Brevet FR2549466A1 — publié le 19850125

La présente invention est relative à un procédé pour améliorer la liaison entre plusieurs couches dun mélange humide de fibres et de liant hydraulique, ainsi qu'à un dispositif pour sa mise en oeuvre. La fabrication de produits en fibres-ciment utilise généralement la technique d'enroulement d'une couche de fibres et de ciment autour d'un cylindre. La couche est elle-même obtenue soit par filtration d'une bouillie aqueuse de fibres et de ciment sur un ou plusieurs tamis successifs, et transfert de la couche élémentaire sur une bande sans fin appelée feutre (procédé Hatschek), soit par depôt direct du melange aqueux de fibres et de ciment sur ledit feutre (machine Fourdrinier).La pâte déposée sur le feutre, qui resulte eventuel- lement de la superposition de plusieurs couches élémentaires, prend alors le nom de "monocouche" et, apres essorage par passage sur des caisses à vide, elle est enroulée autour d'un cylindre appele cylindre-format lorsque le produit fabriqué sera un produit plan ou profilé, tel qu'une plaque ondulée de couverture de bâtiment, ou autour d'un mandrin en vue de l'obtention de tuyaux. L'épaisseur de la monocouche est généralement assez faible, de l'ordre du millimètre ou meme inférieure, et pour conférer au produit fini des propriétés mécaniques suffisantes, il est nécessaire de procéder à un enroulement de la monocouche autour du cylindre-format ou du mandrin, jusqu'à obtention d'une accumulation presentant l'epaisseur désirée. Lorsque cette épaisseur est atteinte, un dispositif automatique découpe le cylindre de pâte suivant une génératrice. Du fait de l'enroulement successif de plusieurs monocouches, il arrive parfois que la liaison soit faible entre les monocouches et le produit fini présente un feuilletage ; ce problème, assez rare lorsque les fibres sont à base d'amiante, se rencontre plus fréquemment lorsque l'amiante sont substituées des fibres synthétiques. La liaison entre les monocouches dépend notamment du taux d'humidité présente dans chaque couche élémentaire.Si ce taux est trop élevé, le cylindre-format ne recueille qu'une bouillie dont la consistance est insuffisante pour donner à l'enroulement la cohesion necessaire. Pour y remédier, les caisses à vide situees sous le feutre sont mises en action de manière à essorer ce dernier mais compte tenu des nombreux paramètres qui interviennent, comme la maille du tamis de filtration ou l'état du feutre, la couche élémentaire devient généralement trop sèche, si bien qu'il est necessaire de procéder ultérieurement à la compression des produits frais sous une presse. Cette operation supplémentaire est très onereuse, surtout pour certains produits comme les plaques ondulees qui doivent être comprimées unitairement. La présente invention remédie à ces inconvénients. Elle a pour objet un procédé pour améliorer la liaison entre plusieurs couches d'un mélange humide de fibres et de liant hydraulique, suivant lequel on met en suspension dans l'eau le mélange de fibres et de liant hydraulique, on le recueille sous forme d'une monocouche que l'on essore et qu'on enroule autour d'un cylindre entraine en rotation et on modifie l'état de surface de la monocouche enroulee autour du cylindre par pulvérisation continue de liquide en direction de celleci. Grâce à la modification de l'état de surface, la cohésion des enroulements successifs de monocouches est améliorée, de sorte qu'il n'y a plus de feuilletage du produit fini et que le passage à la presse des plaques contenant des fibres autres que d'amiante est rendu superflu. I1 en est ainsi notamment lorsque les fibres sont en verre ou d'origine synthétique : acrylique, alcool polyvinylique, polyamide, polyoléfine. Un autre résultat inattendu de l'invention est l'augmentation de densité du produit à base de fibres et de liant obtenu par le procédé objet de l'invention. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, le liquide pulverisé est de l'eau. Suivant un autre mode de realisation avantageux, le liquide pulvérise est de l'eau à laquelle on a ajouté un agent modificateur de viscosité. L'invention a egalement pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procedé, qui comprend une ou plusieurs cuves contenant un mélange de fibres et de liant hydraulique mis en suspension dans l'eau, un feutre recueillant une monocouche de fibres et de liant hydraulique et la transportant jusqu'à un cylindre d'enroulement, et des moyens de pulvérisation de liquide disposés le long du cylindre d'enroulement. Le mélange de fibres et de liant hydraulique est préparé à la manière connue puis mis en suspension dans l'eau à l'intérieur d'une cuve contenant un tamis de filtration. La couche élémentaire recueillie par filtration autour du tamis est transféree sur un feutre et d'autres couches élémentaires viennent s'y ajouter de manière à constituer une monocouche. En variante, la monocouche peut être obtenue par dépôt direct du melange fibres-liant hydraulique sur le feutre, à partir d'un distributeur dit "à alimentation positive". Le feutre supportant la monocouche est essoré au moyen de caisses à vide appliquées contre sa face libre puis il amène la monocouche sous un cylindre entraîne en rotation autour duquel elle est enroulée.On procède alors à une pulvérisation continue de liquide en direction de la monocouche, de maniere à en modifier l'état de surface, pendant tout le temps ou le cylindre-format recueille la monocouche. Les monocouches successives reçoivent donc toutes une pulvérisation. Le liquide pulvérise est de l'eau ou, de préférence, de l'eau additionnée d'un agent modificateur de viscosité en une concentration comprise entre 0,1 et 5 g/l. L'agent modificateur de viscosite peut être un agent epaississant ou un floculant. La quantité de liquide projete doit être telle qu'un brouillard humide se deposera sur la pâte enroule, en evitant tout exces qui provoquerait une dilution importante ou un ramollissement excessif. Le débit dépend d'une part de l'épaisseur de la monocouche, ladite épaisseur dépendant elle-meme du nombre de cuves à tamis et, par suite, du nombre de couches élémentaires constituant la monocouche et, d'autre part, de la composition de la pâte (proportion et nature des fibres). Lorsque l'enroulement des monocouches a conduit à l'obtention de l'épaisseur désirée, l'aspersion de liquide est arrêtée. La synchronisation entre le fonctionnement du pulvérisateur et les cycles de formation sur le cylindre de tête est réalisable par tout moyen connu, tel que came, contrôleur d'épaisseur, détecteur ou temporisation. Ld pâte enroulee est coupee suivant une generatrice et déroulée sur un tapis d'evacuation. La feuille ainsi obtenue est ensuite, à la manière connue, conservée plane ou mise en forme par ondulation avant son mûrissement. La figure représente un dispositif pour la mise en oeuvre du procede suivant l'invention. Ce dispositif comprend plusieurs cuves à tamis la, lb contenant une suspension aqueuse 2 de fibres et de liant hydraulique. Dans chaque cuve, un tamis de filtration 3 recueille une couche élémentaire de fibres et de liant hydraulique et, par rotation du tamis, cette couche élémentaire est transferée sur la sous-face d'un feutre sans fin 4 qui défile au contact des tamis 3. La superposition des couches élémentaires deposées au niveau de chaque cuve donne une monocouche 5 qui est essorée partiellement lors du passage au droit de caisses à vide 6 appliquées contre la face libre du feutre 4.Grâce au passage du feutre 4 entre deux rouleaux, l'un supérieur 7 entraîne en rotation suivant la flèche F recueillant la monocouche 5 et l'autre inférieur 8 assurant l'entraînement du feutre et son renvoi vers les cuves à tamis la, lb, la monocouche s'enroule autour du cylindre-format 7. A proximité de celui-ci, dans la région située dans le quart supérieur du cylindre-format du côte de l'arrivée de la monocouche, est placé un système de pulverisation 9 s'étendant sur toute la longueur du cylindre-format 7. Ce système de pulverisation est composé de pistolets à eau ou d'une rampe munie de buses, ou de tout autre moyen de pulvérisation de liquide. De préférence, les buses de pulvérisation sont à jet plat. En variante, non représentée, le dispositif d'alimentation du cylindre-format en monocouche est remplacé par un distributeur positif, du type machine Fourdrinier, suivant lequel le dépôt de la monocouche sur le feutre est réalise directement à partir d'une cuve contenant le melange de fibres et de liant hydraulique en suspension dans l'eau et se déversant sur le feutre. Différents essais ont été réalisés avec des agents modifiant la viscosité du mélange projeté sur la monocouche. Exemple I Un agent floculant est ajouté en différentes concentrations à de l'eau. La viscosité du mélange obtenu est mesurée à 180 C sur un appareillage BROOKFIELD LVT. Après pulvérisation sur les enroulements de monocouches autour du cylindre-format, on examine le comportement de la couche fraîche obtenue après decoupe et déroulement, à l'égard de tentatives de séparation des différentes monocouches qui la composent (délamination). a) Dans un premier essai, on realise une couche constituée de ciment, de cellulose et de fibres synthétiques, du type alcool de poly vinyle, sans aucune projection de liquide. Le comportement est mauvais, car il est possible de separer très facilement les monocouches les unes des autres, sans aucune déchirure. b) En utilisant les mêmes constituants, on procède à une pulvérisation d'eau pure, dont la viscosité est de 1,3 centipoise. Le compor tement à la tentative de délamination est déjà amélioré : bien qu'il soit encore possible de separer les différentes monocouches, il se produit un déchirement superficiel. c) Sur des monocouches identiques au cas a), on projette un mélange d'eau et de floculant à la concentration de 0,1 9/1. Le floculant est un floculant anionique faible de la famille des polya crylamides. La viscosité du melange est de 1,6 centipoise. Le comportement à la dél ami nation est satisfaisant, car on ne peut plus separer facilement les monocouches. d) En utilisant les mêmes constituants que précédemment, on pulvérise un mélange aqueux à 1 g/l de floculant, dont la viscosité est de 9,5 centipoises. Le comportement à la dél ami nation est bon, car le produit est compact et homogène, la séparation des monocouches ne se faisant qu'avec beaucoup de difficultés ; on constate que des fibres assurent la liaison entre les monocouches. e) Avec les mêmes constituants, mais à 2 g/l de floculant (viscosite du melange : 26 centipoises), le comportement devient excellent. f) Avec 5 g/l de floculant (viscosite du mélange : 130 centipoises), le comportement est toujours excellent et il est totalement impossible de separer les monocouches. il est possible d'augmenter encore la concentration en floculant, de sorte que la viscosité peut atteindre 150 centipoises et même dépasser cette valeur, mais les conditions économiques ne le justifient pas. Exemple II Une monocouche constituée de ciment, de fibres de cellulose et de polyacrylonitrile est enroulée autour du cylindre-format, sur lequel elle-recoit une pulvérisation d'un mélange d'eau et d'agent épaississant, ce dernier, du type hydroxy-éthyl-cellulose, etant dilué à 2 g/l. Le comportement à la délamination est également excellent. Exemple III On projette sur un enroulement de monocouches constituees de fibres de cellulose, de fibres de polyamide et d'un liant subissant le traitement à l'autoclave, compose de ciment et de silice, un melange d'eau et d'agent epaississant à la dilution de 0,5 g/l. L'agent épaississant est par exemple du type sodium-carboxymethylcellulose. Le comportement à la dél ami nation est tres bon. Comme indiqué précédemment, la densité du produit à base de fibres et de liant obtenu grâce à l'invention augmente de maniere sensible. Par suite, les caractéristiques mécaniques liées à la densité, telles que la resistance à la rupture ou le module élastique sont nettement améliorées. Les exemples suivants donnent une illustration de l'augmentation de densite. Exemple IV Un enroulement de monocouches constituées de 5 % de fibres de cellulose, 1,5 X de fibres d'alcool polyvinylique, le reste étant du ciment, presente, après mûrissement, une densité de 1,35 en l'absence de toute pulvérisation. Lorsque de l'eau seule est pulvérisée sur les différentes monocouches, la densité du produit fini est de 1,50. Exemple V Lorsque le melange est constitué de 5 % fibres de cellulose, 1 % de fibres d'alcool de polyvinyle, le reste étant du ciment, la densité du produit fini est de 1,32 sans pulvérisation. Après pulvérisation d'eau seule, le même mélange voit sa densité atteindre 1,48. Exemple VI Un mélange de 7 % de fibres de cellulose et 93 % de ciment présente une densite de 1,30 sans utiliser le procéde suivant l'invention. Après pulverisation d'eau, la densité du produit obtenu est de 1,45. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour ameliorer la liaison entre plusieurs couches d'un melange humide de fibres et de liant hydraulique, du type suivant lequel on met en suspension dans l'eau le melange de fibres et de liant hydraulique, on le recueille sous forme d'une monocouche que l'on essore et qu'on enroule autour d'un cylindre entraîné en rotation, caractérise en ce qu'on modifie l'état de surface de la monocouche enroulée autour du cylindre, par pulvérisation continue de liquide en direction de celle-ci. 2.- Procedé suivant la revendication 1, caractérise en ce que le liquide pulvérise est de l'eau. 3.- Procede suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le liquide pulverisé est de l'eau à laquelle on a ajoute un agent modificateur de viscosité. 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la viscosité du mélange d'eau et d'agent modificateur de viscosité est comprise entre 1 et 150 centipoises. 5.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la concentration du mélange d'eau et d'agent modificateur de viscosite est comprise entre 0,1 g/l et 5 g/l d'agent modificateur de viscosite. 6.- Procéde suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'agent modificateur de viscosité est un floculant. 7.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'agent modificateur de viscosite est un agent epaississant. 8.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 à 7, du type comprenant une ou plusieurs cuves (la, lb) contenant un mélange de fibres et de liant hydraulique mis en suspension dans de l'eau, un feutre (4) recueillant une monocouche (5) de fibres et de liant hydraulique et la transportant jusqu'a un cylindre d'enroulement (7) entraine en rotation, caractérisé en ce que des moyens de pulvérisation de liquide (9) sont disposés le long du cylindre d'enroulement (7). 9.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de pulverisation sont placés dans la région situee dans le quart supérieur du cylindre-format, du côté de l'arrivée de la monocouche. 10.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de pulvérisation sont des buses à jet plat.