Brevet FR2651322A1 — publié le 19910301

PROCEDE ET INSTALLATION DE DETECTION DE CORPS ETRANGERS EN MATIERE SYNTHETIQUE PRESENTS DANS UNE NAPPE DE FIBRES nkTURELtES La présente invention concerne la détection de corps étrangers présents dans une nappe de fibres naturelles notamment de coton ou de lin ; elle concerne plus particulièrement la détection de corps étrangers composés de matière synthétique , notamment de polypropylène au cours de la fabrication de fils de coton ou de lin. La présence de corps étrangers dans les circuits de fabrication de fibres naturelles est un problème important en filature dans la mesure où elle génère des défauts soit en cours de fabrication soit sur le fil terminé . En particulier les matières synthétiques ayant un comportement en ennoblissement différent de celui des fibres naturelles , ce n'est qu'après teinture qu'apparaissent ces corps étrangers : qutil s'agisse de matière colorée ou non, ces corps ne prennent pas la teinture prévue pour les fibres naturelles et sont nettement visibles surtout sur le tissu ou le tricot réalisé avec le fil teint. Ces corps étrangers en matière synthétique , principalement en polypropylène , proviennent d'origines diverses : morceaux d'emballage de la balle de fibres , introduits dans celle-ci lors de l'ouverture ou du prélèvement d'échantillons , morceaux de ficelles ou d'autres déchets mélangés aux fibres naturelles lors de la récolte . Tous ces corps étrangers sont transformés avec les fibres naturelles dans les circuits de préparation et de filature et se retrouvent , généralement sous une forme fibrillée, intimement mélangés aux fibres naturelles dans le fil terminé. I1 importe donc de détecter ces corps étrangers le plus en amont du circuit de fabrication , afin de prendre les mesures qui s'imposent : retrait de la balle polluée , déclassement de la production etc...Mais la détection doit être suffisamment fiable pour déceler ces corps étrangers , même stils sont de taille réduite, et quelles que soient leur présentation et leur nature coloration dans la masse ou non, ficelle ou emballage... A la connaissance du demandeur , il n'existe pas de procédé de détection qui soit capable d'apporter une solution industriellement acceptable au problème précité. C'est ce que se propose de faire le procédé de ltinvention. Ce procédé de détection de corps étrangers en matière synthétique présents dans une nappe de fibres naturelles consiste à soumettre ladite nappe de fibres à un choc thermique et à détecter lesdits corps étrangers par thermographie infra-rouge. On a en effet constaté que le choc thermique sur la nappe provoquait un échauffement différencié entre les fibres naturelles et les corps en matière synthétique ; cette différence d'échauffement serait due à la différence entre les taux de reprise d'humidité de chacun de ces éléments , par exemple 12 X dans le cas de fibres de lin et 2 % dans le cas du polypropylène. Ce choc thermique échauffe donc préférentiellement les corps en matière plastique contenant très peu d'eau ; et la thermographie infra-rouge permet de détecter cet écart de température immédiatement après le choc thermique. De préférence le choc thermique est obtenu en portant la température de l'environnement superficiel de la nappe à environ 2000C pendant une durée inférieure à 6 secondes. La thermographie infra-rouge est réalisée dans la gamme de longueur d'onde de 3,5 à 5,6 micromètres, ou bien de 8 à 12 micromètres. Dans la version préférée du procédé, la nappe étant en défilement continu, on procède à une analyse thermographique de la nappe en continu, comparativement à un seuil prédéterminé et on déclenche une alarme en cas de dépassement du seuil. Avantageusement les fibres naturelles étant des fibres de coton, la nappe est obtenue à partir des déchets de chapeaux de carde. On a en effet constaté une plus forte concentration des corps étrangers dans cet emplacement particulier de la chaîne de fabrication. Avantageusement les fibres naturelles étant des fibres de coton, la nappe est une nappe drétoupe de lin en sortie de peigneuse. C'est un autre objet de l'invention que de proposer une installation spécialement conçue pour la mise en oeuvre du procédé précité. L'installation de détection de corps étrangers en matière synthétique présents dans une nappe de fibres naturelles consiste en un dispositif de chauffage , apte à créer sur la nappe un choc thermique , et en un dispositif de thermographie infra-rouge apte à détecter à l'issue du choc thermique les corps étrangers du fait des écarts de température entre les fibres naturelles et lesdits corps étrangers. Le dispositif de thermographie infra-rouge consiste par exemple en une caméra infra-rouge" travaillant dans la gamme de 3,5 à 5,6 micromètres ou bien de 8 à 12 micromètres. Dans le cas d'une nappe en défilement continu, le dispositif de chauffage consiste par exemple en une rampe de lampes infra-rouge placées au-dessus de la nappe et apte à porter la température de l'environnement superficiel de la nappe à environ 2000C pendant une durée au plus de 6 secondes. De préférence la vitesse de défilement de la nappe étant de l'ordre de 2 m/mn, le dispositif de chauffage consiste en trois lampes infra-rouge de 150W placées entre 10 et 15 cm au-dessus de la nappe et la zone d'analyse de la caméra infra-rouge se situe entre 40 et 60 cm après la sortie du dispositif de chauffage. L'installation peut aussi comprendre un circuit électronique programmable , connecté sur le dispositif de thermographie infra-rouge et sur une alarme , comprenant un comparateur , ledit circuit étant apte à comparer l'analyse thermographique transmise par le dispositif de thermographie à une valeur programmée et à actionner l'alarme en cas de dépassement de ladite valeur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va être faite d'un exemple de réalisation d'une installation de détection de corps étrangers présents dans une nappe de fibres naturelles par thermographie infra-rouge, illustré par le dessin annexé dans lequel la figure unique est une vue schématique de côté de l'installation. La nappe de fibres 1 est une nappe d'étoupes de lin, sortant d'une peigneuse. Elle est transportée sur un tapis 2, ayant la forme d'une boucle fermée , supporté et tendu entre deux rouleaux 3,4, dont l'un au moins est entraîné en rotation par un moteur 5. La nappe fait de l'ordre de 22 g/m . Le tapis 2 est réalisé en fil de verre tissé, avec des mailles de 7 mm. La source de chaleur 6 est composée de trois lampes infra-rouge de 150 W chacune , placée au-dessus du tapis 2, à une hauteur h de la nappe 1. La caméra infra-rouge 7 est dirigée vers une zone 8, située en aval de la source de chaleur 6 dans le sens de la flèche F, correspondant au sens de déplacement de la nappe 1. Cette zone 8 est à une distance moyenne 1 de la sortie de la source de chaleur 6. La hauteur h est fonction , pour une source de chaleur 6 donnée , de la vitesse linéaire du tapis 2. Pour une installation expérimentale dont la vitesse de défilement était de 2m/mn, la hauteur h était de 13 cm. Ceci portait l'environnement superficiel de la nappe 1, à une température de l'ordre de 200"C, pendant une durée de 4 à 5 secondes. La distance 1 était comprise entre 40 et 60cm. Il importe d'obtenir un choc thermique superficiel , et non une élévation progressive de toute la nappe et des corps étrangers dans la masse. C'est la mise en oeuvre d'un tel choc thermique qui permet d'obtenir les écarts de température entre les fibres naturelles et les matières plastiques , en particulier le polypropylène , qui soient décelables par thermographie infra-rouge. La caméra infra-rouge utilisée était du type 782 SW, sensible de 3,5 à 5,6 micromètres , assortie d'un équipement d'analyse et de traitement des thermogrammes (logiciels D.I.P.S.). Sur les thermogrammes on voit apparaître des fibres de polypropylène , présentes dans la nappe d'étoupes du lin, sous forme de taches blanches apparaissant sur un fond plus foncé. Dans les conditions opératoires visées ci-dessus, on a pu détecter la présence de fibres étrangères en polypropylène représentant jusqu'à 0,10 g/m, c'est-à-dire un amas de deux fibres en section dans la nappe. On comprend que la détection sera d'autant plus fiable que la concentration de corps étrangers sera élevée. C'est pour cela que de préférence on réalise la détection à partir de fibres provenant de certaines étapes de la fabrication : en particulier dans le circuit coton, la détection est faite à partir-de fibres provenant des déchets de chapeaux de carde. Pour cela on prélève périodiquement les déchets , on les fait traverser l'installation précitée de détection et , dans le cas de présence de corps étrangers, on peut ainsi repérer précisément les pots sortant de carde et soit les éliminer du cycle de fabrication soit les déclasser. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple non exhaustif, mais en couvre toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de corps étrangers notamment en matière synthétique présents dans une nappe de fibres naturelles caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre ladite nappe de fibres à un choc thermique et à détecter lesdits corps étrangers par thermographie infra-rouge. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le choc thermique est obtenu en portant la température de l'environnement superficiel de la nappe à environ 2000C pendant une durée inférieure à 6 secondes. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la thermographie infra-rouge est réalisée dans la gamme des longueurs d'onde de 3,5 à 5,6 micromètres. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la thermographie infra-rouge est réalisée dans la gamme des longueurs d'onde de 8 à 12 micromètres. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la nappe étant en défilement continu, on procède à une analyse thermographique de la nappe en continu, comparativement à un seuil prédéterminé et on déclenche une alarme en cas de dépassement du seuil. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les fibres naturelles étant des fibres de coton, la nappe provient des déchets de chapeaux de carde. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les fibres naturelles étant des fibres de lin, la nappe est une nappe d'étoupe de lin en sortie de peigneuse. 8. Installation de détection de corps étrangers notamment en matière synthétique présents dans une nappe de fibres naturelles selon le procédé de la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle consiste en un dispositif de chauffage (6) , apte à créer sur la nappe (1) un choc thermique , et en un dispositif de thermographie infra-rouge (7) apte à détecter à l'issue du choc thermique les corps étrangers du fait des écarts de température entre les fibres naturelles et lesdits corps étrangers. 9. Installation selon la revendication 8 caractérisée en ce que le dispositif consiste en une caméra infra-rouge travaillant dans la gamme de 3,5 à 5,6 micromètres ou bien de 8 à 12 micromètres. 10. Installation selon la revendication 8 caractérisée en ce que le dispositif de chauffage consiste en une rampe de lampes infra-rouge (6) placées au-dessus de la nappe (1) et- apte à porter la température de l'environnement superficiel de la nappe (1) à 200"C pendant une durée au plus de 6 secondes. 11. Installation selon la revendication 8 caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit électronique programmable, connecté sur le dispositif de thermographie infra-rouge et sur une alarme comprenant un comparateur , ledit circuit étant apte à comparer l'analyse thermographique transmise par le dispositif de thermographie à une valeur programmée et à actionner l'alarme en cas de dépassement de ladite valeur.