FR 2133943 A1 19721201 FR 7213961 A 19720420 72 13961 1 2133943 l'invention se rapporte à un procédé et à un appareil de dépôt dans l'air servant à assembler des fibres textiles pour former des nappes; elle concerne plus particulièrement des perfectionnements à la dispersion et au transport de fibres texti-5 les dans un courant d'air pour les rassembler sur un tamis en mouvement afin de former des nappes convenant à la fabrication d'étoffes non tissées de haute qualitéo On fabrique des étoffes non tissées à partir de nappes fibreuses en liant ou en enchevêtrant les fibres pour assurer la 10 durabilité et la solidité. On peut emmêler hydrauliquement les fibres de la nappe en les traitant par des courants liquides à grande énergie comme décrit dans le brevet des E.ÏÏ.Ao n° 3 485 706„ Quand on fabrique une étoffe textile relativement lourde, comme l'indique le brevet des E.IT„A0 n° 2 910 763, on •15 peut amorcer l'enchevêtrement des fibres en les traitant par un métier à aiguilles et l'achever en crêpant ou en contractant les fibres.' La fabrication d'étoffes non tissées liées peut s'effectuer de la façon décrite dans le brevet des E.ïïoA. n° 2 765 247. la qualité de l'étoffe fabriquée par ces procédés dépend de la 20 qualité et de l'uniformité de la nappe traitée. On peut préparer des nappes convenant à la fabrication d'étoffes non tissées de haute qualité par des traitements du type ci-dessus en déposant dans l'air des fibres textiles. Des procédés et appareils antérieurs de dépôt dans l'air sont décrits 25 dans les brevets des EoU.A. n° 2 451 915, 2 676 363 et 3 381 069. Les fibres en soies sont transportées sous forme de masse compacte. On utilise des opérations usuelles de battage et de cardage pour séparer les fibres. On amène la couche de fibres largement ouverte ainsi obtenue à un rouleau de dispersion denté et on as-50 pire ou on souffle un courant d'air par dessus le rouleau» On fait tourner le rouleau à grande vitesse pour amener les fibres dans le courant d'air, le but étant d'amener des fibres individuelles plutôt que des amas ou groupes de fibres, les fibres sont entraînées par le courant d'air à travers un conduit, sous 55 la forme d'un nuage qui s'étale, jusqu'à la surface de tamis d'un rouleau ou transporteur de condensation où. les fibres se déposent sur une surface relativement large et forment une couche sur le tamis en mouvement, le brevet des E.U.Ao n° 2 676 363 déjà cité indique l'importance de la turbulence de l'air, si l'on veut 40 assurer une distribution généralement uniforme des fibres sur des 72 13961 2 2133943 surfaces relativement grandes dans tout le conduit» On introduit la turbulence dans l'arrivée d'air en modifiant la direction de l'écoulement d'air auprès du rouleau de dispersion, en prévoyant au delà du rouleau un passage d'air resserré menant à un 5 conduit élargi et en prévoyant des irrégularités dans le conduit qui mène au rouleau de condensation. Un mode d'exécution commercial de cet appareil de formation de couches de la technique antérieure est représenté sur les figures 38 et 40 du brevet des E.U.A. n° 3 485 706 déjà cité» 10 Comme il est dit à la colonne 20, ligne 65 de ce brevet, "L'appareil de formation de couche traite un poids donné de matière à un débit relativement faible tandis que l'appareil de traitement à jet est capable de fonctionner à grande vitesse". On peut obtenir des nappes uniformes sans boutons pesant environ 34 g/m2 15 à une vitesse maximale d'environ 5,5 m/mn, soit environ 112 g par centimètre de largeur du rouleau de dispersion par heure, quand on utilise cet appareil de formation de couche» Il ne semble pas possible d'obtenir des nappes de haute qualité à une vitesse notablement supérieure sans apporter des modifications fondamen-20 taies à l'appareil de formation de couches» La présente invention fournit un procédé et un appareil de dépôt dans l'air qui conviennent à la fabrication à grande vitesse de nappes uniformes d'excellente qualité à partir de mats de fibres en soies. Le nouveau procédé de dépôt dans l'air permet 25 de fabriquer de telles nappes à des vitesses supérieures à 535 g/cm de largeur par heure de fonctionnement, même lorsqu'on fabrique des nappes légères de 17 à 68 g/m2 à partir de fibres en soies longues et fines (par exemple de 1,25 denier et 3,8 cm de longueur)» On peut fabriquer des nappes très uniformes pesant 30 136 à 340 g/m2 ou davantage à des vitesses supérieures à 1785 g/ cm.h. et dans certains cas, supérieures à 2680 à 3 5 70 g/cm.h» L'invention fournit des nappes de haute qualité, si on les évalue d'après la proportion de boutons (c'est-à-dire de petits défauts d'uniformité qui peuvent se former par exemple par dépôts d'amas 35 de fibres), la proportion de stries (c'est-à-dire de lignes de densité différente de fibres qui peuvent être causées par exemple par des variations locales de la vitesse du courant d'air), et d'autres défauts visibles» L'invention prévoit aussi un appareil efficace de dépôt dans l'air servant à fabriquer les nappes de 40 haute qualité» D'autres avantages apparaîtront dans la descrip- 72 13961 3 2133943 tion» L'invention, fournit un procédé de formation d'une nappe de fibres textiles dans lequel on disperse des fibres en soies dans un courant d'air et on les recueille ensuite sur un tamis 5 en mouvement pour former une nappe tout-venant de fibres, caractérisé en ce qu'on projette des fibres en soies dans un courant d'air réglé à une vitesse initiale uniforme (Y ) d'au moins 915 m/mn, sous un angle inférieur à 25° relativement à la direction du courant d'air, pour former un mince courant de fibres, qu'on 10 règle le courant d'air de façon que les fibres soient projetées dans une région d'écoulement stable d'air ayant (a) une vitesse moyenne d'air (V) comprise entre 0,5 et 3,5 fois la vitesse initiale des fibres, (b) une variation moyenne de vitesse, par 0,254 cm d'épaisseur de la couche dans ladite région à l'exclu-•J5 sion de la première couche de 0,254 cm voisine de toute paroi, qui est inférieure à + 15 % de la vitesse (V), (c) une variation de vitesse, sur la largeur de ladite région, qui est inférieure à + 10 % par incrément de 30,5 cm et (d) une intensité moyenne de turbulence ne dépassant pas 15 #; qu'on règle l'écoulement 20 d'air de manière à transporter les fibres jusqu'au tamis collecteur sous la forme d'un mince courant de fibres dans un écoulement stable d'air ayant (e) une vitesse moyenne d'air comprise entre 0,25 et 3 fois la vitesse (V) et (f) une intensité moyenne de turbulence qui ne dépasse pas 15 f° dans le parcours des fibres; 25 puis qu'on sépare les fibres du courant d'air pour former une nappe uniforme sur le tamis en mouvement. De préférence, on projette les fibres à une vitesse initiale uniforme de 3050 à 6100 m/mn pour former un courant de fibres d'une épaisseur initiale inférieure à 0,64 cm. Il est préférable encore de projeter les 50 fibres à raison de 535 à 3570 g par centimètre de largeur du courant pendant chaque heure de fonctionnement. De préférence, on projette les fibres sous un angle inférieur à 12° relativement à la direction du courant d'air» De préférence encore, on règle l'écoulement d'air de manière à obtenir une vitesse moyenne (V) 55 comprise entre 0,5 et 1,2 fois la vitesse initiale des fibres dans la région d'écoulement stable qui se trouve immédiatement en amont du courant de fibres et une vitesse moyenne comprise entre 0,4 et 1,2 fois la vitesse (Y) après la formation du courant de fibres. Il est préférable encore (a) dans la région 40 d'écoulement stable immédiatement en amont du courant de fibres et 72 13961 4 2133943 après que le courant de fibres soit formé, que les intensités moyennes de turbulence soient inférieures à 7 % et que (b) dans la région d'écoulement stable immédiatement en amont du courant de fibres, les variations moyennes de vitesse sur l'épaisseur de 5 la région d'écoulement stable soient inférieures à + 10 % de la vitesse (V) et que la variation de vitesse sur la largeur de la région soit inférieure à + 5 De préférence encore, le débit en poids du courant d'air représente au moins 25 fois le débit en poids auquel les fibres sont projetées dans le courant d'air 10 et le courant de fibres a une épaisseur d'environ 1,27 à 2,54 cm lorsqu'il approche du tamis de formation de nappe. Dans la présente description, la vitesse initiale des fibres (TQ) est, bien entendu, égale à la vitesse superficielle du rouleau de dispersion» 15 L'invention propose aussi un appareil servant à assembler des fibres textiles en une nappe en dispersant des fibres en soies dans tin courant d'air et en formant la nappe sur un tamis en mouvement, caractérisé par un conduit servant à transporter des fibres dans un courant d'air réglé, des moyens de dispersion de 20 fibres servant à projeter des fibres dans le conduit pour former un mince courant de fibres dans l'air, des moyens d'amenée d'air servant à diriger un courant d'air de faible turbulence à travers le conduit9 et des moyens de condensation servant à séparer les fibres de l'air pour former une nappe, le conduit comprenant des 25 parois latérales et des parois terminal es qui forment une section rectangulaire ayant au moins la largeur de la nappe, l'une des parois latérales étant munie d'une ouverture à travers laquelle les fibres sont projetées, les parois étant pratiquement droites et parallèles jusqu'à l'ouverture de manière à maintenir l'air en écoulement stable sur l'ouverture, et les moyens de dispersion de fibres comprenant un rouleau denté de dispersion conçu pour tourner à une vitesse superficielle d'au moins 915 m/mn et une plaque immobile de dispersion munie d'une surface courbe espacée des dents du rouleau, du point où les fibres sont saisies par les 55 dents jusqu'au point où elles sont projetées dans le courant d'air, à une distance inférieure à 0,32 cm, de manière à former une fente étroite où les fibres sont projetées dans le conduit à travers l'ouverture par inertie. De préférence, le rouleau de dispersion a un diamètre de 12,7 à 127 cm, il est muni de 1,2 à 54 dents par 40 cm2 de surface, les dents ont une longueur inférieure à 0S64 cm 72 13961 5 2133943 et il existe un espacement de 0,025 à 0,076 cm entre les dents et la plaque de dispersion. De préférence, un organe de commande de couche limite est incorporé au conduit avant l'ouverture pour améliorer la couche limite d'air à travers laquelle les fibres 5 sont projetées dans le courant réglé. De préférence, l'organe de commande de couche limite est un mince obstacle de limite qui s'étend en travers des parois du conduit pour éliminer le tourbillonnement du courant daas le sens de l'écoulement d'air à la limite, ou bien une fente d'aspiration proche de l'ouverture de la ■|o paroi du conduit et servant à éliminer l'écoulement turbulent d'air à la limite. Il est préférable aussi que les moyens d'amenée d'air comprennent vui tunnel à vent de grande uniformité ayant une section plus grande que celle du conduit et un raccordement de tuyère d'écoulement servant à assurer un écoulement 15 réglé ayant une vitesse pratiquement uniforme jusqu'à l'endroit où le courant de fibres se forme, à l'exclusion des couches limites situées hors du courant de fibres. De préférence, le conduit a une section rectangulaire pratiquement uniforme sur le parcours du courant de fibres se rendant aux moyens de condensa-20 tion. De préférence, le conduit a une section pratiquement uniforme jusqu'au rouleau de dispersion et converge alors-pour accélérer le courant d'air qui amène les fibres aux moyens de condensation. Dans un autre mode d'exécution préféré, le conduit a une section pratiquement uniforme jusqu'au rouleau de dispersion et 25 diverge ensuite à mesure que le conduit approche des moyens de condensation. De préférence, le conduit est pratiquement droits De préférence, un générateur de tourbillons s'étend en travers du conduit avant les moyens de dispersion. Les fibres sont de préférence enlevées par force centri-50 fuge d'un rouleau denté de dispersion qui tourne à uœ vitesse superficielle d'au moins 915 m/mn. Des moyens d'alimentation amènent une couche pratiquement uniforme de fibres sur le rouleau de dispersion tournant et line plaque incurvée de dispersion peu espacée maintient les fibres près du rouleau jusqu'à ce qu'une 55 position de projection des fibres soit atteinte au bout de la plaque de dispersion. En cet endroit, le courant de fibres est projeté du rouleau de dispersion par éjection tangentielle, à travers une ouverture, dans un conduit servant à supporter les fibres dans l'air. Le rouleau est monté à l'extérieur et au voi-40 sinage de la paroi du conduit de sorte qu'un petit arc de la sur 72 13961 6 2133943 face du rouleau est découvert à l'intérieur du conduit et remplit l'ouverture sans réduire de façon appréciable la section définie par les parois du conduit» Des moyens d'amenée d'air dirigent à travers le conduit 5 un courant d'air peu tourbillonnant et peu turbulent, stable, de vitesse uniforme, dans le sens du mouvement de la surface du rouleau de sorte que les fibres sont projetées dans le courant sous un angle inférieur à environ 25° et de préférence inférieur à 12°. Cet angle de projection est mesuré entre la tangente au rouleau de 10 dispersion au point adjacent au bout de la plaque de dispersion et une ligne qui coïncide avec la direction générale d'écoulement de l'air à travers le conduit. Des moyens de commande de couche limite peuvent être incorporés au conduit en amont de la surface découverte du rouleau, de manière à assurer un faible niveau ré-15 glé de turbulence dans la couche d'air à travers laquelle les fibres doivent être projetées uniformément pour atteindre la région du courant d'air qui a un écoulement uniforme de faible turbulence et de faible tourbillonnement » La configuration du conduit en aval du rouleau de dispersion est contournées de manière 20 à empêcher la séparation de la couche limite et par suite la formation de tourbillons; généralement, on évite les changements soudains de la section ou de la direction du conduit. Des moyens de condensation séparent les fibres de l'air de manière à former des nappes pesant environ 3,4 à 340 g/m2» 25 Un type usuel de rouleau denté de dispersion convient pour projeter les fibres dans le courant d'air uniforme» La surface incurvée d'une plaque de dispersion est disposée à une petite distance de la surface en rotation du rouleau de manière à former un passage étroit dans lequel les fibres sont entraînées jusqu'au 30 point de projection dans le conduit. L'espacement entre la plaque fixe de dispersion et le bout des dents du rouleau de dispersion, du point où les fibres sont saisies par les dents au point où elles sont nrojetées dans le courant d'air et qui se situe au bout de la plaque de dispersion, doit être inférieur à 0,32 cm. Les dents du 35 rouleau de dispersion ont habituellement une longueur inférieure à 0,64 cm, de préférence d'environ 0,32 cm. Dans la mesure où les fibres pénètrent entre les dents, le courant de fibres projeté dans le courant d'air est plus épais que l'espacement entre les extrémités des dents et la plaque de dispersion» De préférence, 40 cet espacement est de 0,025 à 0,076 cm. Le rouleau de dispersion 72 13961 7 2133943 a line vitesse superficielle comprise entre 915 m/mn et un maximum limité par des vitesses qui endommageraient les fibres ou causeraient une vibration excessive; de préférence, la vitesse superficielle est d'environ 3050 à 6100 m/mn» Le diamètre du rouleau 5 ne doit pas être excessif car les fibres ne sont projetées tangen-tiellement que sur une courte distance avant de perdre leur énergie cinétique, mais un diamètre d'au moins 41 cm peut être nécessaire pour réduire les vibrations sur une machine large» De préférence, la portion de la plaque de dispersion qui fait face au •jO rouleau présente -une surface à faible frottement pour faciliter la projection des fibres» Le conduit servant à transporter les fibres forme un passage à travers lequel un courant d'air de faible turbulence et de vitesse uniforme passe auprès de la surface découverte du rouleau de dispersion et arrive sur les moyens de condensation de fibres» La configuration du conduit est telle que la quasi-totalité des fibres projetées par le rouleau de dispersion sont supportées dans le courant sous la forme d'un mince courant de fibres (par exemple d'une épaisseur initiale inférieure à 0,64 20 cm et de préférence inférieure à 0,32 cm) qui est pratiquement maintenu éloigné des couches de forte turbulence, d'écoulement non uniforme ou d'écoulement séparé» Pour que le fonctionnement soit économique, il faut que le conduit présente la section minimale nécessaire à la pratique du procédé» 25 De préférence, le conduit présente une section pratique ment rectangulaire. L'aire de section peut augmenter ou diminuer à mesure que le conduit approche des moyens de condensation, à condition que les variations de section ne perturbent pas le courant de fibres. On évite les effets nuisibles de la séparation 50 Le côté amont du conduit est relié à des moyens usuels d'amenée d'air comme ceux qui sont utilisés dans les souffleries aérodynamiques, de manière à assurer un courant d'air à faible intensité de turbulence et dont la grandeur des tourbillons soit 40 réduite au minimum» L'amenée d'air nécessaire peut être assurée 72 13961 8 2133943 par des ventilateurs qui insufflent de l'air dans un passage très uniforme muni de dispositifs de distribution d'écoulement tels que des aubes, des plaques perforées, des sections en nid d'abeilles et des écrans réducteurs de turbulence, qui jouent aussi le rôle d'éliminateurs de tourbillons. Dans un cas typique, l'air est refoulé à travers une structure à cellules multiples présentant des cellules uniformes de section régulière» Chaque cellule présente des diagonales d'une longueur maximale d'environ 1,27 cm (de préférence 0,32 cm), une épaiseur maximale de paroi de 0,16 cm (de préférence de .0,025 cm) et une longueur de cellule égale à au moins 25 largeurs de cellule» D'autres systèmes équivalents d'élimination de tourbillons sont connus dans la technique. Le passage d'air aura normalement la même largeur que le conduit dans lequel les fibres sont projetées et son autre dimension de section sera plusieurs fois supérieure» Ainsi, la vitesse de l'air dans le passage d'air plus large où sont situés les écrans, nids d'abeilles et plaque perforées est beaucoup plus grande que dans le conduit relativement étroit. La transition entre le passage d'air large et le conduit étroit est graduellement incurvée conformément à une bonne conception de tuyère d'écoulement, de manière à accélérer le courant d'air de faible turbulence et une vitesse pratiquement uniforme est assurée de la tuyère au conduit» Un facteur essentiel de l'invention est l'état de l'écoulement immédiatement en amont de l'ouverture prévue dans le conduit et à travers laquelle les fibres sont projetées. La portion du courant d'air qui s'avance dans le parcours des fibres est soigneusement réglée» La vitesse de l'air dans cette région est uniforme sur l'épaisseur de la région ainsi que sur des incréments de largeur de la région. En travers de l'épaisseur de la région, la vitesse dans chaque couche de 0,254 cm d'épaisseur (à l'exclusion de la première épaisseur de 0,254 cm la plus proche de la paroi) s'écarte de moins de + 15 % et de préférence de moins de + 10 % de la vitesse moyenne dans la région9 cet écart étant appelé ci-après AT/Y» Les valeurs de A v/V supérieures à + 15 % entraînent un mélange excessif entre les couches, ce qui conduit à des tourbillons qui perturbent et dilatent le courant de fibres. Il en résulte une perte d'épaisseur du courant de fibres et un moins bon réglage de la trajectoire, entraînant la formation de boutons dans le produit en nappe. La variation de 72 13961 9 2133943 vitesse dans chaque incrément de 30,5 cm sur la largeur de la région du courant d'air qui avance dans le courant de fibres est inférieure à + 10 % et de préférence inférieure à + 5 % et est appelée ci-après L V/W. Lorsque la valeur de & V/W dépasse 5 + 10 fot il en résulte des tourbillons qui influencent nuisible-ment l'épaisseur et la trajectoire du courant de fibres, conduisant ainsi à la formation de boutons dans le produit en nappe. L'intensité moyenne de turbulence (c'est-à-dire l'écart normal de la variation de vitesse en fonction du temps) dans la région est 10 inférieure à 15 de préférence inférieure à 7 Ces valeurs numériques se réfèrent seulement à la portion du courant d'air qui s'avance dans le parcours des fibres et excluent la portion de la couche limite qui se trouve à moins de 0,254 cm de la paroi. Des intensités moyennes de turbulence supérieures à 15 i» dans 15 cette région (ainsi que dans la suite du parcours des fibres) ou de grands tourbillons, indiqués par de grandes variations de vitesse* et des intensités instables de turbulence locale, empêchent la formation d'un mince courant de fibres, amènent les fibres à se disperser en un nuage en expansion et entraînent une 20 formation excessive de boutons dans le produit en nappe. Il n'est pas nécessaire que l'intensité de turbulence ou la distribution de vitesse soit limitée dans l'air qui passe à travers le conduit à l'extérieur de la légion qui s'avance dans le parcours d'écoulement des fibres, du moment que son influence sur le courant d'air 25 qui transporte les fibres au dispositif de condensation est telle que l'intensité moyenne de turbulence en toute section du parcours des fibres, entre les moyens de dispersion et ce dispositif de condensation, est inférieure à 15 $ et de préférence inférieure à 7 %• Des intensités de turbulence supérieures à 15 % dans cette 50 portion du parcours des fibres entraînent aussi une formation excessive de boutons dans le produit en nappe. Il est reconnu que la turbulence est causée par le frottement du fluide contre les parois du conduit. On peut la confiner à une couche limite voisine des parois en utilisant des parois de 55 conduit lisses et profilées et en amenant le courant d'air au conduit dans un état approprié, comme indiqué aux paragraphes précédents. Le conduit est aussi disposé de manière à maintenir le courant de fibres pratiquement centré dans la région de faible turbulence et d'écoulement uniforme de sorte que la turbulence de 40 couche limite ne perturbe pas les fibres après la formation du 72 13961 10 2133943 mince courant de fibres. Toutefois, il faut que les fibres soient projetées à travers la turbulence de couche limite située, dans le conduit, du côté du rouleau de dispersion. Ainsi, il faut éviter les défauts grossiers d'uniformité dans cette couche 5 limite» Un sérieux défaut d'uniformité peut être causé par un phénomène de tourbillonnement dans le sens de l'écoulement (c'est-à-dire de petits tourbillons en tire-bouchon de grande énergie)» On peut détecter ces tourbillons en explorant le courant avec un anénomètre à fil chaud, suivant une ligne perpendiculaire aux 10 parois latérales du conduit, dans le plan de la section d'écoulement» Un tourbillon apparaît comme un accroissement local d'intensité de turbulence et une diminution correspondante de la vitesse locale de l'air» Les fibres projetées à travers de tels tourbillons sont déviées de leur trajectoire prévue. Il s'ensuit 15 une distribution non uniforme de fibres dans le courant d'air, ce qui donne des stries dans le produit en nappe. On peut utiliser une fente d'aspiration pour éliminer la couche limite turbulente en amont du rouleau de dispersion» Pour être efficace, la fente est située dans la paroi près du rouleau de dispersion. Des tour-20 billons peuvent aussi se former dans une zone de transition de l'écoulement laminaire à l'écoulement turbulent, dans la couche limite qui se forme dans le conduit un peu en aval de l'endroit où l'air venant de la tuyère incurvée d'écoulement entre dans le conduit, ou dans la couche limite qui se forme à nouveau en aval 25 d'une fente d'aspiration. On a trouvé que les stries formées dans la nappe par suite de ces tourbillons peuvent être éliminées quand un obstacle très mince (fréquemment appelé "déflecteur de couche limite") tel qu'une bande de papier de verre ou un fil rond et lisse (d'environ 1,02 mm de diamètre) s'étend en travers de la 30 paroi du conduit, dans la couche limite, juste en amont de la zone de transition entre écoulement laminaire et écoulement turbulent» La transition vers la turbulence est alors uniformément accélérée, ce qui forme une couche limite turbulence stable et uniforme qui est pénétrée uniformément par les fibres. La turbulence ajoutée 35 par ces obstacles est habituellement faible et en général elle n'augmente pas notablement le brassage des courants sur le rouleau de dispersion ni la formation de boutons dans la nappe finale. Une combinaison d'une fente d'aspiration servant à éliminer la couche limite, suivie d'un déflecteur de couche limite formé 40 d'un fil très fin et empêchant la reformation non uniforme de 72 13961 2133943 la couche limite, est préférable dans les cas où l'on ne peut pas placer la fente suffisamment près du rouleau de dispersion par suite de limitations d'espace» Les grands tourbillons se produisant au hasard, dûs au 5 manque de préparation convenable de l'afflux d'air au conduit, peuvent aussi avoir pour effet que les fibres se dispersent de façon incontrôlable en nuage et non en courant mince, aussitôt qu'elles quittent le rouleau de dispersion» En pareil cas, la turbulence de l'air en un point donné du conduit est instable» 10 Cette instabilité est caractérisée par de grands accroissements soudains êt se produisant au hasard de l'intensité de turbulence, à des valeurs de 1,5 à 2 fois l'intensité moyenne de turbulence en ce point, même si l'intensité moyenne de turbulence peut être très inférieure au niveau désiré de 15 $» Ces grands accroissements 15 soudains de turbulence causent une perte de contrôle de l'épaisseur et de la trajectoire du courant de fibres. Ces écoulements instables s'accompagnent aussi habituellement de défauts d'uniformité à grande échelle et à fréquence relativement basse dans la vitesse de l'air» Dans la pratique de l'invention, on maintient une vi-20 tesse stable et pratiquement uniforme sur la largeur du conduit, sur des lignes parallèles à la fente et directement au-dessus de celle-ci, où les fibres sont projetées dans le courant d'air» La variation de vitesse sur toute distance de 30,5 cm le long de ces lignes (à l'exclusion des effets d'extrémité ou de paroi), appelée 25 ici 4 V/W comme indiqué plus haut, est inférieure à + 10 % de la moyenne sur cette même distance de 30,5 cm et de préférence inférieure à + 5 foo Les fibres sont amenées à des moyens de condensation d'un type habituellement utilisé pour séparer des fibres d'un courant 30 d'air sous la forme de nappes tout-venant de fibres» Les fibres se déposent uniformément dans une succession de zones de chevauchement, de façon un peu analogue à la pose des tuiles» La longueur de tuile est directement proportionnelle à la largeur de la zone de dépôt de fibres et à l'épaisseur apparente du courant de fibres» 35 Un courant mince de faible turbulence ayant une trajectoire fixe (non oscillante) donne une longueur de tuile d'environ 1,27 cm» On peut obtenir une aire accrue de dépôt de fibres en plaçant le tamis de condensation sous un angle plus oblique relativement à la trajectoire des fibres» Ou encore, une variante de l'invention 40 réalise un effet équivalent avec des moyens permettant de régler 72 13961 12 2133943 l'écoulement d'air pour accroître l'aire effective de dépôt de fibres. Un générateur mélangeur de courant servant à engendrer de façon réglable des tourbillons à faible intensité de turbulence qui s'élargissent graduellement peut être disposé dans le 5 conduit entre l'entrée du conduit et la position du rouleau de dispersion» Par exemple, on a trouvé qu'une bande métallique de 1,90 cm perforée de trous de 0,32 cm qui donnent une aire d'ouverture de 42 fo et fixée aux parois terminales du conduit de manière à s'étendre en travers de la portion centrale de celui-ci, 10 augmente la largeur de la zone effective de dépôt de fibres de 1,27 cm à environ 3,2 cm, ce qui donne -un "effet de courant étalé". Ou encore, on peut utiliser pour donner cet effet des tiges circulaires ou carrées de différents diamètres ou grandeurs (par exemple des tiges de 0,16 à 0,64 cm de diamètre, selon la lon-15 gueur de mélange de courants et la longueur de tuile que l'on désire. En bloquant la moitié supérieure de l'écoulement à la sortie de la tuyère au moyen d'une plaque pleine ou perforée, on peut accroître encore l'aire de dépôt. Ces générateurs mélangeurs de courants amorcent des tourbillons stables de grande di-20 mension tout en laissant pratiquement inchangée la région du courant d'air qui entre dans le parcours d'écoulement de fibres, les générateurs mélangeurs de courant de l'invention produisent des valeurs stables d'intensité moyenne de turbulence inférieures à 15 f°? de préférence inférieures à 7 % dans le parcours d'écoule-25 ment des fibres. En utilisant des générateurs mélangeurs de courant et des conduits longs (par exemple environ 1,8 m de longueur), on peut allonger la zone effective de dépôt de fibres jusqu'à environ 30,5 cm. Tous ces générateurs mélangeurs de courant causent un certain mélange latéral au sein du courant de fibres, ce 30 qui peut être désirable pour éliminer toutes stries fines formées dans la nappe par de petits défauts d'uniformité au point d'amenée des fibres» Mais ces effets positifs doivent être mis en balance avec 1'accroissement de formation de boutons qui résulte d'un accroissement concomitant de turbulence causé par le généra-35 teur mélangeur de courants. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui res-sortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie 40 de ladite invention» 72 13961 13 2133943 La figure 1 est une coape verticale longitudinale d'une forme de l'appareil montrant- un mode d1 exécution de l'invention. La figure 2 est une coape verticale longitudinale schématique agrandie de la section de dispersion de fibres de la ma-5 chine, montrant un autre mode d'exécution de l'invention» La figure 3 est une coupe verticale longitudinale schématique agrandie et fragmentaire ae la portion supérieure de la section de dispersion de fibres, montrant un autre mode d'exécution de l'invention» 10 Les figures 4 et 5 sont des coupes verticales longitudi nales d'une partie de l'appareil, montrant d'autres modes d'exécution de l'invention» La figure 6 est une coupe fragmentaire suivant la ligne 6-6 de la figure 4, montrant un autre mode d'exécution de l'in-15 vention» La figure 1 montre un dispositif d'amenée de fibres qui comprend-, dans ce mode d'exécution, une courroie transporteuse 2, un rouleau d'amenée 3, un rouleau de compression 4 et tua patin 5 servant à amener des fibres 1 au rouleau de dispersion 8» 20 Le dispositif d'amenée de fibres est conçu pour amener un mat de fibres en soies dont le poids, en gramme par mètre carré, est environ 150 fois le poids de la nappe à fabriquer» Le rouleau de dispersion sépare les fibres et les entraîne, à l'état mélangé à l'air auprès de la surface du rouleau, à travers l'espacement 25 compris entre celui-ci et la plaque de dispersion 10 et décharge ce mélange par force centrifuge dans le conduit 20, à la zone A» Un carter 9 entoure le rouleau de dispersion, du bord inférieur de la barre de projection 12 au rouleau d'amenée 3» Les fibres projetées du rouleau de dispersion forment un mince cou-30 rant de fibres 22 dans l'air qui s'écoule à travers le conduit et se séparent alors de l'air sous forme de nappe 24 sur le tamis de condensation 26» De l'air est amené du passage d'air 14 qui a de plus grandes dimensions de section que le conduit 20. Les parois paral-35 lèles 16 du passage d'air sont reliées aux parois 20 du conduit par la section convergente 18 de La configuration de tuyère d'écoulement» Les tamis 3£ et 42 et la structure en nid d'abeilles 40 assurent un écoulement uniforme pratiquement exempt de turbulence et de tourbillonnement. De l'air est insufflé dans le passage 40 par '.in ou plusieurs ventilateurs 36, à travers un système de con- / /. I «J 7 U I — duits 35 représenté schématiauement» Les fibres se déposent de manière à former une nappe sur un tamis continu en mouvement 26 qui est entraîné et supporté par des rouleaux 28 et 30» L'air s'écoule à travers le tamis et 5 est retiré par le conduit d'aspiration 34. On peut filtrer l'air pour éliminer toutes les particules qui traversent le tamis 26 et ensuite le recycler vers le ventilateur 36= On peut aussi utiliser plusieurs ventilateurs en série ou un système ouvert à l'air, comportant un ou plusieurs ventilateurs qui amènent l'air et un 10 ou plusieurs ventilateurs qui évacuent l'air. Le tamis 26 est isolé du conduit à fibres 20 et du conduit à vide 34 par des moyens d'étanchéité 32 tels qu'une plaque de polyéthylène» La figure 2 montre un autre mode d'exécution de la barre de projection 12, présentant un bord arrondi 13 et une surface 15 supérieure 15 en pente. Le bout de la barre de projection 13 doit être situé à moins de 0,32 cm des dents du rouleau de dispersion et de préférence, à environ 0,025 à 0,038 cm de ces dents» La figure 2 montre aussi un autre mode d'exécution de l'invention dans lequel la plaque de dispersion 10 est munie d'une 20 fente 44 reliée par un conduit 46 au collecteur d'aspiration 46 et à une pompe à vide (non représentée). Dans la disposition représentée, les parois 50 du collecteur d'aspiration 48 servent à supporter la placue de dispersion 10. La fente peut avoir une largeur de 0,05 à 0,30 cm» La fente d'aspiration 44 sert à ré-25 duire ou & supprimer complètement toute couche limite turbulente qui peut se former dans le courant d'air, du côté inférieur du conduit à air. Un vide de 2,5 à 51 cm d'eau est approprié» Sur .la figure 5, le tireté 58 est la tangente au bord extérieur des dents 7 du rouleau de dispersion» Le bord supérieur 30 54 de la plaque de dispersion 10 peut être placé sur la tangente 5£ eu ae trouver un peu en-dessous de celle-ci, par exemple à 1,27 cm en-dessoixs. De préférence, le bout 52 de la plaque est arrondi avec un rayon d'au moins 0,038 cm mais inférieur à environ 0,15 cm» La face 5o de la plaque de dispersion est pratiquées ment concentrique au rouleau de dispersion» L'espacement entre la face 56 et les dents 7 doit être inférieur à 0,32 cm pour éviter un mélange turbulent prématuré de l'air et des fibres sous la plaque, ce qui donnerait des amas de fibres. De préférence, on utilise un espacement d'environ 0,025 à 0,076 cm» 40 Un autre mode d'exécution de l'invention est indiaué -car 72 13961 15 2133943 le défieeteur de couche limite 62 sur la figure 3. Le déflecteur est formé d'un obstacle très mince tel qu'un fil rond d'environ 1,02 mm de diamètre ou une bande de papier de verre de grain 60 de 1,27 cm de largeur, placé sur la surface supérieure 54 de la 5 placue de dispersion, à environ 2,54 à 25 cm en aval du début du conduit, ainsi qu'on le déterminera pour les coixiitions particulières du procédé. La couche limite turbulente qui en résulte (d'une épaisseur de l'ordre de 0,64 cm) est relativement uniforme sur la largeur du conduit» 10 L'axe du conduit à fibres 20 peut suivre une ligne droite parallèle au sommet de la plaque de dispersion comme le montre la figure 1 ou bien il peut être courbé comme le montre la figure 4. L'angle entre le sommet de la plaque de dispersion et l'axe du conduit à fibres, dans la section de condensation, est appelé 15 angle de courbure. L'angle de courbure doit être inférieur à 30° et il est de préférence de 0 à 10°. La figure 4 montre aussi la réduction de l'aire de section du conduit au-dessus de la barre de projection 12, qui cause une accélération de l'air et assure une distribution plus uniforme de vitesse après la forma-20 tion du courant de fibres. Les figures 4 et 6 montrent une autre modification dans lanuelle est prévu un générateur de tourbillons 66 situé dans le courant d'air avant le point de projection des fibres. Le générateur 66 est formé d'une plaque perforée ou d'un tamis qui couvre 25 à peu près le tiers central du conduit à air 200 La plaque représentée sur la figure 6 avec une disposition de trous en quinconce (par exemple de 0,32 cm de diamètre) et une aire d'ouverture d'environ 42 $ assure un effet de courant étalé à mesure que des fibres se déposent sur le tamis rotatif de condensation 26o Une 30 plaque pleine située dans la partie supérieure du conduit à air et des barres massives de petit diamètre situées au milieu du courant d'air en amont du point de projection de fibres sont aussi utiles comme générateurs de tourbillons« La figure 5 montre une autre disposition de machine appro-35 priée, le rouleau de dispersion 8 étant situé au-dessus du conduit à fibres« La figure 5 montre aussi l'utilisation d'un tamis de condensation 26 se mouvant à 45° du courant de fibres. Le rouleau de dispersion 8 est de forme usuelle et il a habituellement un diamètre d'environ 12,7 à 127 cm. Il est habi-40 tuellement de structure creuse. La surface extérieure cylindrique 72 13961 16 2133943 du rouleau est habituellement munie d'un revêtement en fil métallique fin à faible prise 7 (figure 3), formé en enroulant en hélice autour du rouleau une ou plusieurs bandes à dents de scie et en les ancrant, les extrémités aiguës des dents sont placées 5 de telle sorte qu'elles sont situées sur un cylindre pratiquement exact autour de l'axe de rotation du rouleau S» Des dispositions types comprennent : Prise des dents : angle de face d'environ 8° au maximum relativement à la direction radiale» 10 longueur des dents : inférieure à 0,64 cm, de préférence de 0,32 cm» Extrémités des dents : largeur au bout inférieure à 0,076 cm. Densité de dents : environ 1,2 à 54 dents par cm2 de surface du rouleauo 15 Diamètre du Vitesse périphérique rouleau (cm) (m/mn) 40,6 915 à 6100 61,0 1100 à 7300 81 ,3 1280 à 9150 20 la plaque de dispersion 10 et la barre de projection 12 peuvent être formées de tous matériaux appropriés, par exemple de matière plastique ou de métal, capable de garder l'espacement étroit vis-à-vis du rouleau de dispersion 8 aux grandes vitesses 25 utilisées. La plaque de dispersion doit avoir une longueur représentant au moins la moitié de la longueur de la fibre de soies utilisée, mais pour la commodité mécanique, elle peut avoir une longueur correspondant à 45 à 90° d'arc ou davantage du rouleau de dispersion. Bien que l'on ait représenté sur les figures 1 30 et 2 des plaques de dispersion et barres de projection d'une seule pièce, ces deux éléments peuvent être fabriqués en plusieurs sections avec des fixations appropriées» Dans tous les modes d'exécution de l'invention qui sont décrits ci-dessus, le rouleau de dispersion 8 projette des fibres 35 dans le courant d'air sous un angle initial inférieur à 12° relativement à la direction générale du courant d'air» De petits angles de projection de fibres sont préférables mais des angles atteignant 25° environ peuvent convenir dans certains cas» Pour des angles supérieurs à 25° environ, le rouleau empiète excessi-40 vement sur le conduit de sorte qu'il se forme des tourbillons Accélération (g) 117 à 5200 112 à 5000 115 à 5700 72 13961 17 2133943 instables juste en amont du rouleau de dispersion» Il s'ensuit qu'une région instable et non uniforme d'écoulement d'air s'avance dans le courant de fibres qui est projeté par le rouleau de dispersion, ce qui fait qu'un nuage épais de fibres est dispersé 5 au lieu d'an courant mince. Il en résulte à nouveau un produit en nappe présentant des boutons et des stries. En outre, avec des angles supérieurs à 25°, les fibres peuvent heurter la paroi opposée du conduit, ce qui entraîne une agglomération de la dispersion de fibres et la formation d'une nappe présentant des boutons» 10 On utilise un dispositif d'amenée d'air qui fournit un courant d'air uniforme, stable, de faible turbulence et de faible tourbillonnement et qui est représenté sur la figure 1. les surfaces intérieures des conduits doivent être profilées et lisses, particulièrement la partie comprise entre le dernier tamis 15 36 et le rouleau de dispersion 8„ la section convergente 18 doit avoir une courbure graduelle et régulière, la structure de tuyère d'écôulement ASME à grand rayon décrite dans "Pan Engineering", 6ème édition, page 89 (Buffalo Forge Go», 1961) est satisfaisante -mais une structure préférée est celle de Rouse et Hassan, "Mecha-20 nical Engineering", volume 71, n° 3, mars 1949, qui est représentée approximativement sur la figure 1. Cet ensemble d'amenée d'air assure un courant d'air uniforme à la sortie de la buse. A l'exclusion des couches limites (c'est-à-dire des couôhes situées à moins de 1,27 cm des parois du conduit), l'écoulement 25 présente sur la section en direction aussi bien verticale que latérale, une variation totale de vitesse inférieure à + 10 fi mais habituellement et de préférence inférieure à + 5 fi et une intensité stable de turbulence inférieure à environ 15 fi mais habituellement et de préférence très inférieure à 7 La vi-30 tesse périphérique (V) (ou vitesse superficielle) du rouleau de dispersion est d'au moins 915 m/mn. Une gamme appropriée de vitesse d'air (V) au bord de la plaque de dispersion dans la zone A est d'environ 0,5 à 3,5 fois et de préférence d'environ 0,5 à 1,2 fois Vq0 Une gamme appropriée de vitesse maximale d'air 35 dans la zone A (c'est-à-dire au point d'empiétement maximal du rouleau de dispersion sur le conduit) est comprise entre 0,5 et 3 fois Vo, mais de préférence entre 0,7 et 1,7 fois V ® Des rapports appropriés entre le débit d'air en poids et celui de fibres sont d'au moins 25 à 1. 72 13961 18 2133943 - Mesure de la vitesse d'air et de l'intensité de turbulence - On détermine la vitesse du courant d'air en divers points au moyen d'un anémomètre classique à fil chaud. Un instrument approprié à cet effet, que l'on a employé pour les mesures indi-5 quées ici, est un anémomètre à fil chaud modèle 1050 B-4 fabriqué par Thermal Systems, Inc. à St.. Paul, Minnesota. D'autres sont bien connus dans la technique. Quand la sortie de l'anémomètre est aussi transmise à un voltmètre à valeur efficace branché sur courant alternatif, par exemple un modèle 3400A fabriqué par 10 Hewlett Packard, Inc., à ioveland, Colorado, on mesure la valeur efficace de la fluctuation de vitesse dans la direction d'écoulement de l'air en fonction du temps. Pour les valeurs ici indiquées, on a fait la moyenne des lectures de valeur efficace pendant 5 à 10 secondes environ. La valeur efficace de la fluc-15 tuation de vitesse, multipliée par 100 et divisée par la vitesse moyenne à cet endroit, est appelée ici intensité locale de turbulence. D'autres détails sur l'utilisation d'anémomètres à fil chaud pour la mesure de Ha vitesse et de l'intensité de turbulence sont donnés en de nombreux endroits dans la littérature technique, 20 par exemple dans le Bulletin 53 "The Hot Wire Anemometer" de Flow Corporation, à Cambridge, Massachusetts. On trouve des exposés théoriques sur l'intensité de turbulence dans H. Schlichting, "Boundary Layer Theory", 6ème éd., McG-raw Hill Book Company, New-York, 1968, pages 455 à 457, 538 et 539, 558, etc. 25 Les vitesses et intensités de turbulence qui ont une im portance fondamentale pour l'invention sont celles qui sont associées aux couches d'air qui avancent le long du parcours des fibres et amènent les fibres au dispositif de condensation. Il est relativement simple de déterminer le parcours des fibres dans 30 le procédé de l'invention car le procédé assure un courant distinct de fibres. Une façon consiste à déterminer optiquement le parcours des fibres à travers des portions transparentes du conduit. Pour plus de commodité, on peut éclairer le courant de fibres par le haut et voir et mesurer clairement l'épaisseur en 35 partant du bord de la. section transparente du conduit. On peut faire des enregistrements permanents du parcours des fibres par pho-tographie au "Polaroid" à vitesse normale ou h grande vitesse (temps de pose voisin de 10"" seconde). Les photographies à grande vitesse'montrent la position instantanée des fibres indi-40 viduelles dans le conduit. Une fois qu'on a déterminé le parcours 72 13961 19 2133943 des fibres, on fait des mesurer- de vitesse et d'intensité de turbulence sans écoulement de fibres» les isesures obtenues sans é-coule;,:eivfc de fibres sont considérées corme typiques du cas avec écoulement ae fibreo (toutes choses égales d'ailleurs) à cause 5 du très grand rapport minimal de poids entre écoulement d'air et de fibres (au r;oins 25 à 1)« On mesure les vitesses et les intensités de turbulence en au moins trois endroits clés typiques : (1) dans les couches en écoulement qui avancent au delà du bout de la plaoue de dispersion, 10 dans le parcours des fibres, juste en amont du rouleau de dispersion, (2) dans le parcours des fibres juste en aval du rouleau de dispersion au delà du bout de la barre de projection, et (3) dans le parcours des fibres à l'extrémité de la barre de projection juste en amont du dispositif de condensation. On mesure la vi-15 tesse et l'intensité de turbulence en chacun de ces endroits, dans une position type du courant (c'est-à-dire à distance des parois latérales) à des intervalles de 0,254 cm, en commençant à 0,254 cm de la paroi du conduit qui contient l'ouverture du rouleau de dispersion et en continuant à travers l'épaisseur du parcours des 20 fibres. On fait la moyenne des mesures en chaque emplacement, sur l'épaisseur du parcours, pour obtenir une vitesse moyenne et une intensité moyenne de turbulence. Si le parcours des fibres est très large, il faut faire des explorations du parcours en des points supplémentaires de la largeur du courant aux trois endroits 25 mentionnés. Dans tous les modes d'exécution de l'invention, l'intensité moyenne de turbulence en chacun de ces points le long du parcours des fibres ne dépasse pas 15 environ. Des intensités moyennes de turbulence supérieures à 15 % donnent des nappes présentant des boutons. 30 Les mesures de vitesse faites sur la largeur du parcours des fibres, aux trois endroits mentionnés plus haut (sans écoulement de fibres) donnent aussi une mesure des défauts d'uniformité de xritesse à basse fréquence et à grande échelle. Immédiatement en amont du rouleau de dispersion, la variation de vitesse par 35 30,5 cm de largeur du courant qui s'avance dans le parcours des fibres est inférieure à + 10 fi pour ès modes d'exécution de l'invention et de préférence inférieure à + 5 ?-*<> La variation de vitesse pour des couches de 0,254 cm d'épaisseur de ce courant en progression (à l'exclusion de la première épaisseur de 0,254 40 cm en partant de la paroi) s'écarte de moins de 15 1° (de préfé 72 13961 20 2133943 rence de moins de 10 fo) de la vitesse moyenne dans la région.. Si le parcours des fibres du rouleau de dispersion au dispositif de condensation est long, il faut utiliser plus que les trois endroits mentionnés de mesure d'intensité pour caracté-5 riser la turbulence à laquelle le courant de fibres est exposé dans son avance vers le dispositif de condensation* Il est recommandé que les endroits de mesure soient pratiquement équidis-tants les uns des autreso Les exemples suivants, qui illustrent des modes d'exécu-10 tion particuliers de l'invention, ne limitent aucunement celle-ci» Exemple I Dans cet exemple, on utilise un appareil similaire à celui de la figure 1 pour former des nappes de haute qualité de 91,5 cm de largeur, aux vitesses suivantes : 15 Vitesse de fabrication Poids du produit g/cm.h m/mn g/m2 1160 50 37 1620 71 37 2Q 2160 62 54 Dans chacune des opérations ci-dessus, l'alimentation du rouleau de dispersion est formée de fibres en soies de téréphta-late de polyéthylène de 1,25 denier par fibre, de 1,90 cm de longueur, sous la forme d'un mat lâche de 3390 g/m2. Il est amené 25 à un rouleau de dispersion de 61 cm de diamètre muni de 6,2 dents par centimètre carré, chaque dent ayant 0,23 cm de hauteur et 0,023 cm d'épaisseur» L'espacement entre les extrémités des dents du rouleau 8 et la plaaue incurvée 10 est maintenu à 0,064 cm. Le rouleau tourne à 3000 tours/mn et projette dans le conduit un 30 courant mince et uniforme cfe fibres, à une vitesse uniforme initiale de 5750 m/mn» La vitesse moyenne de l'air à la sortie de la tuyère contournée qui est reliée au conduit rectangulaire 20 est de 2740 m/mn, avec une intensité de turbulence d'environ 0,4 f°» Le gradient de vitesse sur la largeur du conduit en cet endroit 35 est inférieur à 1 fs par 30,5 cm. Les dimensions approximatives en hauteur du conduit rectangulaire 20 de 91,5 cm de largeur et les vitesses moyennes d'air en divers endroits du conduit sont les suivantes : 72 13961 21 2133943 10 Endroit Epaisseur Vitesse cm m/mn X immédiatement en aval de la tuyère (c'est-à-dire à l'entrée du conduit rectangulaire) 5,08 2740 1 au delà de la planue 10, juste en amont du rouleau de dispersion 3,49 3960 2 au point d'empiétement maximal du rouleau sur le conduit 2,72 63OO 3 au delà de la plaque 12 juste en aval du rouleau de dispersion 2,86 4900 4 juste en amont du tamis collecteur 26 4,76 2930 la distance entre les endroits X et 1 est d'environ 23 cm, entre 1 et 3, d'environ 21,5 cm et entre 3 et 4, d'environ 48 cm. Les fibres sont projetées dans le conduit sous un angle initial 15 d'environ 9° relativement au courant d'air, puis transportées dans le .courant d'air en un. parcours mince et rectiligne jusqu'au tamis collecteur» En aucun point du parcours des fibres l'intensité de turbulence n'est supérieure à 2 tfo environ» Le courant d'air à l'endroit 1 a les caractéristiques 20 suivantes : h-Y/Y inférieur à + 10 fo de V^ ; &V/W inférieur à + 5 /ô et I.j inférieur à 2 %. Le courant de fibres (d'épaisseur initialement inférieure à 0,64 cm) a une épaisseur de 1,2 cm environ auprès du dispositif de condensation. Exemple II 25 Cet exemple illustre l'effet de l'intensité de turbulence le long du parcours des fibres sur le taux d'obtention de nappes de haute qualité, exemptes de défauts» On utilise tin appareil similaire à celui que représente la figure 1 pour former une nappe de 178 cm de largeur pesant 34 g/m2 30 à raison de 55 m/mn. Le mat d'alimentation est formé de soies de rayonne de 1,5 denier par fibre, de 1,90 cm de longueur, cardéep en une couche lâche de fibres. On l'amène à raison de 1115 g/cm.h à un rouleau de dispersion de 40,6 cm de diamètre tournant à une vitesse superficielle de 3820 m/mn» De l'air est amené par le 35 conduit à 1520 m/mn dans des conaitions telles que l'intensité de turbulence dans le courant d'air sortant de la tuyère est d'environ C,4 -a On obtient une nanpe uniforme de haute qualité. Quand on porte de 0,4 %■ à 0S7 ^ l'intensité de turbulence à la sortie de la buse, on peut obtenir une proportion équivalente de 40 boutons dans la natvne à des vitesses de fabrication d'environ 72 13961 22 2133943 37 m/mn seulement ou moins» Le courant d'air au-dessus de la plaque 1 immédiatement en amont du rouleau de dispersion a les caractéristiques suivantes : une vitesse moyenne qui est- dans la gamme de 0,5 à 10 V , 5 un V/V inférieur à + 10 % de V, un ÀV/W inférieur à + 5 f° et un I de moins de 3 Le courant d'air dans la région située après la formation du courant de fibres a une vitesse moyenne comprise dans la gamme d'environ 0,6 à 1,3 Y et un I inférieur à 3 1°. 10 Exemple III Cet exemple montre les effets bienfaisants que l'on peut obtenir en utilisant une aspiration comme moyen de commande de couche limitée On utilise un appareil similaire à celui de la figure 1 mais muni de moyens d'aspiration permettant de suppri-15 mer la turbulence de couche limite comme le montre la figure 2, pour former une nappe de 91,5 cm de largeur pesant 34 g/m2 à une vitesse de 73 m/mn» On amène à raison de 1480 g/cm.h un mat déposé dans l'air et formé de soies de téréphtalate de polyéthy-lène de 1,5 denier par fibre et 1,90 cm de longueur à un rouleau 20 de dispersion de 61 cm de diamètre tournant à une vitesse superficielle de 4570 m/mn» On amène de l'air à travers le conduit à 2440 rn/mn dans des conditions telles que l'intensité maximale de turbulence dans le parcours des fibres soit ù 'environ 0,5 On obtient une nappe uniforme de haute qualité, exempte de stries» 25 Quand on répète les conditions ci-dessus sans aspiration pour éliminer la turbulence de couche limite, iJ se forme des stries par suite de défauts d'uniformité dans la couche limite» Le courant d'air à la plarue 1 immédiatement en amont du ro\ileau de dispersion a les caractéristiques suivantes : une 30 vitesse moyenne (Y) qui est environ C,8 Vq, un A V/V inférieur à + 10 fo de V, un A V/v/ inférieur à + 5 ?» et un I de moins de 0,5 c,'-o Le courant d'air dans la région située après la formation du courant de fibres a une vitesse moyenne comprise dans la gamme d'environ 0,7 à 1,3 V» L'épaisseur du courant de fibres varie 35 d'une valeur initiale de moins de 0,64 cm à environ 1,2 cm auprès du dispositif de condensation. Exemple IV Dans cet exemple, on fabrique une série de nappes dons différentes conditions d'intensité de turbulence le long du par-40 cours des fibres. 72 13961 23 2133943 On utilise un appareil similaire à celui de la figure 1 pour former une série de nappes de 27,9 cm de longueur d'un poids d'environ 34 g/m2 à raison de £90 g/en oh» Les mats amenés au rouleau de dispersion 6 sont des mats de 2370 g/m2 formés de fi-5 bres en soies de téréphtalate de polyéthylène de 1,25 denier par fibre et 1,90 cm de long, préparés à partir de couches multiples de 68 g/m2 formées sur un appareil Rando-Webber. Le rouleau de dispersion a 40,6 cm de diamètre, il porte 12,4 dents par cm2, chaque dent ayant une hauteur de 0,23 cm et une épaisseur de •J0 0,023 cm au bout. On maintient un espacement de 0,051 cm entre les bouts' des dents et la plaque 10» Le rouleau de dispersion projette dans le conduit un mince courant de fibres sous un angle initial de 11° relativement à la direction générale d'écoulement de l'air et à une vitesse initiale (VQ) de 3540 m/mn. Les dimen-sions du conduit rectangulaire en des endroits déterminés en aval de la tuyère cubique sont les suivantes : Endroit Dimensions du conduit Hauteur, cm largeur, cm X entrée du conduit rectangulaire 4, 29 28 1 au delà de la plaque 10, juste en amont du rouleau de dispersion 3, 49 28 2 au point d'empiétement maximal du rouleau sur le conduit 2, 22 28 3 au delà de la plaque 12, juste en aval du rouleau de dispersion 3, 18 28 4 juste en amont du tamis collecteur 26 4, 13 28 Dans cet appareil, le tamis en mouvement 26 interrompt le courant d'air et de fibres sous un angle de 45°-= Les distances entre les endroits spécifiés X et 1,1 et 3, 3 et 4sont respecti-30 vement de 20, 28 et 30 cm0 Pour régler l'intensité de turbulence dans le parcours des fibres, une série de dispositifs mélangeurs d'écoulement sont placés à l'endroit X„ Les nappes formées avec ces dispositifs et dans les conditions décrites ci-dessus présentent alors des pro-35 portions croissantes de boutons. Les résultats sont récapitulés au tableau ci-après» Les désignations 7^, V^ et 7^ sont employées respectivement pour les vitesses moyennes de l'air aux endroits ci-dessus 1, 2 , 3 et 4. On effectue la mesure d'intensité de turbulence (I) de la façon décrite plus haut, aux endroits 72 13961 24 2133943 1, 3 et 4. On mesure aussi a l'endroit 1 les variations de vitesse ( i Y/T) dans la région du courant d'air qui s'avance dans le parcours des fibres„ Sans faire aucun changement au fonctionnement de l'appareil, si ce n'est que l'on diminue la vitesse du tamis collecteur de nappe, on fabrique aussi une série de nappes d'un poids d'environ 102 g/m^. On mesure la proportion de boutons dans les nappes de 34 g/m2 et de 102 g/m2 au moyen d'un appareil dit "Paper Formation Tester" (M.I. Davis et al», Technical Association of the Pulp and Paper Industry, Technical Papers, série 18, 386 à ,391 (1935))o Comme étalon pour la détermination de la valeur de formation (FV) on utilise un nombre approprié de feuilles de papier pelure de 34 g/m2 pour obtenir un poids unitaire correspondant aux échantillons de nappe à examiner« Les données du tableau sont la moyenne de trois déterminations sur différents échantillons de chaque nappe0 TABLEAU opéra- Générateur mé- Gourant d'air Au delà des Parcours menant Valeur de entrant moyens de au collecteur formation Notes : (*) le générateur mélangeur de courant sous forme de fil ou de tige est situé au milieu du courant d'air entrant à l'endroit X (+) la porte est à l'endroit X du côté du conduit qui est opposé au rouleau de dispersion (donc, l'ouverture de la porte est du côté du rouleau de dispersion) n° courant V1 &V/W *v/v yv0 X1 m- d 0 h T~ ? V4 4 34 g/m 102 g/m2 a Aucun 2650 1 4 0,75 1,4 4150 «,17 3570 1.7 2740 1,2 98 129 b Fil métallique 0,16 cm de diamètre (*) 2650 1 4 0,75 2,6 4150 1,17 3570 2,0 2740 1,8 94 128 c Fil métallique 0,24 cm de diamètre (*) 2650 3 0,75 2,9 4150 1,17 3570 2,8 2740 2,0 89 127 d Fil métallique 0,32 cm de diamètre (*) 2620 1 3 0,74 3,3 4110 1,16 3540 3,3 2710 2,2 91 111 e Tige de 0,48 cm de diamètre (*) 2620 2 0,74 6,2 4110 1,16 3540 4,5 2710 4,2 89 100 f Tige de 0,64 cm de diamètre (*) 2590 3 3 0,73 8,3 4080 1,15 3510 5,6 2680 4,8 74 94 g Ouverture de porte de 2,54 cm (+) 2500 7 0,71 3,3 o o CTi 1,10 o C0 13,5 2590 7,2 72 73 h Ouverture de porte de 1,90 cm(+) 2440 5 14 0,69 25,1 3840 1,08 O CM tr\ 19,5 2530 12,1 65 66 Notes (suite) V = Vitesse initiale de projection des fibres, m/mn o -vj hO LU -43 V^ = Vitesse moyenne du courant d'air entrant, m/mn AV/W = Variation de vitesse sur la largeur de la région du ^ courant d'air qui avance dans le parcours d'écoulement des fibres + fo par 30,5 om de largeur _j A.V/V = Variation de vitesse dans la région du courant d'air qui s'avance dans le parcours d'écoulement des fibres, + f° I = Intensité de turbulence, + $ Les chiffres en indice désignent les emplacements spécifiés 1, 2, 3 et 4» [Vi a\ K> UJ ou O 45. LU 72 13961 27 2133943 Les nappes fabriquées dans les conditions indiquées au tableau ci-dessus pour les opérations a, £> â e"k £L> sont de qualité excellente à bonne et présentent très peu de boutons» Les nappes de l'opération f sont satisfaisantes mais présentent davan-^ tage de boutons. Les narpes de l'opération g, bien qu'elles rentrent dans le cadre de l'invention, présentent encore plus de boutons et sont de qualité un peu marginale. L'opération h donne la nappe qui présente le plus de boutons et de stries de cette série et est considérée comme non satisfaisante aux fins de l'invention. ^0 De cette série et d'autres, on conclut que de faibles intensités stables de turbulence, inférieures à 15 et de préférence inférieures à 7 f» le long du parcours du courant de fibres, sont nécessaires pour donner des nappes de haute qualité à de grandes vitesses. En outre, une variation de vitesse inférieure à + 15 f dans la région du courant d ' air qui s ' avance dans le parcours des fibres est aussi nécessaire et une variation inférieure à + 10 fo' est préférable. Dans une deuxième série d'opérations sans générateurs mélangeurs de courant, on fait varier les rapports de vitesse V^/Tq et Vg/V respectivement entre 0,4 et 2,0 et entre 0,6 et 3,1. Cette série d'essais ainsi que d'autres montrent que la gamme appropriée pour est de 0,5 à 3,5 environ, de préfé rence de 0,5 à 1,2 et que la gamme appropriée pour es^ 0,5 à 3,0, de préférence de 0,7 à 1,7S si l'on veut obtenir les 2çj nappes les plus uniformes avec les plus grandes vitesses de fabrication. En outre, ces essais montrent que la gamme appropriée de vitesse moyenne de l'air en toute section en aval de l'endroit où se forme le courant de fibres est comprise entre 0,25 et 3 fois et de préférence entre 0,4 et 1,2 fois la vitesse moyenne 30 de l'air (V^). 15 20 72 13961 28 2133943 REVENDICATIONS 1. Procédé de formation d'une nappe de fibres textiles dans lequel on disperse des fibres en soies dans un courant d'air et on les recueille ensuite sur un tamis en mouvement pour former 5 une nappe tout-venant de fibres, caractérisé en ce qu'on projette des fibres en soies dans un courant d'air réglé à une vitesse initiale uniforme (V ) d'au moins 915 m/mn, sous un angle inférieur à 25° relativement à la direction du courant d'air, pour former un mince courant de fibres, qu'on règle le courant d'air 10 de façon que les fibres soient projetées dans une région d'écoulement stable d'air ayant (a) une vitesse moyenne d'air (V) comprise entre 0,5 et 3,5 fois la vitesse initiale des fibres, (b) une variation moyenne de vitesse, par 0,254 cm d'épaisseur de la couche dans ladite région à l'exclusion de la première couche de 15 0,254 cm voisine de toute paroi, qui est inférieure à + 15 % de la vitesse (Y), (c) une variation de vitesse, sur la largeur de ladite région, qui est inférieure à + 10 fo par incrément de 30,5 cm et (d) une intensité moyenne de turbulence ne dépassant pas 15 qu'on règle l'écoulement d'air de manière à transporter les 20 fibres jusqu'au tamis collecteur sous la forme d'un mince courant de fibres dans un écoulement stable d'air ayant (e) une vitesse moyenne d'air comprise entre 0,25 et 3 fois la vitesse (V) et (f) une intensité moyenne de turbulence qui ne dépasse pas 15 i° dans le parcours des fibres; puis qu'on sépare les fibres du 25 courant d'air pour former une nappe uniforme sur le tamis en mouvementé 2o Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on projette les fibres à une vitesse initiale uniforme de 3050 à 6100 m/mn pour former un courant de fibres d'une épaisseur ini-30 tiale inférieure à 0,64 cm» 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on projette les fibres à raison de 535 à 3750 g/cm de largeur du courant pendant chaque heure de fonctionnement » 4» Procédé selon une quelconque des revendications pré-35 cédentes, caractérisé en ce qu'on projette les fibres sous un angle inférieur à 12° relativement à la direction du courant d'airo 5. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on règle le courant d'air de manière à obtenir une vitesse moyenne (Y) comprise entre 0,5 et 40 1,2 fois la vitesse initiale des fibres dans la région d'écoule 72 13961 29 2133943 ment stable qui se trouve immédiatement en amont du courant de fibres et une vitesse moyenne comprise entre 0,4 et 1,2 fois la vitesse (V) après la formation du courant de fibres» 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce 5 que les intensités moyennes de turbulence sont inférieures à 7 7. Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que les variations moyennes de vitesse sur l'épaisseur de la région d'écoulement stable sont inférieures à + 10 fc de la vitesse (V) et la variation de vitesse sur la lar- 10 geur de la région est inférieure à + 5 8. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débit en poids du courant d'air représente au moins 25 fois le débit en poids auquel les fibres sont projetées dans le courant d'air. 15 9. Procédé selon une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que le courant de fibres a une épaisseur d'environ 1,27 à 2,54 cm lorsqu'il approche du tamis de formation de nappe» 10, Appareil servant à assembler des fibres textiles en 20 une nappe en dispersant des fibres en soies dans un courant d'air et en formant la nappe sur un tamis en mouvement, caractérisé par un conduit servant à transporter des fibres dans un courant d'air réglé, des moyens de dispersion de fibres servant à projeter des fibres dans le conduit pour former un mince courant de fibres 25 dans l'air, des moyens d'amenée d'air servant à diriger un courant d'air de faible turbulence à travers le conduit, et des moyens de condensation servant à séparer les fibres de l'air pour former line nappe, le conduit comprenant des parois latérales et des parois terminales qui forment une section rectangulaire ayant au 30 moins la largeur de la nappe, l'uxte des parois latérales étant munie d'une ouverture à travers laquelle les fibres sont projetées, les parois étant pratiquement droites et parallèles jusqu'à l'ouverture de manière à maintenir l'air en écoulement stable sur l'ouverture, et les moyens de dispersion de fibres comprenant 35 un rouleau denté de dispersion conçu pour tourner à une vitesse superficiel]e d'au moins 915 m/mn et une plaque immobile de dispersion munie d'une surface courbe espacée des dents du rouleau, du point où les fibres sont saisies par les dents jusqu'au point où elles sont projetées dans le courant d'air, à une distance in-40 férieure à 0,32 cm, de manière à former une fente étroite où les 72 13961 30 2133943 fibres sont projetées dans le conduit à travers l'ouverture par inertie» 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le rouleau de dispersion a un diamètre 12,7 à 127 cm, qu'il 5 est muni de 1,2 à 54 dents par cm2 de surface, que les dents ont une longueur inférieure à 0,64 cm et qu'il existe un espacement de 0,025 à 0,076 cm entre les dents et la plaque de dispersion» 12» Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un organe de commande de couche limite est incorporé au 10 conduit avant l'ouverture pour améliorer la couche limite d'air à travers laquelle les fibres sont projetées dans le courant réglé» 13» Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de commande de couche limite est un mince obsta-15 cle de limite qui s'étènd en travers des parois du conduit pour éliminer le tourbillonnement du courant dans le sens de l'écoulement d'air à la limite. 14» Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de commande de couche limite est une fente d'as-20 piration proche de l'ouverture de la paroi du conduit et servant à éliminer l'écoulement turbulent d'air à la limite» 15» Appareil selon une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que les moyens d'amenée d'air comprennent un tunnel à vent de grande uniformité ayant une section plus 25 grande que celle du conduit et un raccordement de tuyère d'écoulement servant à assurer un écoulement réglé ayant une vitesse pratiquement ■uniforme jusqu'à l'endroit où le courant de fibres se forme, à l'exclusion des couches limites situées hors du courant 43. de fibres» 30 16» Appareil selon une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que le conduit a une section rectangulaire pratiquement uniforme sur le parcours du courant de fibres se rendant aux moyens de condensation» 17» Appareil selon une quelconque des revendications 10 à 35 16, caractérisé en ce que le conduit a une section pratiquement uniforme jusqu'au rouleau de dispersion, puis converge pour accélérer le courant d'air qui amène les fibres aux moyens de condensation» 18. Appareil selon une quelconque des revendications 10 à 40 15* caractérisé en ce que le conduit a une section pratiquement 72 13961 31 2133943 uniforme jusqu'au rouleau de dispersion puis diverge à mesure que le conduit approche des moyens de condensation® 19» Appareil selon une quelconque des revendications 10 à 18, caractérisé en ce que le conduit est crat i. ^usinent droit<> 20„ Appareil selon une quelconque des revendications 10 à 19, caractérisé en ce ou!un générateur de tourbillons s'étend en travers du conduit arant les oioyens de dispersion©