FR2519036A1 - Perfectionnements aux techniques de formation de voiles de fibres - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE L'AMELIORATION DE LA DISTRIBUTION DES FIBRES DANS UN VOILE, L'ETIRAGE DES FIBRES ETANT ASSURE AU MOYEN DE COURANTS GAZEUX. LE MATERIAU DELIVRE SOUS FORME DE FILETS EST ETIRE DANS UN CANAL 7 ENTRE DEUX JETS GAZEUX. A LA SORTIE DU CANAL 7 LE COURANT GAZEUX PORTANT LES FIBRES ENTRAINE DE L'AIR AMBIANT ET PENETRE DANS UN CONFORMATEUR COMPRENANT DEUX PAROIS 11 ET 12. LA CIRCULATION DE L'AIR INDUIT ENTRE LE CANAL 7 ET LE CONFORMATEUR EST MODIFIEE PAR L'INTERPOSITION D'ECRANS 14 ET 15. LA MODIFICATION INTRODUITE PERMET DE CORRIGER DES MANQUES D'UNIFORMITE DANS LE VOILE DE FIBRES.

Description

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PERFECTIONNEMENTS AUX TECHNIQUES

DE FORMATION DE VOILES DE FIBRES

L'invention est relative à la production d'un voile de fibres

par étirage de matériaux thermoplastiques au moyen de courants gazeux.

Dans les techniques considérées le matériau à l'état fondu

passe dans une filière Les filets délivrés par la filière sont entrai-

nes et étirés entre deux courants gazeux sensiblement parallèles Ces courants sont dirigés dans le sens d'écoulement des filets de part et

d'autre de ceux-ci L'émission des courants gazeux et l'étirage des fi-

lets sont effectués dans un espace confiné principalement délimite par

deux parois formant une sorte de canal.

Les fibres formées, véhiculées par les courants gazeux, sont dirigées vers un organe de réception constitué par un tapis convoyeur perméable aux gaz Les fibres sont retenues sur le tapis Le mouvement de ce dernier conduit à la formation d'un voile de fibres continu de

faible épaisseur.

Une des grandes difficultés de ce type de procédé réside dans l'obtention d'une distribution uniforme des fibres sur toute la surface de l'organe de réception, distribution qui est nécessaire pour que le

produit présente les mêmes propriétés en tout point.

Le brevet français publie sous le N O 2 085 525 et son addi-

tion N O 2 108 162, appartenants à la demanderesse, décrivent chacun des

moyens permettant d'améliorer cette distribution.

Le brevet principal présente notamment des systèmes de régla-

ge de l'écartement des parois confinant les courants gazeux dans la phase d'étirage Dans une certaine mesure des différences d'écartement des parois de ce que l'on nomme aussi la jupe permettent de moduler

l'écoulement des gaz d'étirage et par suite celui des fibres formées.

Ces modifications faites au niveau de l'ensemble de fibrage se trouvent

reproduites jusqu'à l'organe de réception.

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Lorsque la largeur du canal entre les deux parois est réduite

la quantité de fibres sur la partie de l'organe de réception correspon-

dante est diminuée et inversement.

L'addition au brevet concerne l'étalement du flux de fibres sur des tapis convoyeurs de grande largeur A cet effet le flux gazeux sortant de l'organe d'étirage passe dans un dispositif nommé conformateur Entre ces deux dispositifs un espace relativement large est laissé pour permettre l'entraînement d'une quantité importante

d'air ambiant.

Le conformateur est essentiellement consittué par deux parois

planes entre lesquelles circulent les courants gazeux L'intervalle en-

tre les parois se réduit au fur et à mesure qu'on se rapproche de

l'organe de réception ne laissant subsister à ce niveau qu'une ouvertu-

re relativement étroite Cette étroitesse de l'ouverture est compensée

par l'étalement du flux sur une grande largeur.

Comme pour la jupe du dispositif d'étirage, l'écartement des parois du conformateur est réglable, et, à un même niveau, différents écartements peuvent être établis localement pour accroître ou réduire

le flux gazeux.

Les dispositions envisagées dans ces deux publications anté-

rieures conduisent à une bonne répartition d'ensemble Au lieu d'un dé-

pôt des fibres très concentré au centre du tapis convoyeur, et de c 6 tés pratiquement dépourvus de fibres, on parvient à une couche couvrant

toute la largeur et étalée de façon relativement régulière.

Cependant le fonctionnement sur de longues périodes des en-

sembles tels que décrits précédemment montre que l'uniformité initiale des voiles de fibres peut être perturbée de façon importante par suite

d'incidents difficilement contrôlables, tels que par exemple la défor-

mation ou l'usure de la filière, ou encore le bouchage de certains ori-

fices de celle-ci Ces modifications très localisées peuvent s'avérer

difficiles à compenser par les moyens décrits antérieurement.

Il apparaissait donc souhaitable de disposer de moyens capa-

bles de rétablir une distribution des fibres parfaitement satisfai-

sante C'est le but principal de l'invention Un but de l'invention est

notamment de fournir des moyens qui permettent de modifier la réparti-

tion de façon très locale.

Par ailleurs, il était très souhaitable que les moyens utili-

sés à cette fin soient relativement simples à -mettre en oeuvre et n'aient pas d'effet sur le processus d'étirage des fibres, lequel doit

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répondre à des conditions extrêmement précises, une modification même

modeste de ces conditions pouvant entraîner des perturbations importan-

tes du fonctionnement d'ensemble.

L'invention résulte de la constatation qu'il est possible de modifier la distribution des fibres dans le voile formé de façon loca- lisée et relativement précise en intervenant sur les courants gazeux qui ne sont pas ceux mis en oeuvre pour étirer les fibres Ces courants gazeux sont ceux qui se combinent aux gaz d'étirage après que ceux-ci

soient sortis du dispositif d'étirage.

L'essentiel, sinon la totalité des courants gazeux en ques-

tion est constitué par de l'air ambiant induit par les gaz d'étirage.

Par mesure de simplification dans la suite nous les nommons courants induits, bien que d'autres courants gazeux sont également induits dans le système et qui ne font pas partie de ceux auxquels l'invention se rapporte directement En particulier, l'invention ne concerne pas les gaz aspirés au-dessus du dispositif d'étirage et dont la modification,

comme il a été dit, aurait des conséquences non seulement sur la dis-

tribution des fibres mais également sur leur étirage.

Les études faites par les inventeurs montrent l'importance quantitative des gaz induits Leur masse est ordinairement au moins

cinq fois celle des gaz d'étirage Cette importance explique qu'ils in-

terviennent de façon très sensible dans le processus de transport et de

distribution des fibres.

Un premier effet des gaz induits est de ralentir les fibres.

A la sortie de la jupe les gaz d'étirage sont encore à très grande

vitesse L'entrafnement d'air ambiant diminue considérablement la vi-

tesse de l'ensemble Cette diminution est nécessaire La projection des fibres sur l'organe de réception aux vitesses qui sont celles des gaz d'étirage les briserait réduisant ainsi les propriétés mécaniques du

voile de façon indésirable.

L'induction d'air permet la réduction de la vitesse jusqu'à

des valeurs de l'ordre de quelques mètres par seconde Dans ces condi-

tions l'impact des fibres sur le tapis de réception se fait sans dommage. Un autre effet de ces gaz induits est d'augmenter le volume des gaz véhiculant les fibres, ce qui rend plus aisée la distribution

sur des grandes largeurs.

Dans les systèmes considérés l'induction de l'air ambiant se produit essentiellement dans la zone située entre la jupe et la partie supérieure du conformateur Dans les brevets antérieurs cités il est prévu de multiplier les zones d'induction en ménageant des ouvertures à différrents niveaux des parois du conformateur A ces niveaux cependant l'induction est sensiblement plus faible Dans la pratique la plus courante, le conformateur ne permet le passage d'air induit qu'à sa

partie supérieure et dans une moindre mesure sur ses côtés.

Dans les dispositions traditionnelles, l'arrangement des dif-

férents éléments de l'installation conduit à un écoulement homogène des

gaz induits tout autour des gaz d'étirage L'invention consiste à modi-

fier localement l'écoulement des gaz induits qui se combinent avec les gaz d'étirage Cette modification est entreprise dans la zone o les courants induits sont les plus intenses, c'est-à-dire entre la jupe et

le conformateur.

Pour modifier le régime des gaz induits, il est commode selon

l'invention de disposer des éléments ou écrans qui s'opposent locale-

ment au passage des gaz induits.

L'invention est décrite en détail dans la suite de la des-

cription laquelle fait référence aux planches de dessins annexées Dans celles-ci la figure 1 est une vue schématique en perspective présentant les principaux éléments du dispositif de formation du voile de fibres et leurs positions relatives; la figure 2 est une coupe en perspective à une échelle plus grande du

dispositif d'étirage et de la partie supérieure du conformateur repré-

sentés à la figure 1

la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 sur laquelle sont pré-

sentés différents moyens selon l'invention pour la modification de la distribution des fibres; la figure 4 est un schéma représentant le trajet des courants gazeux dans un mode de réalisation de l'invention; les figures 5 a à 5 c sont des schémas des lignes de courant des gaz induits dans un plan transversal à la direction des gaz d'étirage au niveau situé entre la jupe et le conformateur; la figure 6 est un schéma montrant un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 7 montre la mise en oeuvre d'un élément selon l'invention de modification des courants induits à une extrémité du dispositif d'étirage;

les figures 8 a et 8 b montrent l'effet de l'élément présenté à la fi-

gure 6 sur la trajectoire des gaz dans le conformateur les figures 9 a à 9 d montrent graphiquement les résultats obtenus sur la répartition des fibres dans différents essais d'utilisation de

moyens selon l'invention.

Dans la suite de la description il est fait référence plus

spécialement à la production de voiles de fibres de verre, mais il est

entendu que l'invention est applicable quelle que soit la nature du ma-

tériau constituant les fibres Les caractéristiques de l'invention sont

indépendantes du mat 6 riau utilisé.

Les figures 1 et 2 montrent une unité de production de voile

de fibres de verre traditionnelle.

Le verre provient ordinairement d'un four de fusion Il est conduit dans l'avant corps ou creuset 1 à la base duquel est disposée

une filière 2.

Dans d'autres types d'installations, le verre est fondu di-

rectement dans le creuset.

La filière 2 est munie d'une ou plusieurs rangées d'orifices 3 d'o s'écoulent des filets de verre F.

Sous la filière se trouve un dispositif d'étirage 16 compre-

nant un ensemble de soufflage prolongé par une jupe L'ensemble de

soufflage présente deux parties symétriques comprenant chacune une tu-

bulure 5 qui conduit le gaz sous pression servant à l'étirage Il

s'agit ordinairement d'air comprimé ou de vapeur.

Le gaz d'étirage s'échappe par les lèvres 6 Dans le mode re-

présenté à la figure 2 les lèvres du dispositif de soufflage forment

une fente continue sur toute la longueur Dans d'autres modes tradi-

tionnels ces fentes sont remplacées par des séries d'orifices très pro-

ches les uns des autres Dans les deux cas le dispositif de soufflage engendre deux nappes gazeuses pratiquement continues dirigées de haut

en bas.

Les filets de verre F s'écoulent de la filière dans l'ouverture 4 du dispositif d'étirage Les gaz soufflés à partir des lèvres 6 aspirent de l'air ambiant par l'ouverture 4 Ce courant d'air aspiré favorise l'entraînement des filets de verre en direction de

l'ouverture 4.

La circulation à grande vitesse des gaz émis par le souffleur de chaque côté des filets de verre exerce un effet intense de traction

sur les filets d'o résulte l'étirage.

La vitesse des gaz reste très élevée dans tout le canal 7 forme par les deux parois 8 La longueur de la jupe est choisie de façon qu'elle corresponde approximativement à la phase d'étirage Une longueur plus petite aboutirait à un ralentissement précoce des gaz et à un étirage un peu moins poussé A l'inverse une jupe plus longue pourrait nuire à la qualité des fibres en augmentant les risques de

chocs sur les parois 8.

Trois molettes de réglage de l'écartement des parois sont re-

présentées schématiquement à la figure 1 En dehors des ajustements ef-

fectués au moyen de ces molettes les parois de la jupe sont

sensiblement parallèles.

Les gaz et les fibres provenant du dispositif d'étirage sont

dirigés vers le conformateur constitué essentiellement par les deux pa-

rois 11 et 12 Celles-ci sont planes sauf à la partie supérieure incur-

vée pour faciliter le guidage des gaz.

Les parois Il et 12 vont en s'élargissant et en se rappro-

chant l'une de l'autre de haut en bas Leur largeur en haut est prati-

quement celle du dispositif d'étirage alors qu'en bas elle correspond à

peu près à la largeur du tapis convoyeur schématisé en 13.

Les moyens de réglage de l'écartement des parois ne sont pas

représentés.

A la figure 1 les côtés du conformateur sont ouverts Cette

disposition semble préférable Lorsque les côtés sont fermes on consta-

te en effet une certaine instabilité de la nappe gazeuse dans le conformateur La nappe a tendance à se déplacer transversalement d'un côté à l'autre Les côtes étant ouverts, il ne se développe pas d'effet

de surface sur ces côtes et la nappe reste stable.

Sur les lignes de production industrielles plusieurs ensem-

bles tels que représentés à la figure 1 se succèdent le long du tapis

convoyeur pour permettre une vitesse de production plus grande.

Dès leur sortie de la jupe les gaz d'étirage induisent de l'air ambiant Les lignes de courant des gaz induits sont figurées par des flèches I à la figure 2 Bien entendu de l'air est induit aussi sur

les côtés du conformateur, mais l'essentiel pénètre dans la partie su-

périeure ouverte 10 Dans la zone considérée en effet les gaz d'étirage présentent l'impulsion la plus élevée L'induction dépendant de l'impulsion du gaz inducteur, c'est également dans cette zone que se développe l'induction la plus intense C'est donc entre la jupe et le conformateur qu'il est souhaitable de disposer les moyens selon

l'invention pour modifier les courants induits.

Le principe de l'invention repose sur le fait qu'une modifi-

cation des courants induits en amont du conformateur se traduit par une

modification des caractéristiques des gaz circulant dans le conforma-

teur et finalement au niveau du tapis convoyeur dans le voile de fibres déposé.

Un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention est repré-

senté à la figure 3 Des écrans 14 sont disposes entre la jupe du dis-

positif d'étirage et une paroi du conformateur, faisant obstacle

localement au passage de l'air induit.

Il est important de souligner que les écrans ne modifient pas directement le courant gazeux portant les fibres On évite ainsi tout

choc qui serait nuisible à la qualité des fibres.

De façon générale, sans tenir compte des variations dont il sera question plus loin et qui dépendent notamment de la dimension des écrans, la présence de ceux-ci se traduit par un accroissement de la densité des fibres dans le sillage correspondant, accroissement qui se

prolonge jusqu'au tapis convoyeur.

De ceci découle le mode d'utilisation de ces écrans Lorsque dans le voile produit se manifeste de façon permanente une insuffisance de densité locale, un ou plusieurs écrans sont placés dans la position correspondante entre la jupe et le conformateur Le mode de propagation des courants gazeux dans le dispositif considéré fait que la position

de l'écran se déduit approximativement par homothétie de celle du dé-

faut à corriger.

Si la modification des courants induits par les moyens qui viennent d'être décrits est un fait bien établi de même que les effets

de cette modification sur la densité des fibres, le mécanisme qui per-

mettrait d'expliquer ce résultat n'est pas parfaitement connu.

On peut penser par exemple que le ou les écrans en empêchant

une certaine dilution du flux gazeux portant les fibres par l'air in-

duit, favorise (nt) un accroissement de densité dans le sillage correspondant Ce mécanisme, même s'il existe, ne permet pas de rendre

compte de tous les résultats Nous verrons notamment dans la descrip-

tion des essais que lorsque la largeur de l'écran dépasse un certain seuil, l'effet obtenu se dédouble A chaque bord de l'écran correspond

un accroissement de la densité des fibres.

Cet effet de bord provient peut-être de mouvements tourbil-

lonnaires qui se développent sur la face interne de l'écran de la ma-

nière représentée à la figure 4 et aux figures 5 b et 5 c.

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Sur la figure 4, les gaz induits I longent le bord de l'écran, s'enroulent en formant un tourbillon qui entraine les parties

du courant gazeux d'étirage les plus proches, qu'elles se situent der-

rière l'écran ou non Sur la figure ceci est représenté par un resser-

rement des lignes de courants C dans la zone tourbillonnaire Pour un écran suffisamment peu large, les effets des deux bords de l'écran sont confondus.

Ce mécanisme hypothétique est précisé aux figures 5 a à 5 c.

Le schéma de ces figures représente une section du courant

gazeux d'étirage G entre la jupe et le conformateur Ce courant est re-

présenté par ses limites Des points situés à intervalles réguliers (fig 5 a) entre ces deux limites figurent la distribution des fibres dans le courant G Les courants induits sont représentés par les lignes

de courants I régulièrement espacées.

La figure Sa montre la forme des lignes de courants comme el-

les peuvent se développer en l'absence d'écran Ces lignes sont régu-

lières et se dirigent vers la nappe gazeuse G. La figure 5 b montre les modifications introduites en présence d'un écran de faible largeur disposé à proximité du courant G (écran

El) et à distance de ce courant (écran E 2) La figure 5 c montre la mo-

dification provoquée par un écran de grande largeur E 3.

Les effets supposes dans ces différents cas sont les sui-

vants Les courants induits forment en aval de l'écran des tourbillons comme représent 4 S à la figure 4 Lorsque l'écran (E 1) est suffisamment près du courant gazeux G, ces tourbillons entraînent une fraction de

celui-ci L'écran aspire en quelque sorte une partie du gaz d'étirage.

Il en résulte un resserrement des fibres dans la partie du courant G

située derrière l'écran L'induction est " inversée ".

Si l'écran (E 2) est écarté du courant gazeux, un effet analo-

gue se produit dans les courants induits, mais, d'une part, l'intensité et la définition des courants induits est d'autant moins forte que l'on se situe plus loin du courant inducteur et les tourbillons résultant de

l'effet de bord sont donc plus faibles, et d'autre part, ces tourbil-

lons moins puissants sont à distance du courant et ont moins ou pas d'effet sur celui-ci Dans ce cas la distribution des fibres est peu ou

pas modifiée.

Pour l'écran de grande largeur, les deux tourbillons se for-

ment aussi mais la distance qui les sépare est suffisante pour que les effets soient distincts Il y a deux effets de " pompage du courant G

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et par suite deux zones d'augmentation de la densité des fibres.

Ces hypothèses n'ont pour but que de tenter une représenta-

tion commode des phénomènes observés Il n'est pas nécessaire de s'y

référer pour mettre en oeuvre l'invention de façon satisfaisante.

Pour que les effets des modifications des courants induits sur la distribution des fibres soient bien sensibles, il faut que l'écran soit placé à proximité des courants gazeux d'étirage Lorsque

l'on écarte l'écran, l'effet diminue et devient très vite impercepti-

ble Il est possible cependant selon l'invention de moduler l'action de

l'écran en faisant varier sa distance vis-à-vis du courant d'étirage.

Une disposition de ce type est représentée à la figure 3.

L'écran 15 est écarté de la jupe.

Un autre moyen pour moduler l'effet d'écran est de faire va-

rier la surface qui s'oppose au passage de l'air induit Nous verrons à propos des essais comment évolue l'effet de l'écran en fonction des dimensions.

Dans le mode représenté à la figure 3 la variation de la sur-

face peut être obtenue notamment en utilisant des dcrans de différentes

largeur 1.

Il est également possible d'utiliser des series d'écrans élé-

mentaires de petites dimensions qui, accolés les uns aux autres, per-

mettent de constituer tout une gamme de dimensions Un type de réalisa-

tion de ce genre est représenté à la figure 6 Sur cette figure les

éléments d'écran 17 peuvent être associés suivant toutes les combinai-

sons utiles.

Toujours dans le mode représenté à la figure 6, les éléments 17 sont fixés à l'extrémité du rebord du conformateur Ils sont mobiles

autour d'un axe porté par ce rebord.

Le mode de disposition représenté à la figure 6 ou tout autre mode analogue, peut être associe avec un dispositif de commande

automatique Un détecteur contrôlant la densité des fibres dans le voi-

le déclenche, par l'intermédiaire des circuits et mécanismes adéquats, la mise en place ou le retrait des écrans élémentaires en fonction

d'instructions mises en mémoire.

D'autre modes de réalisation que ceux représentés sont bien

évidemment utilisables Il est par exemple possible de disposer une sé-

rie d'écrans mobiles autour d'axes non plus horizontaux comme à la fi-

gure 6, mais dans une position voisine de la verticale Le pivotement des écrans sut leur axe fait que ceux-ci se présentent soit parallèles

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aux courants induits et offrent alors peu de surface faisant obstacle

au passage des gaz, soit perpendiculairement à ces courants, soit enco-

re dans toutes les positions intermédiaires entre ces deux extrêmes.

Dans tous les modes envisagés dans ce qui précède, le ou les écrans font obstacle à la circulation des gaz induits le long des faces du dispositif Dans certains cas il peut être avantageux d'intervenir également aux extrémités, l'induction se développant bien entendu tout

autour du courant gazeux d'étirage.

La figure 7 présente un mode d'utilisation d'un écran 18 sur

un côté du dispositif.

La présence d'un écran dans la position représentée favorise un effet de surface Le courant gazeux d'étirage sortant de la jupe a tendance a longer l'écran De cette façon la position-de l'extrémité de

* la nappe gazeuse portant les fibres est bien stabilisée.

L'utilisation de l'écran sur le côté du dispositif est parti-

culièrement avantageuse lorsque pour une raison quelconque, par exemple

une dissymétrie accidentelle du souffleur ou dans l'environnement con-

ditionnant l'air induit, la nappe gazeuse portant les fibres se trouve

déportée sur un côté Une situation de ce type est représentée à la fi-

gure ga dans laquelle la nappe gazeuse est matérialisée par les lignes de courant Sur cette figure une paroi du conformateur est ôtée pour

montrer la trajectoire des gaz La figure 8 b représente le même ensem-

ble mais avec l'adjonction d'un écran sur le côté gauche La nappe de

fibres est déplacée du côté portant l'écran.

Il est bien entendu possible de moduler l'effet de l'écran disposé sur le côté du dispositif comme nous l'avons vu précédemment pour ceux qui sont établis le long des faces de la jupe et du

conformateur On peut notamment modifier les dimensions, largeur, hau-

teur et disposer une série d'écrans élémentaires En particulier, lors-

que l'effet de déplacement recherché est particulièrement intense,

l'écran peut s'étendre un peu sur l'ouverture latérale du conformateur.

Les essais suivants montrent en détail divers types de mise

en oeuvre de l'invention et les résultats qu'ils permettent d'attein-

dre.

Dans tous ces essais le dispositif et les conditions de for-

mation des fibres demeurent inchangés, seules la position et la dimen-

sion des écrans sont modifiées.

Une seule filière est utilisée La longueur de la filière est de 350 mm environ et la réception est faite sur un tapis convoyeur sur

une largeur de 1600 mm.

La représentation des résultats est graphique Dans tous les

cas il s'agit d'une mesure de densité de fibres sur le tapis convoyeur.

Ces mesures sont faites à intervalles réguliers dans une direction transversale sur le tapis Elles sont exprimées en pourcentages en plus ou en moins de la valeur moyenne pour toute la largeur de l'échantillon étudié.

Autrement dit, lorsque par exemple sur un point donné le gra-

phique indique une valeur de + 20 %, la densité du voile au point con-

sidéré est de 20 % supérieure à la densité moyenne calculée sur toute

la largeur du v 9 ile.

Sur les graphiques, l'axe des abscisses représente la posi-

tion relative des différents points de mesure dans la largeur du voile.

En ordonnée sont portées les variations de densité Figurent également les positions et dimensions des écrans E Ceux-ci sont reproduits à

l'échelle du tapis convoyeur par une projection homothétique, pour fai-

rè ressortir commodément l'effet de l'écran sur le voile de fibres dans

le sillage qui lui correspond.

ler exemple:

A la figure 9 a la courbe pointillée représente la répartition

des fibres obtenue en l'absence de tout écran On constate que le pro-

duit présente une densité nettement supérieure à la moyenne au voisina-

ge du centre du voile et par contre une densité faible sur les côtés,

notamment sur le côté droit.

Cette répartition des fibres prise sur un échantillon est

l'image de la répartition instantanée Cependant les courbes de réfé-

rences faites à l'occasion des divers autres essais dont il est ques-

tion dans la suite, montrent la stabilité de cette répartition C'est

ce genre de manque d'uniformité qui se maintient sur des périodes rela-

tivement longues que l'invention permet de rectifier au moins partiel-

lement.

Dans le cas considéré, une tentative pour "rectifier" la re-

partition a consisté à placer deux écrans tels que ceux représentés à la figure 3, chacun à une des extrémités du dispositif de fibrage La

largeur de chaque écran est de 25 mm.

Le résultat de cette modification imposée dans l'écoulement des gaz avant l'entrée dans le conformateur apparaît sur la courbe en trait continu La partie centrale qui, en l'absence d'écran, reçoit un excédent de fibres, est ramenée pratiquement à la valeur moyenne De

même que les côtés sont mieux alimentés.

La courbe qui, d'une certaine façon, représente la quantité

de fibres sur une coupe transversale du voile est presque plane.

Des améliorations supplémentaires pourraient être obtenues en faisant varier de façon plus fine la largeur des écrans et en introdui-

sant éventuellement d'autres écrans.

Les essais suivants dont les résultats correspondent aux fi- gures 9 b, 9 c et 9 d, ont pour but de montrer l'influence de divers fac-

teurs et notamment le nombre, la largeur et la position des écrans

utilisés Il ne s'agit pas ici de corriger la densité du voile de fi-

bres mais de voir les possibilités d'intervention qu'offrent les moyens selon l'invention Pour cette raison, la position de l'écran dans ces essais n'a pas une grande importance Il est (ou ils sont) placé (s) approximativement dans la partie médiane Les conditions opératoires et

la répartition initiales des fibres, c'est-à-dire avant la mise en pla-

ce du ou des écrans, sont dans tous les cas identiques.

La courbe 1 sert de référence Elle représente la répartition

obtenue sans écran.

2 ème exemple

A la figure 9 b la courbe 2 correspond à la mise en place d'un écran de 25 mm, la courbe 3 à celle de deux écrans identiques placés

symétriquement de part et d'autre du dispositif de fibrage.

Comme à l'exemple précédent on constate un accroissement de

la densité des fibres dans le sillage de l'écran L'effet qui est sen-

sible avec un écran est très marqué lorsque les deux écrans sont vis-à-

vis l'un de l'autre Il semble mime que l'effet obtenu dans ce cas soit

plus que la simple addition de l'effet de deux écrans pris isolément.

Quoiqu'il en soit cet essai montre une façon de moduler la modification

locale du flux de fibres selon l'invention.

Dans L'essai correspondant à la courbe 4 les deux écrans sont

légèrement écartés du dispositif d'étirage de la façon qui est repré-

sentée à la figure 3 pour l'écran 15 Dans cette position les écrans

sont éloignés du courant gazeux d'étirage et leur action est moindre.

L'accroissement de densité de fibres reste très sensible mais est inf 4-

rieur à celui correspondant aux deux écrans disposés comme en 14 de la

figure 3.

3 ème exemple

Les mêmes essais qu'à l'exemple 2 sont renouvelés mais cette fois en employant des écrans de 40 mm de large Sur la figure 9 c, comme

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précédemment, la courbe 2 correspond à un écran unique et la courbe 3 à

deux écrans vis-à-vis l'un de l'autre.

Pour un écran seul la modification est analogue à celle cons-

tatée avec l'écran de 25 mm L'augmentation de densité est étendue sur une plus grande largeur. La différence est plus sensible avec l'utilisation de deux écrans Non seulement l'étendue de la zone dans laquelle se manifeste l'accroissement de densité est un peu plus large mais aussi la valeur de cet accroissement est en augmentation Ceci est particulièrement net

pour la courbe 4 correspondant aux écrans écartés du dispositif d'éti-

rage. Pour ces dimensions on constate donc que l'augmentation de la largeur de l'écran a pour conséquence une augmentation de l'effet sur

les courants d'étirage et la répartition des fibres.

4 ème exemple: Les essais correspondant à la figure 9 d illustrent ce que nous indiquions précédemment a propos de la façon dont les écrans mis

en oeuvre selon l'invention agissent sur les courants induits.

Dans ce cas ce sont des écrans de 90 mm de largeur dont les

effets sont étudiés.

La courbe 2 qui correspond à la présence d'un seul écran mon-

tre un effet dédoublé Les deux pics d'accroissement de densité des fi-

bres correspondent approximativement aux bords de l'écran alors qu'au

centre, au contraire, la densité est sensiblement réduite.

La présence de cet écran large équivaut à deux écrans dis-

tincts de dimensions plus petites, disposes à distance l'un de l'autre.

Le phénomène constaté trouve peut-être son explication dans l'hypothèse que nous avons faite plus haut et que nous avons illustrée aux figures 4 et 5 L'aspiration des fibres causée par l'effet de bord se fait aux extrémités non seulement en soustrayant des fibres des zones voisines qui sont de chaque c 6 te de l'écran, mais aussi en déplaçant des fibres

de la zone médiane située derrière l'écran.

Ce résultat est à comparer à celui obtenu lorsque deux écrans de 90 mm sont utilisés C'est ce qu'illustre la courbe 3 Dans ce cas

on retrouve l'aspect des courbes précédentes, à savoir un maximum uni-

que de densité situe approximativement dans la zone du voile correspon-

dant au milieu des écrans Le maximum est très prononce par comparaison

aux précédents Les effets de bord meme s'ils existent semblent large-

ment dominés par un autre mécanisme.

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Si l'on s'attache à l'hypothèse de la dilution du courant d'étirage par les gaz induits, dilution qu'empêcherait localement la présence de l'écran, on peut tenter une explication des résultats de

cet essai.

On peut supposer que le déséquilibre causé par la présence de

l'écran d'un seul côté du courant gazeux portant les fibres, est com-

pensé par un apport accru d'air induit de l'autre côté Dans cette

hypothèse, seuls les bords de l'écran par suite des effets des tourbil-

lons produiraient un accroissement de la densité des fibres, la partie correspondant au centre de l'écran restant pratiquement inchangée Au contraire, en présence de deux écrans se faisant face, la compensation deviendrait impossible et le pic de densité serait d'autant plus marqué

que les écrans couvrent une surface plus importante.

Quel que soit le mécanisme exact, nous avons vu à l'occasion de l'exemple 2 notamment, mais la même remarque peut être faite pour

l'exemple 3, que l'effet de deux écrans est toujours supérieur au dou-

ble de l'effet obtenu avec un seul écran.

Les essais précédents montrent des modifications extrêmes de la distribution des fibres En pratique les défauts d'uniformité de la distribution sont moins importants et l'utilisation d'écrans de faible

largeur suffit pour rétablir une bonne répartition des fibres.

Les lignes de production industrielle comprennent en général plusieurs dispositifs de formation des fibres associés pour former un

voile unique Les dispositifs sont alignés le long de l'organe de ré-

ception transversalement à ce dernier Le voile est ainsi constitué par

la superposition des fibres provenant des différents dispositifs de fi-

brage de la ligne De façon typique l'installation peut comprendre de 6

à 12 dispositifs de formation des fibres du type décrit précédemment.

Dans une certaine mesure la multiplicité des couches de fibres assure

statistiquement une meilleure uniformité du voile Les défauts prove-

nant d'une couche de fibres sont proportionnellement moins importants dans le voile complet La mise en oeuvre de l'invention reste cependant

très utile pour améliorer encore la qualité du produit.

Dans le cas d'une ligne complète, les défauts sont détectés après le dépôt de l'ensemble des couches de fibres par exemple au moyen

d'une sonde à rayonsit C'est aussi une correction globale qui est nor-

malement conduite Il est possible de ne modifier la répartition des

fibres que sur un des dispositifs sans tenir compte de ce que les irré-

gularités constatées proviennent ou non de ce dispositif précis Il est

19036

aussi possible selon l'invention de modifier le régime de plusieurs

dispositifs de formation des fibres de la ligne de production.

La possibilité d'intervenir sur un seul dispositif de forma-

tion des fibres est particulièrement intéressante dans l'éventualité d'une automatisation de la correction des défauts de densité On peut ainsi limiter la complexité des ensembles mécaniques chargés d'assurer

le mouvement des écrans élémentaires.

16; 2519036

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Procédé de production d'un voile de fibres par étirage de matériau fondu comprenant la formation de filets (F) de matériau par écoulement de ceux-ci par les orifices d'une filière ( 2), l'étirage des

filets (F) au moyen de jets gazeux disposés de part et d'autre des fi-

lets de matériau à l'intérieur d'un dispositif d'étirage canalisant les jets dans la direction générale d'écoulement des filets, l'entraînement d'air ambiant à la sortie du dispositif d'étirage ( 16), l'étalement de

l'ensemble des courants gazeux ainsi formés au moyen d'un organe con-

formateur, ces courants franchissant un organe de réception ( 13) per-

méable aux gaz et retenant les fibres, caractérisé en ce que la circulation des gaz induits entre le dispositif de fibrage 16 et le

conforuateur est modifiée localement.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la

modification entreprise correspond à une limitation locale de la circu-

lation de l'air induit.

3 Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel les multiples filaments étirés sont alignés, les gaz d'étirage portant les fibres formant une nappe, caractérisé en ce que la modification des courants induits est opérée le long d'au moins une des faces de cette nappe dans son trajet entre le dispositif d'étirage

( 16) et le conformateur.

4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la modification des courants induits est opérée de façon symétrique de

chaque côté de la nappe des gaz d'étirage.

5 Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel les multiples filaments étirés sont alignés, les gaz d'eétirage portant les fibres formant une nappe, caractérisé en ce que la modification des courants induits est opérée à une extrémité de la

nappe de gaz d'étirage.

6 Procédé de production d'un voile de fibres par -tirage de matériau fondu comprenant la formation de filets (F) de matériau par écoulement de ceux-ci par les orifices d'une filière ( 2), l'étirage des

filets (F) au moyen de jets gazeux disposés de part et d'autre des fi-

lets de matériau à l'intérieur d'un dispositif d'étirage ( 16) canali-

sant les jets dans la direction générale d'écoulements des filets, l'entraînement d'air ambiant à la sortie du dispositif d'étirage ( 16), l'étalement de l'ensemble des courants gazeux ainsi formés au moyen

d'un organe conformateur, ces courants franchissant un organe de récep-

tion ( 13) perméable au gaz et retenant les fibres, caractérisé en ce

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que pour accroître localement la densité de fibres sur l'organe de ré-

ception ( 13), dans la zone correspondante entre le dispositif d'étirage 16 et le conformateur, le sens de L'écoulement de l'air induit est inversé. 7 Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que

l'inversion locale du sens d'écoulement des courants induits est obte-

nue par la disposition d'un ou plusieurs écrans ( 14, 15).

8 Dispositif pour la production d'un voile de fibres par

étirage de matériau fondu comprenant une filière ( 2) délivrant des fi-

lets (F) de matériau, un dispositif d'étirage ( 16) pourvu de moyens ( 5) pour l'émission de deux jets gazeux de part et d'autre des filets (F) dans un espace confiné par deux parois ( 8), un conformateur comprenant deux parois ( 11, 12) dirigeant les courants gazeux et les étalant

transversalement à un tapis convoyeur ( 13) perméable aux gaz et sur le-

quel se forme le voile de fibres, caractérisé en ce que, un ou plu-

sieurs écrans ( 14, 15) sont disposés dans la zone située entre le

dispositif d'étirage ( 16) et le conformateur.

9 Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le ou les écrans ( 14) sont formés par des plaques reposant d'une part

sur le conformateur et d'autre part sur le dispositif de fibrage ( 16).

Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ou les écrans ( 14) sont disposes le long des faces du dispositif

d'étirage et du conformateur.

11 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce

que le ou les écrans sont disposés à au moins une extrémité-du disposi-

tif d'étirage et du conformateur.

12 Dispositif selon l'une des revendications 8 à 11, carac-

térisé en ce que les écrans sont formés par plusieurs écrans élémentai-

res ( 17) disposés côte à côte.

13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce

que les écrans élémentaires ( 17) sont montés mobiles sur toute la lar-

geur de la partie du conformateur voisine du dispositif d'étirage, la constitution des écrans nécessaires étant assurée par la mise en place

ou le retrait des écrans élémentaires appropriés.

14 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le mouvement des écrans élémentaires est commandé automatiquement en fonction des signaux émis par un détecteur contrôlant la densité des

fibres sur le voile.