidité ont pour effet de retarder la formation d'une peau superficielle de la couche de résine qui empêcherait l'évaporation d'eau ou de solvant depuis le coeur de cette couche Dans le poste 30 de séchage, la couche de résine est débarrassée d'environ 70 % de son poids d'eau, et est soumise à une température inférieure à 1000 C, de manière à éviter la formation de cloques qui seraient dues à l'évaporation de molécules d'eau. La nappe 14 quittant le poste 30 pénètre dans l'enceinte 41 de séchage par air chaud soufflé en atmosphère proche de la saturation en humidité o s'achève lentement l'évapora- tion des 30 % d'eau environ en poids restants dans la couche de résine, l'évaporation se faisant au travers d'une masse de résine qui devient progressivement de consistance caout- chouteuse A la sortie de l'enceinte chaude 41, la nappe est à nouveau suspendue aux tubes horizontaux 48 du convo- yeur en formant des plis verticaux 50 entre ces tubes, ce qui permet de ramener à température ambiante la couche sèche de résine, devenue caoutchouteuse La nappe 14 sortant du convoyeur est guidée par glissement sur la surface oblique 64 et forme des plis 66 de stockage momentané sur la surface concave 65, avant de subir un délaizage et d'être enroulée sur le cylindre 70. On obtient ainsi une nappe de fibres non tissées, imperméa- bilisée par la couche de résine dont sa face supérieure est enduite. Le procédé et l'installation selon l'invention sont particu- lièrement avantageux, aussi bien en ce qui concerne la qua- lité du produit fini, qui n'a subi aucune déformation pendant son trajet d'un bout à l'autre de l'installation, qu'en ce qui concerne l'économie d'énergie résultant de l'utilisation d'un four de séchage par rayonnement infrarouge (permettant une très bonne utilisation de l'énergie pour le séchage de la couche de résine dans une condition quasi-liquide) et de l'utilisation d'un four de séchage par air chaud soufflé (permettant l'achèvement du séchage et de la polymérisation de la résine avec un faible apport d'énergie). Revendications. 1 Procédé de formation d'une couche imperméable sur une nappe souple, caractérisé en ce q'on fait avancer la nappe ( 14) de façon continue, on dépose, par extrusion sous pression faible et à température ambiante, une couche uni- forme d'une émulsion aqueuse de résine sur la face supérieure de la nappe ( 14) et on soumet cette couche déposée à un sé- chage, par exemple d'abord par rayonnement infrarouge,puis par soufflage d'air chaud. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression d'extrusion est de l'ordre de 1 à 5 bars environ. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le séchage par rayonnement infrarouge a lieu dans une atmos- phère d'air sensiblement saturé en humidité, et le séchage par soufflage d'air chaud a lieu en atmosphère proche de la saturation en humidité. 4 Procédé selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que, immédiatement avant le dépôt de ladite couche, on soumet la face supérieure de la nappe ( 14) à un lissage avec chauffage, propre à coucher sur cette face les parties de fibres en saillie. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la nappe ( 14) est du type déformable par traction, que l'on fait avancer sans la soumettre à une traction. 6 Procédé selon l'une des revendications précêdentescarac- térisé en ce que la nappe ( 14) est une nappe de fibres non tissées, par exemple en polyamide ou en polyester. 7 Procédé selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que ladite émulsion est une émulsion aqueuse de résine acrylique contenant par exemple des charges inertes. 8 Installation pour l'exécution du procédé décrit dans l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend successivement: des moyens ( 12, 15, 16, 17, 18) d'alimentation et d'avance continue d'une nappe ( 14) souple; une rampe ( 24) d'extrusion, à température ambiante et sous pression faible, d'une couche uniforme d'une émulsion aqueuse de résine déposée sur la face supérieure de la nappe ( 14); et des moyens ( 30,40) de séchage de cette couche déposée. 9 Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la rampe d'extrusion ( 24) est du type permettant habi- tuellement l'extrusion d'une feuille ou d'un film de produit thermoplastique, et est alimentée en émulsion aqueuse de ré- sine sous une pression de 1 à 5 bars environ. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de séchage comprennent un poste ( 30 > de séchage par rayonnement infrarouge, traversé par ladite nappe ( 14) et à atmosphère d'air sensiblement saturé en humidité, et un poste ( 40) de séchage final par soufflage d'air chaud, dans lequel règne une atmosphère proche de la saturation en humidité. 11 Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation et d'avance de la nappe ( 14) comprennent des moyens ( 15, 16, 17, 18) de déroulement de la nappe ( 14) à partir de bobines ( 12) d'alimentation. 12 Installation selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce qu'elle comprend, en amont de la rampe d'extrusion ( 24), un cylindre rotatif ( 17) d'axe horizontal 2 S 34944 et à surface périphérique chauffée en contact avec la face supérieure de la nappe ( 14), et des moyens d'entraînement en rotation de ce cylindre à une vitesse périphérique supé- rieure à la vitesse de déplacement de la nappe ( 14) pour obtenir le lissage des fibres de la face supérieure de cette nappe. 13 Installation selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que la rampe d'extrusion ( 24) est dispo- sée au-dessus d'un tapis horizontal d'entraînement ( 18) constitué de bandes ( 20) guidées et entraînées par des rou- leaux cannelés ( 22). 14 Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le poste ( 30) de séchage par rayonnement infrarouge comprend une enceinte de four ( 32) dans laquelle est logé un convoyeur ( 33) à barreaux métalliques ( 35) de support de la nappe ( 14), entraîné à une vitesse légèrement supérieu- re à la vitesse d'avance de la nappe ( 14). Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que des lampes ( 38) à rayonnement infrarouge court sont disposées dans ladite enceinte ( 32) sous la nappe ( 14). 16 Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le poste ( 40) de séchage par air chaud comprend une enceinte ( 41) traversée par un convoyeur ( 46) à chaînes ( 47) reliées par des tubes horizontaux ( 48),entrainé pas à pas à une vitesse moyenne très inférieure à la vitesse d'avance de la nappe ( 14), de sorte que celle-ci forme entre les tu- bes ( 48) des plis verticaux ( 50). 17 Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le poste ( 40) de séchage par air chaud est prolongé par une zone de mise à température ambiante de la nappe, la nappe étant dans cette zone suspendue aux tubes ( 48) du convoyeur pour reformer des plis verticaux entre ces tubes au-delà de 253494 f l'enceinte ( 41). 18 Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le poste ( 40) comprend des moyens ( 56, 58, 60) de soufflage d'air chaud dans les plis ( 50) de la nappe ( 14) et des moyens de recyclage de l'air chaud soufflé. 19 Nappe enduite d'une couche imperméable sur l'une de ses faces, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par exécution du procédé selon l'une des revendications 1 à 7, ou par mise en oeuvre de l'installation selon l'une des revendications 8 à 18. Nappe selon la revendication 19, caractérisée en ce qu'el- le est formée de fibres non tissées, par exemple de polyamide ou de polyester. 21 Nappe selon la revendication 19 ou 20, caractérisée en ce que ladite couche est une résine constituée de polymères acry- liques.