Brevet FR2761901A1 — publié le 19981016

La présente invention a pour objet un procédé de réalisation d'un dispositif de filtration plus particulièrement destiné à la filtration de gaz tel que l'air destiné à l'aération et/ou au chauffage et/ou à la climatisation de locaux ou de véhicules automobiles. L'invention a également pour objet un dispositif de filtration ainsi réalisé. Des dispositifs de filtration de l'état de la technique sont réalisés en procédant au filage d'un polymère thermoplastique au travers de buses, de telle sorte qu'il se produise un entremêlement des filaments issus des buses, formant, après refroidissement, une nappe susceptible de constituer un filtre à particules. Les procédés connus présentent l'inconvénient de nécessiter de superposer et lier plusieurs couches afin d'obtenir des filtres suffisamment efficaces. Les filtres ainsi obtenus présentent une densité importante et sont d'un prix de revient élevé. L'invention a pour but la réalisation d'un dispositif de filtration moins dense et plus économique que ceux de l'état de la technique. Le procédé de réalisation d'un dispositif de filtration du type précité est, selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend une opération de cardage de fibres pour former un voile de carde. Selon d'autres caractéristiques du procédé selon l'invention, qui peuvent être prises indépendamment ou dans toutes leurs combinaisons techniquement possibles - l'opération de cardage est réalisée au moyen d'une carde de type laine - ladite carde comporte des brouilleurs de type "pêle- mêle" - le voile est, en sortie de carde, introduit dans un condenseur pour former une nappe - la nappe est soumise à une opération de consolidation mécanique au moyen d'un liage hydraulique suivi d'une opération de séchage. Le dispositif de filtration du type précité est, selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte un voile de carde. Selon d'autres caractéristiques du dispositif de filtration selon l'invention, qui peuvent être prises indépendamment ou dans toutes leurs combinaisons techniquement possibles - le dispositif de filtration comporte une nappe unique - ledit voile de carde comporte des fibres longues - la longueur desdites fibres est au moins égale à 38 mm - la longueur desdites fibres est au plus égale à 120 mm - le diamètre moyen desdites fibres est au moins égal à 10 Fm ; - lesdites fibres sont des fibres de même nature ou un mélange de fibres différentes - lesdites fibres sont choisies parmi le groupe des fibres thermoplastiques telles que les fibres de polypropylène, de polyéthylène, de polyester, de polycarbonate, de polyamide, le groupe des fibres acryliques, des fibres acryliques préoxydées, le groupe des fibres aramides, le groupe des fibres phénoliques, le groupe des fibres fluorocarbonées, le groupe des fibres minérales telles que les fibres de verre, le groupe des fibres métalliques. On a constaté que, grâce à l'invention, on obtient un dispositif de filtration efficace, d'un prix de revient moins élevé, et d'une densité plus faible que les dispositifs de filtration de l'état de la technique. Un autre avantage important par rapport à l'état de la technique est que la perte de charge présentée lors du passage d'un gaz à travers le dispositif de filtration est nettement plus faible. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après d'un exemple de réalisation d'un dispositif de filtration destiné à être placé dans un appareil de chauffage/climatisation de véhicule automobile. Des fibres de polypropylène d'une finesse de 1,7 dtex (diamètre 14 clam) sont coupées à une longueur de 40 mm puis introduites dans un mélangeur. Le mélange de fibres obtenu est ensuite cardé au moyen d'une carde de type laine à double peigneur équipée d'un brouilleur de type pêle-mêle afin d'obtenir un voile de carde isotrope. Le voile est, en sortie de carde, introduit dans un condenseur pour former une nappe. Les paramètres de la carde et du condenseur sont choisis de manière à obtenir une nappe présentant une masse surfacique d'environ 20 à environ 150 g/m2. La nappe est déposée sur un tapis puis consolidée par une opération de liage hydraulique. L'opération de liage hydraulique consiste à faire traverser la nappe disposée sur un tambour rotatif par des jets d'eau très fins sous haute pression (40 à 200 bars). En rebondissant sur le tambour, les jets d'eau provoquent un nouage des fibres conférant à la nappe une résistance mécanique importante sans pour autant en augmenter, de manière conséquente, la densité. Après séchage, la nappe est montée sur un support pour former le dispositif de filtration. Conformément à l'invention, le dispositif de filtration comporte une nappe en une seule couche. De la sorte, avec un nappe de 0,84 mm d'épaisseur, on a pu former un filtre présentant une masse surfacique de 66 g/m2 et de densité 0,07. Pour tester l'efficacité du filtre ainsi réalisé, on a placé ce dernier en travers d'une veine de section égale à 100 cm2, parcourue par un courant d'air chargé de particules à une vitesse de 20 cm/s. Les particules correspondent à une poudre dite poudre SAE fine qui est définie par la norme des Etats-Unis d'Amérique, référence SAE J 726 / ISO 5011. La concentration de particules est de 100 mg/m3. On constate, d'une part, que la perte de charge au travers du filtre n'est, dans ces conditions, que de 14 Pa et que, d'autre part, l'efficacité atteint 80 W. Par rapport aux dispositifs de filtration actuellement sur le marché, on a obtenu une efficacité comparable aux meilleurs d'entre eux avec un produit d'une densité beaucoup plus faible (0,07 contre 0,12 à 0,30) et engendrant une perte de charge nettement plus faible. Des tests d'endurance ont en outre démontré une plus grande stabilité dans le temps de l'efficacité du dispositif de filtration selon l'invention. Par ailleurs, le procédé décrit ci-dessus se déroule en continu et permet d'obtenir le dispositif de filtration en une seule opération. REVENDICATIONS 1) Procédé de réalisation d'un dispositif de filtration plus particulièrement destiné à la filtration de gaz tel que l'air destiné à l'aération et/ou au chauffage et/ou à la climatisation de locaux ou de véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'il comprend une opération de cardage de fibres pour former un voile de carde. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de cardage est réalisée au moyen d'une carde de type laine. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite carde comporte des brouilleurs de type "pêle-mêle". 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le voile de carde est, en sortie de carde, introduit dans un condenseur pour former une nappe. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la nappe est soumise à une opération de consolidation mécanique au moyen d'un liage hydraulique suivi d'une opération de séchage. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le liage hydraulique consiste à faire traverser la nappe disposée sur un tambour rotatif par des jets d'eau très fins sous haute pression (40 à 200 bars). 7) Dispositif de filtration plus particulièrement destiné à la filtration de gaz tel que l'air destiné à l'aération et/ou au chauffage et/ou à la climatisation de locaux ou de véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'il comporte un voile de carde. 8) Dispositif de filtration selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une nappe unique. 9) Dispositif de filtration selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit voile de carde comporte des fibres longues. 10) Dispositif de filtration selon la revendication 9, caractérisé en ce que la longueur desdites fibres est au moins égale à 38 mm. 11) Dispositif de filtration selon la revendication 10, caractérisé en ce que la longueur desdites fibres est au plus égale à 120 mm. 12) Dispositif de filtration selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le diamètre moyen desdites fibres est au moins égal à 10 Clam. 13) Dispositif de filtration selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que lesdites fibres sont des fibres de même nature ou un mélange de fibres différentes. 14) Dispositif de filtration selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdites fibres sont choisies parmi le groupe des fibres thermoplastiques telles que les fibres de polypropylène, de polyéthylène, de polyester, de polycarbonate, de polyamide, le groupe des fibres acryliques, des fibres acryliques préoxydées, le groupe des fibres aramides, le groupe des fibres phénoliques, le groupe des fibres fluorocarbonées, le groupe des fibres minérales telles que les fibres de verre, le groupe des fibres métalliques.