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Procédé et installation de fabrication de feutre
La présente invention concerne un procédé de fabrication de feutre, comprenant une individualisation de fibres par traitement de matières textiles, une formation de nappe à partir des fibres ainsi individualisées, et un traitement amenant la cohésion de ladite nappe de fibres de manière à former un feutre.
Elle concerne également une installation de fabrication de feutre, comprenant des moyens de traitement de matières textiles permettant une individualisation de fibres à partir de celles-ci, des moyens de formation de nappe capables de former une nappe à partir des fibres ainsi individualisées, et des moyens de mise en cohésion de ladite nappe de fibres de manière à former un feutre.
La production actuelle de feutre industriel est constituée d'une chaîne d'entreprises séparées qui s'échangent en cascade les produits. On peut citer les producteurs de déchets de matières textiles, les commerçants qui rassemblent ces déchets et/ou les dirigent vers les lieux de transformation, les entreprises de triage des déchets par nature ou par couleur, les entreprises qui transforment les déchets triés en effilochés, et des feutriers qui transforment les effilochés en feutre.
A l'heure actuelle, les fabricants de feutre, qui se fournissent chez les fabricants d'effilochés, mélangent générale- ment plusieurs espèces d'effilochés ou les mélangent à des fibres vierges et ensuite passent ces mélanges dans une carde. De cette carde il sort un voile de fibres, toutes orientées sensiblement parallè-
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lement l'une à l'autre. Ce voile est alors alimenté à un appareil de pliage, appelé étaleur-nappeur, qui plie successivement le voile sur lui-même jusqu'à former une nappe d'une épaisseur donnée. A ce moment seulement, on procède par exemple à une opération d'aiguilletage pour rendre cohérente la nappe obtenue et la transformer ainsi en un feutre.
La carde est un appareil de grand encombrement, fort coûteux, qui nécessite l'emploi d'une chargeuse pour son alimentation et d'un étaleur-nappeur pour la fabrication du feutre. Lorsqu'on veut modifier la qualité ou la couleur du feutre, on se trouve dans l'obligation de nettoyer les tambours de la carde dont les garnitures sont chargées de résidus et sont difficilement accessibles. Ces fabriques de feutre sont donc peu souples dans leur fabrication et le prix de revient du produit reste très élevé à cause de l'appareillage. La vitesse de la carde, et donc du processus en continu, est tributaire du fonctionnement de l'étaleur-nappeur.
On connaît aussi des dispositifs aérodynamiques permettant la formation de nappes destinées à la fabrication de feutres. Ces dispositifs comprennent une chargeuse qui les alimente en fibres partiellement ouvertes, mélangées de manière désordonnée.
A la sortie de la chargeuse, les fibres sont ouvertes davantage mécaniquement au moyen d'un cylindre à dents, puis elles sont individualisées par dispersion dans un flux d'air qui les projette sur un tambour perforé. Celui-ci permet une évacuation par aspiration de l'air du flux précité et la formation d'une nappe disponible pour l'opération de mise en cohésion, et donc pour la formation d'un feutre.
Ce dispositif comprend donc l'individualisation des fibres à la sortie d'une chargeuse par un dispositif à la fois mécanique et à la fois pneumatique. Un tel dispositif manque de souplesse si l'on doit traiter des fibres de différentes origines ou couleurs en succession. Il nécessite en outre un circuit pneumatique, relativement coûteux et bruyant.
Par ailleurs, les fabriques d'effilochés sont très souvent fort sélectives dans le choix des matières premières et couramment elles refusent l'utilisation de déchets vieux, c'est-à-dire
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de déchets provenant essentiellement de la friperie. La principale raison de ce refus réside dans la présence dans ces déchets de pièces métalliques qui représentent un danger d'incendie important lors de l'effilochage. Enfin, les producteurs d'effilochés n'utilisent pas des déchets contenant des résidus d'enduction, comme des matières mousses des déchets de l'industrie du tapis, car les effilochés produits risqueraient d'encrasser irrémédiablement la carde.
La présente invention a pour but de mettre au point un procédé et une installation de fabrication de feutre qui évite l'usage de la carde et donc de l'étaleur-nappeur, et qui permette une très grande souplesse de traitement d'un maximum de déchets d'origines diverses. Avantageusement, ce procédé permet simultanément une diminution du coût de fabrication. Un nettoyage aisé des installations est de préférence permis en cas de changement de production et l'utilisation de déchets contenant des pièces métalliques est avantageusement rendue possible. Un procédé en continu comprenant l'effilochage ou tout autre processus permettant une individualisation de matières textiles en fibres est également envisageable.
Pour résoudre ces problèmes, il est prévu, suivant l'invention, un procédé tel que décrit au début, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'il comprend avant la formation de la nappe, un mélange intime des fibres individualisées, de manière à les orienter chacune de façon aléatoire, la formation de nappe susdite à partir des fibres individualisées mélangées, orientées de façon aléatoire, et ledit traitement amenant en cohésion cette nappe de fibres orientées de façon aléatoire, de manière à former un feutre.
Par fibres individualisées, il faut entendre que, dans la matière textile traitée, il ne subsiste sensiblement plus de fibres agglutinées, pinceaux de fibres, fils non ouverts, petits morceaux de tissus, etc.
On évite ainsi, suivant l'invention, le cardage et le pliage du voile de carde sur lui-même avant par exemple l'aiguille-
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tage. La nappe est formée directement à la suite du mélange des fibres individualisées et elle peut directement être traitée dans une opération de mise en cohésion, étant donné l'orientation totalement désordonnée des fibres dans la nappe. Ce procédé permet en outre un mélange ultérieur à l'individualisation des fibres ce qui améliore nettement les qualités du produit final. Cela permet d'obtenir une homogénéité de composition des nappes extraordinairement poussée et de sélectionner aisément les matières premières en fonction du produit final souhaité.
Suivant une forme préférée de l'invention, le traitement des matières textiles comprend un effilochage poussé au point d'obtenir, comme effiloché, des fibres totalement individualisées.
Un tel effilochage peut être obtenu par un simple réglage des rouleaux d'une effilocheuse courante. Les fabricants d'effiloché à l'heure actuelle ne poussent généralement pas la séparation des matières fibreuses à ce point, parce que cela n'est pas nécessaire étant donné qu'une étape de cardage doit avoir lieu plus tard.
On peut évidemment prévoir, en vue de l'individualisation de fibres, d'autres modes de traitement des matières textiles que l'effilochage, et entre autres le craquage, les opérations mécaniques et/ou pneumatiques d'ouverture, etc.
On peut envisager, suivant l'invention, l'effilochage d'une seule matière textile ou de plusieurs matières textiles simultanément ou séparément. En effet selon les cas, on peut prévoir un procédé continu entre la sortie de l'effilochage et l'entrée dans le mélange. Dans d'autres cas, on peut prévoir d'une manière connue un pressage en balles des effilochés formés et une ouvraison ultérieure des effilochés pressés en balles, après leur déballage.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, le procédé comprend, pendant ou après la formation de nappe, un vibrage de la nappe en cours de formation ou respectivement de la nappe formée.
Suivant un mode particulier de réalisation de l'in- vention, ledit traitement amenant en cohésion la nappe de fibres individualisées, mélangées comprend un aiguilletage de la nappe.
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Avantageusement cet aiguilletage est précédé d'un préaiguilletage.
Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, le procédé comprend, pour le mélange susdit, l'addition aux fibres individualisées de matière thermofusible et ledit traitement amenant en cohésion la nappe de fibres individualisées, mélangées, comprend un thermoliage des fibres par la matière thermofusible fondue, puis refroidie.
Avantageusement suivant l'invention, les matières textiles utilisées peuvent être des déchets, notamment des déchets de confection, de friperie, de filature, de tissage et de l'industrie du tapis, de l'industrie de l'emballage, de l'industrie de fibres chimiques. Comme matière thermofusible à ajouter, on peut envisager aussi des déchets, notamment sous la forme de flottés d'envers de tapis de tissage, tondus après tissage, de déchets de l'industrie de fibres synthétiques ou d'autres matières analogues. La matière thermofusible à ajouter peut éventuellement être préalablement transformée en poudre, produit de granulation ou autre matière analogue.
Suivant une forme particulière de réalisation de l'invention, le procédé comprend, avant l'effilochage, un défibrage des matières textiles à effilocher, suivi éventuellement d'une séparation des matières métalliques par gravité ou centrifugation.
On prévoit par ailleurs, suivant l'invention, une installation du type décrit au début, cette installation comprenant des moyens de mélange de ces fibres individualisées par lesquels les fibres individualisées sont orientées chacune de façon aléatoire, et qui alimentent ces fibres mélangées aux moyens de formation de nappe.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés, ainsi que des revendications.
La figure 1 représente sous la forme d'un schéma bloc une installation de fabrication de feutre suivant l'invention.
La figure 2 représente de manière plus détaillée la partie du bas de l'installation représentée sur la figure 1.
La figure 3 représente une vue en coupe schématique
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d'une chargeuse-nappeuse utilisée dans l'installation suivant l'invention.
Sur les différentes figures, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références.
L'installation telle qu'illustrée sur la figure 1 comprend deux lignes, une ligne supérieure dite d'effilochage et une ligne inférieure dite de fabrication de feutre. En fait ces deux lignes peuvent suivant l'invention être réunies en une seule si l'on emploie un processus continu ou être divisées en deux lignes fonctionnant séparément l'une de l'autre, comme c'est habituellement le cas à l'heure actuelle.
La ligne d'effilochage illustrée comprend une défibreuse 1 de type Picker, connue en soi, pour défibrer les différents déchets textiles que l'on destine à l'effilochage. On peut par exemple utiliser dans ce but une ouvreuse-défibreuse mise sur le marché notamment par la firme LAROCHE, France.
A l'aide d'un ventilateur 2, la matière défibrée peut être alimentée, suivant l'invention, à un séparateur centrifuge 3 connu en soi. Son insertion ici dans la ligne d'effilochage permet l'élimination des déchets lourds, par exemple des boutons, fermetures à glissières, boucles métalliques, etc., que contiennent certains déchets.
On élimine ainsi, dès le début de la ligne, tout danger d'incendie que font courir ces pièces métalliques, ce qui permet une utilisation de déchets de nombreuses origines variées et pas seulement de déchets neufs, c'est-à-dire de déchets de confection. Comme séparateur centrifuge on peut mettre en oeuvre par exemple un séparateur de type C 1300 mis sur le marché par la firme LAROCHE susdite.
A l'aide d'un ventilateur 4, la matière débarrassée des pièces métalliques est acheminée à un silo de réserve et de mélange 5 connu en soi. Dans ce silo, la matière fibreuse défibrée est accumulée en attendant d'être effilochée et elle est soumise à un brassage par des tabliers horizontaux et verticaux, non représentés, qui la retournent de manière continue. On peut utiliser par exemple à cet effet un silo de réserve et de mélange de type horizontal mis sur le marché par la firme LAROCHE précitée.
Ce silo 5 alimente une effilocheuse 6 connue en
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soi dans laquelle la matière fibreuse est effilochée. On peut par exemple utiliser dans ce but une effilocheuse de type Olympic ou Super-Olympic mise sur le marché par la firme LAROCHE précitée.
Suivant l'invention, les tambours non représentés de l'effilocheuse 6 doivent être réglés de manière à obtenir un effilochage plus poussé qu'il ne l'est généralement à l'heure actuelle.
Cela permet d'obtenir une matière fibreuse dont les fibres sont totalement séparées l'une de l'autre, c'est-à-dire individualisées, et qui ne doit plus par la suite être cardée.
Par des moyens de transfert symbolisés par la ligne 7 sur la figure 1, les effilochés sont alors amenés à une chargeusenappeuse 8 suivant l'invention dans laquelle les fibres individualisées sont tout d'abord mélangées et orientées chacune de manière aléatoire et sont ensuite fournies sous la forme d'une nappe d'une épaisseur que l'on peut éventuellement ajuster. A la sortie de la chargeusenappeuse, on obtient ainsi directement, suivant l'invention, une nappe de fibres d'une épaisseur appropriée pour subir l'opération de mise en cohésion, et d'une composition extraordinairement homogène.
L'étape de mise en cohésion de la nappe de fibres peut s'effectuer par un aiguilletage, qui, comme dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 1, peut être précédé par un préaiguilletage. Le préaiguilletage peut avoir lieu par exemple dans une préaiguilleteuse 9, de type à cylindres perforés, comme par exemple la préaiguilleteuse mise sur le marché par la firme ASSELIN, France.
Cette préaiguilleteuse 9 permet d'amener la nappe sortant de la chargeuse-nappeuse 8 à une épaisseur appropriée pour l'aiguilletage ultérieur. Celui-ci est effectué dans une aiguilleteuse courante 10, par exemple une aiguilleteuse mise sur le marché par cette même firme ASSELIN.
Après l'aiguilletage, le feutre obtenu peut être enroulé de manière connue en soi pour être transporté à un traitement ultérieur, ou il peut subir un quelconque traitement d'achèvement de feutre.
Au lieu d'un aiguilletage, on peut prévoir un autre traitement permettant la mise en cohésion de la nappe de fibres
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sortant de la chargeuse-nappeuse 8. Cette opération est possible si les effilochés contiennent des matières thermofusibles de quelque nature que ce soit. Ces matières peuvent se trouver dans les déchets soumis à l'effilochage ou être ajoutées après l'effilochage, par exemple au niveau du transfert le long de la ligne 7. Ces matières thermofusibles peuvent provenir de déchets de l'industrie du tapis ou de l'industrie de fibres synthétiques, entre autres.
On fait alors passer la nappe sortant de la chargeusenappeuse 8 dans un four de thermoliage Il connu en soi. Dans ce four la matière thermofusible est amenée à une température de ramollissement. A ce moment elle adhère aux fibres et, lors du refroidissement, celles-ci sont prises dans la matière thermofusible resolidifiée, en formant un feutre thermolié.
Si l'on envisage une ou plusieurs lignes d'effilochage fonctionnant séparément de la ligne de fabrication de feutre, il faut alors prévoir à la sortie de l'effilocheuse 6 une presse à balles 12 connue en soi qui comprime les effilochés et en forme des balles. On peut dans ce but utiliser par exemple une presse à balles horizontale hydraulique de type PH 20 mise sur le marché par la firme LAROCHE précitée.
Les balles d'effilochés sont alors fournies, éventuellement après transport, à une ligne de fabrication de feutre, correspondant au bas de la figure 1. Des chargeuses-peseuses permettant d'ouvrir les balles et de peser la matière libèrent les effilochés emballés. Plusieurs chargeuses-peseuses 13 agencées en parallèle peuvent être prévues pour pouvoir superposer sur une bande transporteuse 14 des effilochés provenant de plusieurs origines. Par exemple on peut mélanger ainsi des effilochés de déchets textiles et des effilochés de fibres de polyester/polyamide. On peut mélanger aussi de cette manière des fibres de verre ou des granules de matière thermofusible ou tout autre constituant que l'on voudrait voir introduire dans le feutre recherché.
Etant donné que les effilochés ont été comprimés dans la presse 12 et qu'ils proviennent de diverses origines, il peut être souhaitable de les passer tout d'abord dans une ouvreuse 15
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connue en soi. On peut mettre en oeuvre dans ce but par exemple une ouvreuse verticale du type mis sur le marché par la firme LAROCHE précitée. Ensuite le mélange d'effilochés ainsi ouvert est alimenté dans la chargeuse-nappeuse 8.
Sur la figure 2, on a représenté avec un peu plus de détails la ligne de fabrication de feutres représentée de manière schématique sur la figure 1.
Les balles d'effilochés 16 sont amenées sur les chargeuses-peseuses 13, dont une seule a été représentée. A partir de ces chargeuses-peseuses, les effilochés sont entraînés transversalement sur une bande transporteuse 14 dont le tablier collecteur est commun à toutes les chargeuses-peseuses 13 et sur laquelle les effilochés d'origines diverses sont superposés de manière rudimentaire.
On prévoit avantageusement, dans l'exemple de réalisation illustré, un passage des effilochés dans une pré-ouvreuse 18 connue en soi. Les effilochés sont ensuite mélangés plus intimement dans un casier à mélange 19 connu en soi. Par l'intermédiaire de conduits et de ventilateurs les fibres effilochées sont alors alimentées à une ouvreuse 15 de type vertical à partir de laquelle elles sont chargées sous forme individualisée dans la chargeuse-nappeuse 8.
Ensuite la nappe de fibres est passée dans une préaiguilleteuse 9, puis dans une aiguilleteuse 10.
Comme chargeuse-nappeuse 8 suivant l'invention, on peut par exemple prévoir celle illustrée sur la figure 3. Celle-ci comprend une enceinte fermée 20 présentant une entrée 21 pour les fibres individualisées provenant de l'ouvreuse 15, par exemple par transport pneumatique, cette entrée étant située dans une partie amont supérieure de l'enceinte 20 (vu dans le sens d'acheminement de la matière), et une sortie 22 pour les fibres mélangées, située dans une partie aval supérieure de l'enceinte 20. A partir de l'entrée 21, les fibres individualisées tombent dans l'enceinte 20, en étant d'ailleurs de préférence entraînées vers le bas par des rouleaux délivreurs 23, après avoir subi un dépoussiérage par une aspiration d'air dans l'embouchure 24 d'un conduit d'aspiration.
Un grillage 25 empêche l'entraînement des fibres dans ce conduit.
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En dessous des rouleaux délivreurs 23, les fibres individualisées flottent tout en ayant tendance à se déposer au fond du volume intérieur de l'enceinte 20. Au fond de l'enceinte se trouve un tablier horizontal formé d'une bande transporteuse sans fin 26 qui achemine les fibres vers l'aval, c'est-à-dire vers la droite sur la figure 3.
Au bout de la bande sans fin 26, les fibres sont prises en charge par un tablier à pointes 27 qui se déplace vers le haut de manière inclinée, en direction de la sortie 22. Pendant son déplacement, le tablier 27 entraîne vers le haut les fibres, tout en provoquant simultanément une nouvelle chute vers le bas des fibres non entraînées, ce qui favorise un intime brassage des fibres dans le volume intérieur de l'enceinte 20. Ce mélange intime se fait de la manière la plus désordonnée possible de manière à sortir les fibres dans une orientation tout à fait aléatoire.
Devant la sortie 22, un rouleau égalisateur 28, entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 3, uniformise la quantité de fibres pouvant sortir du volume de mélange, tandis qu'il rejette les fibres excédentaires vers le bas.
Après la sortie 22, un rouleau détacheur 29 tournant dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre et un rouleau de trop-plein 30 tournant dans le sens des aiguilles d'une montre détachent les fibres mélangées du tablier à pointes et les dirigent vers un canal vertical 31 de section transversale par exemple rectangulaire. Dans l'exemple de réalisation illustré ce canal est formé de deux parois latérales de l'enceinte 20 et de deux parois frontales 32 et 33.
La paroi 32 est supportée par l'enceinte 20 par l'intermédiaire d'un axe 34 autour duquel la paroi 32 peut pivoter.
La paroi 32 est, à une certaine distance de l'axe 34, reliée par une bielle 35 à une manivelle 36 entraînée en rotation par un moteur non représenté. Ce mécanisme amène ainsi la paroi 32 à vibrer pour favoriser la formation de nappe.
La paroi 33 est fixée à l'enceinte 20 par des moyens connus permettant d'ajuster sa distance par rapport à la paroi 32, par exemple par des boulons à serrer dans des fentes 37 prévues
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à cet effet dans l'enceinte 20.
Quatre rouleaux délivreurs 38 fournissent enfin une nappe de fibres totalement désorientées dans la sortie 39.
L'invention va à présent être illustrée à l'aide d'un exemple de réalisation non limitatif.
Exemple
Un échantillon de feutre a été réalisé à partir d'un déchet de triage secondaire de vêtement de seconde main.
La composition de ce déchet, après triage manuel,
EMI11.1
<tb>
<tb> peut <SEP> être <SEP> estimée <SEP> comme <SEP> suit <SEP> :
<tb> Poubelle <SEP> (papier, <SEP> cuir, <SEP> carton) <SEP> 15%
<tb> Polyester-Polyamide-Nylon <SEP> 31, <SEP> 8%
<tb> Coton <SEP> 35, <SEP> 1 <SEP> %
<tb> Acrylique <SEP> 6, <SEP> 3%
<tb> Laine <SEP> 3,1%
<tb> Chlorofibre <SEP> 2,2%
<tb> Acétate <SEP> 0, <SEP> 6%
<tb> Soie <SEP> 0,6%
<tb> 100%
<tb>
La fraction dite poubelle a, dans cet exemple, été retirée. La matière a ensuite été effilochée sur une effilocheuse à quatre tambours, puis mise en balles.
Un mélange de 80% de cet effiloché et de 20% de déchets de fils de polypropylène ouverts dans une autre ligne est alors réalisé sur une installation à deux chargeuses du type de celle représentée en 13,14 sur la figure 2. Le mélange a ensuite été ouvert en deux étapes, d'abord par une ouvreuse à pointes, ensuite par une ouvreuse à dents de scie.
Ce mélange ouvert a été introduit dans une chargeusenappeuse, telle qu'illustrée sur la figure 3, ce qui a permis la formation d'une nappe de 1650 g/mz. Cette nappe a alors été soumise à un seul passage d'aiguilleteuse simple, ayant une frappe du haut vers le bas avec une densité d'aiguilletage de 50 g/cm2, un pas de 5,9 mm, une pénétration de 10 mm, une vitesse d'entrée de 1,83 m/
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minute, et une vitesse d'aiguilleteuse de 437 coups/min.
L'analyse du feutre obtenu donne les résultats suivants :
EMI12.1
<tb>
<tb> Poids, <SEP> g <SEP> 1020
<tb> Epaisseur <SEP> sous <SEP> une <SEP> charge <SEP> de <SEP> 10 <SEP> g, <SEP> mm <SEP> 11,4
<tb> Densité, <SEP> g/dm3 <SEP> 89
<tb> Compressibilité, <SEP> % <SEP> 30
<tb> Portance, <SEP> N/dm2 <SEP> 70
<tb> Délaminage, <SEP> N/dm2 <SEP> 10-9
<tb> Compression <SEP> rémanente, <SEP> % <SEP> 58
<tb> Résistance <SEP> au <SEP> passage <SEP> de <SEP> l'air <SEP> 307
<tb>
Un aiguilletage avec préaiguilletage permettrait bien sûr d'obtenir un article plus épais et par là moins dense. L'étirage de la nappe sur l'aiguilleteuse serait amoindri et le poids du feutre obtenu pourrait ainsi être augmenté.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.