Brevet FR2691545A1 — publié le 19931126

L'invention a pour objet un procédé et une installation pour l'évaluation du caractère collant de matières fibreuses végétales telles que des cotons ; l'invention vise en outre l'utilisation de ce procédé et de cette installation pour la conduite dans les meilleures conditions d'opérations successives de traitement des matières fibreuses ainsi polluées. Depuis quelques années, les matières fibreuses végétales et en particulier les cotons de diverses provenances provoquent un phénomène de collage en filature, ce qui induit de fortes pertes de productivité. Le collage est lié principalement à des déjections d'insectes appelées "miellats" composées essentiellement de sucre et qui confèrent au coton un pouvoir collant. Pour solutionner ce problème, plusieurs procédés ont été proposés pour déterminer et éliminer les miellats ou leur action de collage. En particulier, la demanderesse a mis au point une machine qui permet, par examen d'un échantillon maintenu à un degré hygrométrique précis et qui est pressé entre deux feuilles d'aluminium convenablement chauffées de déterminer le potentiel de collage de l'échantillon examiné. Cette machine présente l'inconvénient que la procédure est relativement délicate à mettre en oeuvre, longue, coûteuse et qu'en outre, la détermination du degré de collage de l'échantillon reste finalement très subjective et peut varier considérablement d'un opérateur à l'autre. L'invention a pour objet de résoudre ces difficultés en permettant une évaluation précise rapide et économique du caractère collant de la matière fibreuse en perfectionnant notablement le procédé et la machine dont il vient être question. Le procédé conforme à l'invention se caractérise par les étapes successives suivantes - on prépare un échantillon de la matière fibreuse de façon qu'il présente une large surface par rapport à son poids, - on applique au moyen d'un organe pressant et chauffant l'échantillon ainsi déployé sur une plaque d'aluminium ou analogue pendant quelques secondes, - on applique ensuite une pression à froid du même échantillon sur la même plaque pendant quelques secondes, - on effectue un séchage superficiel à l'air chaud de la plaque, - on enlève les fibres de l'échantillon adhérant à la plaque, - et on compte le nombre des points de miellats adhérant à la plaque, lequel nombre détermine le caractère collant de l'échantillon ramené à sa surface déployée. On partira avantageusement d'un échantillon de quelques grammes, par exemple d'un poids compris entre 2 et 5 grammes que l'on ouvrira sur une surface de quelques centaines de cm2, par exemple de l'ordre de 200 cm2. Lorsqu'on procède de cette façon on constate que toutes choses égales par ailleurs, le nombre des points de miellat décompté est indépendant du poids de l'échantillon qui n'a donc pas besoin d'être pesé de façon précise, tandis qu'il est aisé de l'ouvrir sur une surface donnée par exemple de 17 X 12 cm soit environ 200 cm2. Avantageusement, le chauffage s'effectue à une température comprise entre 60 et 140 C, de préférence au voisinage de 85" C à + ou - 5 C. La pression à chaud peut être maintenue pendant environ 5 secondes et sera de l'ordre d'au moins 40 g/cm2, des résultats très satisfaisants étant obtenus avec une pression de l'ordre de 80 g/cm2. La pression à froid pourra être maintenue pendant 15 à 30 secondes environ. Le procédé de l'invention permet ainsi en un laps de temps très court, inférieur à 2 minutes, de déterminer de façon précise le caractère collant d'un coton pollué par des miellats ; la connaissance quasi instantanée du pouvoir collant du coton permet alors de déterminer sans retard et d'adapter immédiatement les opérations de traitement les plus appropriées à ce coton. En particulier, il est possible, à partir de la connaissance de ce pouvoir collant du coton, de piloter une installation de traitement de dépollution du même coton. De la même façon, il est possible, à partir de la connaissance du pouvoir collant du coton, de déterminer quel type de filature peut éventuellement être mis en oeuvre sans inconvénient majeur. L'invention vise en outre des installations permettant l'automatisation ou la semi-automatisation du procédé, comme il va résulter plus clairement de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 montre schématiquement une installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention selon un premier mode de réalisation, la figure 2 montre de façon similaire à la figure 1 une variante de ce procédé, la figure 3 est un schéma relatif à une troisième variante. En se référant tout d'abord à la figure 1, on a repéré en 1 un système d'identification des échantillons, correspondant par exemple à des balles de coton déterminées, lesquels échantillons peuvent être repérés par un système de lecteur à codes barres par exemple. En 2, on a représenté schématiquement un système de préparation de l'échantillon, par exemple du type à rotor permettant d'ouvrir un échantillon de coton pouvant peser entre 1 et 5 grammes, et généralement entre 2 et 3 grammes et qui une fois ouvert, va occuper une surface d'environ 17 X 12 centimètres (de l'ordre de 200 cm2). L'échantillon est alors posé, comme indiqué en 3, sur une bande métallique, avantageusement d'aluminium 4, déroulée à partir d'un rouleau 5 approvisionneur et enroulée à la sortie de la machine sur un rouleau de reprise 6. La feuille 4 se déroule au-dessus d'un support neutre 7 par exemple en matériau plastique ou en bois. Un plateau chauffant 8 est chauffé à la température choisie entre 60 C et 140"C, préférentiellement vers 85" C à plus ou moins 5 C. Lorsque l'échantillon 3 est en place, sous le plateau chauffant 8, celui-ci est commandé en abaissement et vient presser l'échantillon contre la feuille d'aluminium 4. La pression est avantageusement maintenue pendant une durée qui peut être de l'ordre de 5 secondes. La pression est avantageusement comprise entre 40 g/cm2 et 1 000 g/cm2, des résultats tout à fait satisfaisants étant obtenus avec une pression de l'ordre de 80 g/cm2. L'action conjuguée de la pression et de la chaleur exercée sur l'échantillon 3 fait s'évaporer une partie de l'humidité contenue dans le coton, créant une fine couche de vapeur sur le support d'aluminium et permettant à ce niveau le ramollissement des billes de sucre ou de miellats contenues dans le coton et qui viennent se fixer au support d'aluminium 4. A ce sujet, on notera que l'action indiquée suppose l'existence d'une certaine humidité du coton ; en l'occurrence, un degré d'humidité de l'échantillon compris entre 40 % et 85 % permet d'obtenir sans problème le résultat recherché, la mesure étant en pratique généralement conduite pour un taux d'humidité proche de 60 %. On notera que c'est l'effet conjugué d'une certaine épaisseur, ni trop faible, ni trop importante de l'échantillon, et d'un cheminement de vapeur à travers l'épaisseur de l'échantillon qui paraît donner à la mesure du caractère collant du coton son indépendance par rapport au poids testé de l'échantillon. L'opération de pressage à chaud étant terminé, par exemple au bout de 5 secondes, le plateau 8 est relevé, la bande 4 est avancée d'un pas et vient se présenter sous le plateau 9 qui s'abaissera alors et qui va assurer une pression à froid de l'échantillon 3 qui s'est déplacé en 3'. La pression à froid peut être maintenue pendant environ 15 à 30 secondes ; elle a pour objet d'assurer une meilleure fixation des points collants sur le support d'aluminium 4. La pression du plateau froid 9 est avantageusement du même ordre de grandeur que celle exercée par le plateau chauffant 8. A la fin de cette opération, le plateau 9 est relevé et une brosse ou un balai 10 placé après le poste 9 élimine la plupart des fibres de l'échantillon 3' lorsque la bande 4 est avancée d'un pas jusqu'au poste référencé 11 qui est un poste de séchage. A cet endroit, l'échantillon est séché par de l'air chaud de façon à éliminer l'humidité résiduelle et à fixer correctement à la feuille d'aluminium 4 les points de sucre et de miellat qui se sont déposés sur elle. Après séchage, l'échantillon est encore avancé jusqu'à une brosse 12, éventuellement doublée d'un système d'aspirateur nettoyeur 13, qui éliminent les fibres restantes adhérant à la plaque. En 14, il ne reste plus qu'à lire, par exemple au moyen d'une caméra appropriée, le nombre de points laissés par l'échantillon sur la feuille 4. Ce nombre de points, ramené à la surface de l'échantillon préparé, permet de déterminer de façon précise et automatique le degré ou pouvoir collant du coton ainsi traité. Bien entendu, de nombreuses variantes peuvent être apportées au mode de réalisation décrit. Ainsi, dans le mode de réalisation illustré à la figure 2 et dans laquelle les mêmes repères indiquent les éléments semblables se retrouvant dans ces deux réalisations et qui ne seront pas redécrits, la feuille d'aluminium 4 a été remplacée par une bande métallique continue 15, par exemple d'aluminium d'épaisseur convenable et qui circule en continu en étant entraînée sous tension entre les deux rouleaux 16, 17 dont l'un au moins est moteur. La bande 15, à la sortie du poste 14 est débarassée comme indiqué en 18, par exemple par un racleur de la plupart des matières qui y adhèrent, après quoi elle est convenablement nettoyée par un rouleau ou une brosse 19 éventuellement imprégné d'un solvant, puis séchée en 20, avant réutilisation au poste de départ 8. Dans la variante illustrée à la figure 3, au lieu d'une bande métallique qui se déplace sous différents postes successifs, on trouve des plaques individuelles se déplaçant successivement sous des postes : 22 d'application du miellat sur la plaque 21 ; 23 de nettoyage/chauffage de l'échantillon pour le débarrasser des fibres ; 24 de comptage des points de miellat ; et 25 de nettoyage avant réutilisation au poste 22. Le poste 22 peut comprendre une plaque de pressage à chaud 26 et une plaque de pressage à froid 27 qui viennent successivement en action (après retournement de 1800 de l'ensemble) et qui sont séparées par un isolant 28. Le poste de nettoyage/enlèvement des fibres, peut comprendre une zone d'aspiration/brossage 29 et une zone de séchage 30 ainsi qu'une brosse 31 pour enlever les dernières fibres. Le poste de nettoyage 25 peut comprendre une raclette 32 avec élimination des déchets en 33 et une brosse de nettoyage/séchage 34. Bien entendu, de nombreuses variantes peuvent être imaginées aux modes de réalisation schématiquement décrits uniquement à titre d'illustration. En particulier, on peut bien entendu travailler sur des échantillons plus ou moins importants, l'essentiel étant de respecter une proportion dans laquelle le poids de l'échantillon utilisé reste faible par rapport à sa surface, soit préférentiellement de l'ordre de 2 à 5 g pour 200 cm2 dans les exemples donnés, un fourchette satisfaisante pouvant être par exemple de 0,5 à 5 g pour 100 cm2 De la description qui précède, on comprend que le procédé et l'installation d'évaluation conformes à l'invention peuvent être entièrement automatisés et que les paramètres acquis par cette installation peuvent être utilisés pour piloter de la manière appropriée toute installation de traitement prévue en aval. En particulier, une installation du type ci-dessus décrit peut être utilisé pour piloter une installation d'élimination des miellats notamment par dissolution/modification par vapeur d'eau chauffée, en adaptant le degré du traitement au degré de pollution du coton REVENDICATIONS 1 - Procédé d'évaluation du caractère collant de matières fibreuses végétales telles que des cotons, caractérisé en ce que - on prépare un échantillon (3) de la matière fibreuse de façon qu'il présente une large surface par rapport à son poids, - on applique au moyen d'un organe pressant et chauffant (8) l'échantillon ainsi déployé sur une plaque d'aluminium ou analogue (4, 15, 21) pendant quelques secondes, - on applique ensuite une pression à froid du même échantillon sur la même plaque pendant quelques secondes, - on effectue un séchage superficiel à l'air chaud de la plaque, - on enlève les fibres de l'échantillon qui adhèrent à la plaque, - et on compte le nombre des points de miellats adhérant à la plaque, lequel nombre détermine le caractère collant de l'échantillon ramené à sa surface déployée. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on utilise en tant qu'échantillon une masse de coton de quelques grammes, avantageusement de 2 à 5 g, que l'on ouvre sur une surface de quelques centaines de cm2, avantageusement de l'ordre de 200 cm2. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'on effectue le chauffage entre 60 et 140 C, de préférence vers 85" C plus ou moins 5 C. 4 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on maintient la pression à chaud pendant environ 5 secondes. 5 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la pression à chaud est supérieure à 40 g/cm2 et de préférence de l'ordre de 80 g/cm2. 6 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on maintient la pression à froid pendant une durée d'environ 15 à 30 secondes. 7 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'un des revendications précédentes caractérisée en ce qu'on utilise en tant que plaque sur laquelle est pressé l'échantillon une feuille continue d'aluminium (4) déroulée entre un rouleau d'approvisionnement (5) et un rouleau de reprise (6). 8 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu'on utilise en tant que plaque sur laquelle est pressé l'échantillon une bande continue (15) nettoyée après le processus d'évaluation du collage. 9 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu'on utilise en tant que plaque sur laquelle est pressé l'échantillon, une plaque (21) qui est déplacée devant des postes successifs de pressage (22) à chaud et à froid de l'échantillon, de brossage-séchage (23), de comptage (24) puis de nettoyage (25). 10 - Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et/ou d'une installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 pour le traitement de matières fibreuses telles que des cotons, caractérisée en ce que l'installation de traitement est gérée en fonction des paramètres d'analyse recueillis sur les échantillons dont le caractère collant est précédemment évalué.