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PERFECTIONNEMENTS A UN PROCEDE DE TRAITEMENT DES FIBRES DE VERRE.
La présente invention est relative au traitement continu de ma- tière et plus particulièrement à un procédé et à un appareil nouveaux pour le traitement continu de tissus de verre.
Dans la fabrication des tissus de verre, un produit des fila- ments de verre extrêmement petits à partir d'un verre de silicate de boroalu- minium faiblement alcalin, ces filaments étant enroulés en fils qui sont en- suite tissés, tricotés ou tressés autrement pour former le tissu de verre. Le terme "tissus de verre", utilisé ici, s'applique aux tissus de verre fabriqués par l'un quelconque de ces procédés dans lequel les fils sont entrecroisés et reliés entre eux suivant un dessin assez bien défini, différanten cela de la laine de verre dans laquelle les filaments ne sont pas constitués en fils et sont disposés au hasard.
Lorsqu'on parle d'une "bande de tissu de verre", on entend par ce terme une longueur relativement importante de ce tissu, tel qu' il est fabriqué dans l'usine textile ordinaire, le tissu de verre étant habi- tuellement enroulé ou empaqueté à l'usine avant d'être transformé en produit manufacturé final.
Lesfilaments de verre de ces tissus ont un diamètre d'environ 0,005 à 0,010 mm et peuvent être fabriqués par l'un quelconque de plusieurs procédés connus. Avant d'être constitués .en fils, ils sept revêtus d'un apprêt organique qui sert à maintenir les filaments ensemble dans les fils et à pro- téger dans une certaine mesure les filaments de verre au cours des opérations textiles. Cet apprêt organique contient de l'amidon (souvent dextrinifié), de la gélatine, une amine complexe et une huile végétale, avec parfois d'autres ingrédients peu importants.
On doit enlever du produit textile cet apprêt or- ganique pour des applications particulières et des utilisations finales et la présente invention comprend parmi ses objets importants un procédé et un appa- reil nouveaux pour le traitement thermique des tissus de verre pour enlever
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cet apprêt du tissu en le brûlant.
On a précédemment proposé d'enlever l'apprêt en enroulant-de grandes longueurs de tissu de verre sur des mandrins d'acier perforés pour former de grands rouleaux qui sont ensuite placés dans une étuve fermée. La température est portée lentement à environ 260 C pour essayer de volatiliser l'apprêt, ceci exigeant environ 10à 15 heures. La température de l'étuve est ensuite portée à environ 343 à 371 C, les rouleaux étant maintenus dans l'é- tuve pendant une durée totale d'environ 40-à 50 heures, suivant le poids au mètre du tissu de verre.
Si la température s'élève trop rapidement, l'apprêt s'enflamme spontanément ce qui, à son tour, élève excessivement la tempéra- ture dans le rouleau, à un niveau souvent supérieur au point de ramollisse- ment du verre, ce qui a pour effet que les fils de verre fusionnent ensemble ou fondent et que le rouleau est abimé. Un procédé en discontinu de ce genre est coûteux et peu sûr et ne soumet jamais toutes les parties du tissu enrou- lé au même degré de traitement, en produisant souvent des variations relati- vement grandes, en ce qui concerne la résistance, le relâchement ou le durcis- sement des fils, la coloration, le degré d'enlèvement de l'apprêt organique, etc. sur la longueur du tissu déroulé.
On a constaté que les tissus de verre peuvent être déplacés as- sez rapidement à travers une zone de chauffage appropriée, dans laquelle il existe une abondance d'oxygène pour entretenir la combustion de l'apprêt, et que l'on peut progressivement chauffer le tissu de verre à la section d'en- trée de la zone de chauffage pour décomposer et vaporiser certains consti- tuants de l'apprêt qui s'enflamment par auto-inflammation et brûlent sur une surface voisine d'une section transversale relativement petite du tissu.
La présente invention a pour objet de brûler ainsi l'apprêt d'un tissu de verre qui progresse. Elle a également pour objet de régler le déplacement du tissu pour maintenir une surface d'inflammation semblable dans une zone choisie du four.
L'invention a encore pour objet : la construction du four',' le réglage de la tension exercée sur le tissu de verre lorsqu'il est soumis à des températures élevées; le passage du tissu dans le zone de chauffage du four sans fouettement et pendant qu'il est disposé dans un plan, etc..
Il est également désirable que les fils de verre soient rela- chés, noués ou durcis dans leurs formes sinueuses ou pliées suivant lesquelles ils se présentent dans le tissu. Ceci peut être réalisé à un degré considéra- blement accru par le procédé continu de la présente invention. Ce résultat provient d'un réglage convenable de la température et de la durée du traitement, comprenant habituellement la phase de maintien du tissu à l'état chaud pendant une période de temps après que la surface d'inflammation d'une portion du tis- su a été teinte, et en continuant d'appliquer de la chaleur dans une zone du four au-delà de la zone où se trouve la surface d'inflammation. La présente in- vention a pour objet un procédé grâce auquel les fils de verre sont durcis à un degré considérablement accru.
A ce sujet, le procédé en discontinu précité ne semble pas, au point de vue industriel, susceptible de produire un durcisse- ment dépassant de 50% celui obtenu avec le présent procédé continu et ce dur- cissement est habituellement bien inférieur à 50%.
L'invention a également pour objet un procédé pour le traitement thermique du tissu de verre dans lequel la: résistance de la matière traitée est sensiblement uniforme dans toute la longueur du tissu et dans lequel cette résistance est égale à au moins 30% de la résistance du tissu non traité.
L'invention a encore pour objet un procédé pour le traitement en continu du tissu de verre à l'aide duquel l'apprêt organique résiduel peut être réduit uniformément à une quantité très faible. Si on le désire, le pro- cédé peut réduire ce résidu à une petite quantité insignifiante représentant une petite fraction de 1%, pratiquement inférieure à environ 0,2%.
Une autre caractéristique de la présente invention réside dans
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le fait que le traitement thermique du tissu en verre peut être combiné à des traitements ultérieurs, dont les exemples sont donnés ci-après.
Un objet important de la présente invention consiste en un pro- cédé en continu pour le traitement thermique et le traitement ultérieur des tis- sus en verre.
A titre d'exemple, si les tissus de verre, traités thermiquement comme indiqué ci-dessus, doivent être utilisés pour la décoration ou dans'la fabrication de silicones ou d'autres types de feuilles à usage électrique, ces tissus en verre sont traités de préférence en continu avec une matière du type silicone, décrite plus loin en détail. Le produit qui en résulte a un "toucher" exceptionnellement plein et a la nature d'un textile. Les tissus de verre antérieurs sont habituellement caractérisés par un "toucher" très faible, nuisant à leur utilisation comme draperies ou pour d'autres décora- tions et, dans une grande mesure, empêchant cette utilisation bien qu'elle soit particulièrement désirable en raison du caractère incombustible ou ininflamma- ble des tissus en verre.
Un objet important de la présente invention consiste en un procédé nouveau de traitement des tissus en verre pour leur donner un "toucher" plein. Un autre objet de l'invention consiste en un procédé de traitement en continu des tissus en verre qui peut être mis en oeuvre pour donner la stabilité de coloration et qui peut fournir des tissus en verre ayant des nuances désirables blanches ou voisines du blanc.
Un autre traitement ultérieur,que l'on peut effectuer en conti- nu après le traitement thermique, consiste à appliquer un complexe non saturé de chrome ou un silicone non saturé pour rendre le tissu parfaitement propre à être utilisé avec des résines laminées à basse pression. Les feuilles ainsi produites conservent une résistance élevée après une longue immersion dans 1' eau et l'invention a pour objet ce traitement ultérieur en continu mis en cor- rélation avec le traitement thermique en continu du tissu en verre.
La présente invention a également pour objet, en tant qu'article manufacturé, un tissu en verre ayant un "toucher" meilleur. Un autre objet est de prévoir, en tant qu'article manufacturé, un tissu de verre dans lequel : la quantité d'apprêt résiduel est inférieure à 0,2% et de préférence infé- rieure à 0,1% du poids du verre; la résistance à la rupture du verre représen- te au moins 30% de la résistance correspondante du verre avant le traitement thermique; les fils du tissu de verre ont été durcis à un degré accru compa- rativement au traitement en discontinu précité; enfin, la coloration est, suivant le désir, dans la gamme allant des blancs aux beiges ou aux gris très clairs.
D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront aux techniciens d'après la description suivante d'un appareil et d'un procédé donnés à titre d'exemple à l'aide desquels on peut obtenir les résultats dési- rés indiqués ci-dessus.
Sur le dessin annexé :
La figure 1 est une représentation schématique de certaines par- ties de l'installation et elle montre schématiquement l'ordre des opérations exécutées pendant que le tissu en verre se déplace d'une manière continue;
La figure 2 est une vue en coupe horizontale du four représen- té sur la figure 1, faite par 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle à grande échelle d'une portion du four, tel qu'on le voit sur la figure 1 et représentant un des éléments de chauffage; la figure 4 est une vue partielle en élévation de cet élément de chauffage, vu dans le sens de la flèche 4 de la figure 3.
On désire habituellement que la longueur de tissu en verre fa- briqué à l'usine soit enroulée sur un tambour ou rouleau, plutôt que d'être fournie directement à l'appareil objet de l'invention. Ceci est du au fait
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que la vitesse de fabrication du tissu en verre est très limitée et que le présent procédé est susceptible de traiter le tissu en verre à des vitesses bien supérieures à celles auxquelles peuvent fonctionner les métiers à tis- ser courants. D'une manière correspondante, la figure 1 représente le pré- sent procédé commençant par ce tambour ou rouleau désigné par le nombre, 10, ce rouleau étant monté, de façon à pouvoir tourner, d'une manière appropriée dans le bâti de la machine.
La bande de tissu'de verre est envoyée entre des rouleaux dé- biteurs 11, puis autour de barres ou rouleaux de tension 12 et 13 entre les- quels le tissu passe sur un étaleur 14 qui sert à aplatir le tissu et qui peut être constitué par une plaque cintrée ou un organe rotatif. le tissu - passe ensuite sous un rouleau de guidage 15 et monte à travers la partie cen- trale d'une zone de chauffage 16 d'une étue ou d'un four 17, puis il passe ensuite sur un rouleau supérieur de guidage 18. Le rouleau inférieur de guidage 15 peut tourner librement dans des supports 19 portés par un plateau 20 fixé à des pieds 21 supportant le four. Le rouleau supérieur de guidage 18 peut tourner librement dans des supports 23 montés sur un bâti supérieur 24 du four 17.
Les rouleaux de guidage 15 et 18 forment un dispositif de guidage du tissu en verre et sont placés à des positions de guidage respectivement au- delà des extrémités de la zone de chauffage.
Pendant le déplacement que l'on vient de décrire, le tissu tra- verse une zone 25 de nettoyage par la chaleur. Il traverse ultérieurement une zone 25a de refroidissement, une zone de finition 26 et une zone de finition supplémentaire 27 par l'intermédiaire d'une installation qui sera décrite ci- après plus en détail. Il suffit de dire ici, que, dans la zone de finition, le tissu passe entre des rouleaux ou tambours de séchage 28 et 29 et, ensuite, entre des rouleaux récepteurs 30, puis il est enroulé, sous forme de tissu de verre fini, sur un rouleau 31.
Il est important pour l'invention que la section du tissu de verre entrant dans la zone de chauffage 16 soit soumise à un effcrt de trac- tion limité pour empêcher un allongement anormal pendant qu'elle se trouve à l'état chaud. L'invention prévoit que le tissu en verre soit amené dans la zone de chauffage à une vitesse réglée et que ce tissu soit retiré de la zone de chauffage à une vitesse identique, une tension faible étant appliquée au tissu dans la zone de chauffage par le dispositif d'entraînement du tissu et cette tension étant réglée par l'action des barres ou des rouleaux de ten- sion 12 et 13 et de l'étaleur 41 ainsi que par la vitesse du dispositif d'en- traînement.
Pour obtenir ce résultat,la figure 1 représente schématiquement un moteur 33 à vitesse variable associé à un réducteur de vitesse approprié quelconque, non représenté, pour entraîner à des vitesses périphériques sensi- blement égales les rouleaux débiteurs 11, les tambours 28 et 29 et les rouleaux récepteurs 30. Les liaisons de commande partant du moteur sont représentées schématiquement, respectivement par les lignes en pointillé 34, 35 et 36. Si on le désire, le tambour 31 peut de même être entraîné par le moteur 33, par l'intermédiaire d'un embrayage à friction.
Dans le mode de réalisation préféré, le four 17 comprend une en- veloppe extérieure 40 enfermant une masse de matière isolante 41 qui peut se composer'de briques ou de masses de matières susceptibles de résister aux tem- pératures élevées envisagées. Le produit isolant entoure de préférence la zo- ne de chauffage 16 sur chacune des quatre faces, mais laisse des ouvertures d'entrée et de sortie 42 et 43 respectivement situées aux extrémités inférieu- re et supérieure de la zone de chauffage. Pour régler le degré de communica- tion entre ces ouvertures 42 et 43 et l'atmosphère ambiante, on préfère placer un obturateur réglable.
On dispose par exemple des blocs de matière isolante 45 et 46 pouvant se déplacer au-dessus de l'extrémité supérieure de la zone de chauffage 16, ces blocs étant séparés par un espace 47 à travers lequel le tissu en verre se déplace sans toucher l'un ou l'autre des blocs. Pour régler Ia grandeur de l'espace 47, on a représenté un arbre 48 pourvu de filetages à pas inverses traversant les parties 49 et 50 des deux blocs. Cet arbre peut tourner dans un palier 51 qui l'immobilise contre tout déplacement longitudinal,;
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ce palier 51 est relié au bâti supérieur 24 et l'arbre peut porter une mani- velle 52 qui, lorsqu'on la fait tourner, modifie la largeur de l'espace 47.
De préférence, bien que cela ne soit pas indispensable, l'ex- trémité la plus basse de la zone de chauffage 16 est de même fermée d'une mà- nière partielle par des blocs réglables 55 et 56 à l'aide d'un arbre 57 à file- tage double et d'une manivelle 58.
Des éléments de chauffage appropriés sont disposés sur les faces opposées de la zone de chauffage 16 et chauffant de préférence cette zone de le tissu de verre la traversant par chaleur rayonnante dirigée sur les deux côtés du tissu en verre. Ainsi que les figures 2,3, et 4 l'indi- quent particulièrement, ces éléments de chauffage sont de préférence du type électrique et sont désignés par la référence 60. Chacun de ces éléments de chauffage 60 est représenté comme comprenant un ruban de nichrome 61 enroulé en zigzag entre des supports 62 en 'céramique noyés d'une manière appropriée dans la matière isolante 41 ou portés par elle et munis de têtes 63 qui immo- bilisent le ruban contre tout déplacement vers l'intérieur.
On préfère uti- liser plusieurs de ces éléments de chauffage placés l'un au-dessus de l'autre de chaque côté de la zone de chauffage, bien qu'on puisse utiliser d'autres dispositifs sans s'écarter de l'esprit de l'invention. De préférence, l'élé- ment de chauffage doit être situé relativement près du tissu en verre. Dans une installation typique à grande échelle, du genre de celle représentée sché- matiquement sur la figure 1, la distance entre les éléments de chauffage,peut être voisine d'environ 20,3 cm. La largeur de la zone de chauffage 16 doit être suffisante pour permettre de traiter le tissu de verre le plus large. La longueur ou hauteur de la zone de chauffage dépend, en partie, de la vitesse désirée du tissu et d'autres facteurs mentionnés ci-après.
En pratique, on uti- lise avec succès des étuves ayant depuis 2,5 cm de hauteur ou de longueur jusqu'à 15,2 cm ou plus, et on peut même utiliser des étuves plus longues. Le four peut être utilisé horizontalement si l'espacement entre les rouleaux de guidage 15 et 18 n'est pas trop grand, de manière que la tension nécessaire pour maintenir le tissu dans un plan horizontal ne produise pas un allongement ou un étirement permanent aux températures utilisées. D'autre part, on préfère nettement une zone de chauffage disposés verticalement et, avec cette disposi- tion, on préfère beaucoup que le tissu en verre monte en traversant la zone de chauffage plutôt qu'il ne descende.
En pratique, on préfère commander chacun des éléments de chauf- fage sensiblement à la morne température mais, si on le désire, les éléments de chauffage disposés à des hauteurs différentes peuvent avoir des tempéra- tures un peu différentes. Il existe un gradin de température dans la partie inférieure de la zone de chauffage de sorte que toute section de tissu entrant dans la zone est chauffée progressivement. Pendant ce chauffage initial, les constituants volatils de l'apprêt organique du tissu sont libérés. A mesure que le tissu pénètre dans les zones plus chaudes du four, ces constituants vo- latils s'enflamment par auto-combustion et brûlent avec une flamme bleue en surface immédiatement voisine des faces du tissu en verre.
Un des objets importants de la présente invention consiste à brûler l'apprêt du tissu en verre par une flamme en surface. Ainsi qu'on l'a observé dans de nombreux essais, cette flamme en surface s'étend suivant une bande ou zone horizontale relativement étroite. Cette zone est considérée sur la figure 1 comme étant limitée par les traits en pointillés A-A et B-B. La flamme en surface apparaît dans cette zone et s'étend à peu près horizontale- ment en travers du tissu en verre. Le tissu en verre semble soudain développer cette flamme en surface qui brûle jusqu'à ce que la combustion de l'apprêt soit sensiblement complète, après quoi elle s'éteint. Le tissu de verre qui se déplace semble réellement à l'observateur traverser une zone de flammes en surface, maintenue dans une position fixe si le traitement s'effectue correc- tement.
Si la vitesse dutissu s'accroît, cette zone de flammes en surface tend à élever sa position dans la zone de chauffage. Si la vitesse du tissu décroît, la zone de flammes en surface semble prendre une position inférieure. En prati-
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que, la vitesse du tissu est réglée de manière à maintenir dans ue posi- tion fixe la zone de flammes en surface. De plus, on trouve habituellement préférable de maintenir cette zone de flammes en sufface dans la moitié @ inférieure de la zone de chauffage. Si la zone de flammes en surface est trans- portée dans la moitié supérieure de la zone de chauffage, il peut en résulter un fonctionnement un peu irrégulier, en particulier si la zone de flammes en surface est voisine de l'ouverture de sortie 43.
Une flamme en surface de ce genre peut également être obtenue dans une zone de chauffage horizontale, mais si on utilise une zone de chauf- fage verticale il est préférable que le déplacement du tissu s'effectue vers le haut. Si le déplacement s'effectue vers le bas, les constituants volatils tendent à être éliminés par le tirage naturel et, si l'inflammation se pro- duit, la flamme tend à monter vers l'ouverture 43 et à s'éteindre, en donnant- un traitement irrégulier et non uniforme du tissu et en produisant souvent des variations nettes de colorations sur la longueur du tissu.
La rôle joué par cette flamme en surface n'est pas entièrement compris, mais ce type de combustion de l'apprêt contribue certainement en partie aux résultats nouveaux obtenus avec ce procédé. A vrai dire, la quanti- té d'apprêt à brûler est relativement petite et on estime que la chaleur pro- venant de cette combustion, bien qu'elle doive communiquer de la chaleur lo- calisée au tissu en verre, ne joue pas un rôle important dans le durcissement des fils de verre. Les flammes en surface sont peu épaisses, mais apparaissent sur les faces opposées du tissu en mouvement à peu près à la même hauteur dans la zone de chauffage.
Il se produira un tirage dans la zone de chauffage 16, contrb- lé de façon précise par les positions des blocs 45, 46 et/ou des blocs 55, 56. Ceci amènera de l'air frais d'une manière continue à l'ouverture d'entrée 42 pour renouveler l'oxygène ou en remplir la zone de chauffage 16. Il est essentiel pour l'invention que la teneur en oxygène de l'atmosphère de la zone de chauffage soit suffisante pour assurer la combustion complète dési- rée de l'apprêt. En pratique, la quantité d'oxygène dans la zone de chauffage doit, de préférence, être considérablement supérieure à celle réellement exigée pour la combustion de l'apprêt.
Si on le désire, la teneur en oxygène de l'air peut être accrue par injection d'oxygène dans la zone de chauffage mais, en pratique, on constate que le tirage d'un four amène suffisamment d'air dans la zone de chauffage pour répondre aux besoins en oxygène. De l'air ou de l'oxy- gène auxiliaire peuvent parfois être nécessaires dans un four horizontal. Ha- bituellement, il est préférable d'espacer les blocs 55,56 d'une distance su- périeure à celle séparant les blocs 45, 46 pour régler l'alimentation en oxygè- ne et réduire l'échappement de l'air chaud par l'ouverture de sortie 43. Il est également désirable d'éviter des vitesses élevées d'écoulement d'air dans la zone de chauffage, étant donné qu'elles tendent à faire fouetter le tissu de verre ou à le déplacer pendant qu'il est exposé aux températures d'affaiblisse- ment du verre.
De préférence, le tissu en verre doit traverser d'une manière régulière la zone de chauffage sans fouettement et en restant dans un plan déterminé par les surfaces des rouleaux de guidage 15 et 18.
Un déplacement vertical à travers la zone de chauffage est égale- ment avantageux parce que le tissu sera maintenu tendu par son propre poids complété par l'action des barres ou rouleaux de tension 12 et 13 et, par l'é- taleur intermédiaire 14. Le poids du tissu entre les rouleaux de guidage 18 et 15 ne doit pas être suffisant pour allonger ou déformer les fils du tissu et on désire habituellement ne pas utiliser une zone de chauffage excessive- ment longue, en particulier aux températures élevées, étant donné que la tension du tissu dans la zone de chauffageserait augmentée d'une manière correspondante et serait supérieure près de l'extrémité supérieure de la par- tie du tissu suspendue dans la zone de chauffage.
En pratique, le moteur 33 ne doit pas exercer sur le tissu situé dans la zone de chauffage une tension très supérieure à celle imposée par le poids du tissu, la tension étant ré- glée par les éléments 12, 13 et 14 pour maintenir le tissu tendu et exempt de fouettement.
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En vue de meilleurs résultats, la température' du four et la durée d'application de cette température doivent être soigneusement mises en corrélation. La durée du traitement dépend de la longueur de la zone de chauf- fage, par exemple de sa hauteur, et de la vitesse de déplacement du tissu.
Les actions qui se produisent dans la zone de chauffage sont, en partie, le résultat de la corrélation soigneuse de ces divers facteurs.
En effet, le procédé de traitement thermique complet présente deux aspects. En premier lieu, l'apprêt organique doit être éliminé. En se- cond lieu, il est tout à fait désirable que les fils soient durcis à un degré élevé. On ne sait pas clairement dans quelle mesure ces résultats sont liés entre eux, mais on suppose que la gamme de températures relative au durcisse- ment chevauche celle exigée pour effectuer l'auto-combustion, étant donné en particulier que la durée totale d'application de la chaleur semble être l'un des facteurs intervenant dans le durcissement supérieur des fils.
Le degré de durcissement est difficile à mesurer d'une manière quantitative, bien qu'il constitue un facteur très important dans l'améliora-' tion du "toucher" du produit final. On peut obtenir des résultats quantitatifs en traitant un ruban de verre et en effilant soigneusement le fil de trame sur une courte longueur du ruban, en suspendant ce fil de trame et en mesu- rant sa longueur pendant librement. Avec un ruban non traité, la longueur pendant librement est plusieurs fois plus grande qu'avec le ruban traité ther- miquement, ce qui démontre le durcissement du fil de trame, en particulier aux bordsdu ruban.
On désire que ce durcissement soit porté au maximum et le pré- sent procédé montre sa nette supériorité à cet égard. Si le produit final doit avoir un "toucher" amélioré, on doit en tenir compte lorsqu'on règle la température du four. Cependant, en aucun cas la température du four ne sera assez élevée ou la vitesse de déplacement du tissu assez lente pour qu'une adhérence réelle des fils se produise à leurs intersections.
On peut obtenir des résultats heureux en utilisant des tempé- ratures de four d'environ 593 à 760 C Dans cet intervalle, on préfère uti- liser des températures de 607 à 718 C pour la plupart des opérations destinées à permettre d'obtenir tous les perfectionnements précités.
La vitesse de déplacement du tissu en verre à travers la zone de chauffage n'est limitée que par l'appareil de traitement, la longueur du four et par des facteurs de contrle. En pratique, la vitesse doit être telle que la zone de flammes en surface reste dans une position fixe et de préfé- rence à une distance sensible en dessous de l'extrémité de sortie de la zone de chauffage. La vitesse ne doit jamais être assez élevée pour que la flamme en surface ne se forme pas dans la zone de chauffage.
De nombreuses recherches sur le présent procédé ont montré qu' on obtient les meilleurs résultats en mettant en corrélation la longueur de la traversée de la zone de. chauffage, la durée du séjour dans cette zone, la température de la zone de chauffage (par exemple, mesurée aux deux tiers de cette zone à partir du bas, par exemple par un thermo-couple 64 relié à un compteur 65) et le résidu en pourcentage de matière organique (en poids par rapport aux poids du verre), cette corrélation restant sensiblement dans les limites de l'équation suivante :
EMI7.1
r = 8.57-0.022.7 t + 0.o0oolz6tz
L -85,88 + 0,1533 t - 0,0000932 t2 dans laquelle :
T r = résidu en %, en poids = environ 0,0-0,2% t = température C = environ 593 à 760 C
T = temps en minutes dans un intervalle dans lequel les valeurs données à titre d'exemple et les valeurs finales sont les suivantes :
A environ 593 C T = environ 0,0584. à 10 min.
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A environ 649 C T = environ 0,0383 à 3,33 min.
A environ 709 C, T = environ 0,0283 à 1,67 min.
A environ 7600C, T = environ 0,0208 à 1,0 min.
L = longueur en cm du passage du tissu dans la zone de chauffage.
T, L et t doivent être suffisamment petits pour empêcher l'ad-- hérence physique, par l'effet de la chaleur, des fils de verre en leurs points de croisement dans le tissu.
On constate que la mise en oeuvre du procédé conformément à cet- te équation donne des résultats satisfaisants. Dans le mode de réalisation préféré, on limite l'opération à l'équation ci-dessus, avec la réserve supplé- mentaire que la pente, obtenue par différentiation de l'équation, doit être inférieure à 0,02.
Aucune indication simple du temps et de la température du traite- ment ne peut introduire tous les facteurs considérés, en raison de la comple- xité des relations mutuelles entre les nombreuses variables. Cependant, les exemples particuliers donnés plus loin serviront de guiue pour indiquer les opérations dans le cas d'un four typique.
Une relation entre le temps et la température existe dans le traitement thermique continu du tissu en verre..Afin d'obtenir des tissus trai- tés de manière semblable, de perte à la calcination équivalente, ou de résis- tance égale à la rupture, ou de relâchement ou de recuit égal des fibres, la durée d'immersion ou de traversée de l'étuve décroît à mesure que la tem- pérature croit, dans la gamme de températures de 593 à 760 C Par exemple, pour obtenir des tissus ayant une perte à la calcination équivalente en pour- centage, dans une étuve de longueur unitaire, la durée de traversée de l'étu- ve à la température considérée varie approximativement comme suit :
EMI8.1
<tb> Température <SEP> en <SEP> OC <SEP> Temps <SEP> de <SEP> secondes
<tb>
<tb> 607 <SEP> 17 <SEP> à <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 621 <SEP> 8,5 <SEP> à <SEP> 10
<tb>
<tb>
<tb> 635 <SEP> 6,0 <SEP> à <SEP> 7,5
<tb>
<tb>
<tb> 649 <SEP> 4,5 <SEP> à <SEP> 5,5
<tb>
<tb>
<tb> 677 <SEP> 3,0 <SEP> à <SEP> 3,5
<tb>
<tb>
<tb> 704 <SEP> 2,0 <SEP> à <SEP> 2,4
<tb>
<tb>
<tb> 718 <SEP> 1,87 <SEP> à <SEP> 1,95
<tb>
<tb>
<tb> 732 <SEP> 1,60 <SEP> à <SEP> 1,66
<tb>
Une autre façon d'indiquer la relation consisterait à présenter l'accroisse- ment de vitesse dans une étuve de longueur unitaire à des températures crois- santes pour obtenir des tissus ayant une résistance à la rupture sensiblement équivalente.
Une relation typique est la suivante :
EMI8.2
<tb> Vitesse <SEP> approximative <SEP> en <SEP> mètres <SEP> Température <SEP> en <SEP> C.
<tb>
<tb> par <SEP> minute
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2,74 <SEP> 649
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3,34 <SEP> 677
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4,26 <SEP> 704
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5,17 <SEP> 732
<tb>
Le tissu en verre traité thermiquement sort de la zone de chauf- fage à une température élevée, mais se refroidit rapidement dans la zone de re- froidissement 25a représentant, par exemple, le trajet du tissu dans l'air jus- qu'au moment de l'enduisage dans la zone de finition 26.
Dans la zone de finition, il est désirable d'enduire le tissu
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d'un silicone ou d'une autre substance liquide. Ceci est représenté comme étant réalisé par le déplacement du tissu à travers une chambre 68 d'un dispositif enduiseur 69. Ce dispositif peut pulvériser le silicone ou une autre substance liquide sur les faces opposées du tissu en mouvement à l'aide de tuyères' de pulvérisation appropriée 70 et 71, le tissu étant guidé dans son déplacement par des rouleaux 72 avant de passer autour des rouleaux ou des tambours'de sé- chage 28 et 29. Dans une variante, l'enduisage peut être effectué,au moyen d' un bec de traitement par immersion, par exemple du type décrit ci-après.
Il est désirable que le tissu en verre soit refroidi dans une certaine mesure avant d'appliquer l'enduit et ceci est réalisé pendant le pas- sage du tissu à travers la zone de refroidissement 25a. Cependant, il est dé- sirable que l'enduit soit appliqué pendant que le tissu se trouve encore à une température supérieure à la température atmosphérique et, de préférence, pendant que le tissu est à une température supérieure au point d'ébullition de l'eau. A mesure que le tissu chaud se refroidit, il se produit une tendan- ce marquée pour l'adsorption de l'eau atmosphérique sur la surface du verre qui tend à hâter l'usure par frottement.
Le degré ou l'importance de l'adsorption augmente lorsque la température décroît, et atteint une quantité maximum à, ou au voisinage de, la température ambiante, l'adsorption étant particulière- ment marquée à des températures inférieures au point d'ébullition de l'eau.
Pour cette raison, il est désirable que le dispositif enduiseur 69 soit rela- tivement voisin de l'extrémité de sortie du four 17, de manière que la matière de revêtement puis'se être pulvérisée ou appliquée d'une autre manière sur le tissu en verre pendant qu'il se trouve encore à des températures considérable- ment élevées. Cette disposition est également désirable parce qu'elle hâte le séchage ultérieur et qu'elle exige moins de chaleur externe dans la phase de séchage ultérieure. De plus, le voisinage du dispositif enduiseur et du four réduit au minimum les opérations de manipulation. Il est souvent important de ne pas plier le tissu plus que nécessaire avant d'appliquer le revêtement de silicone.
Le silicone peut être l'un quelconque des nombreux silicones con- nus dans ce domaine et peut être appliqué en solution ou en 'émulsion, les émul- sions aqueuses étant préférées. On peut utiliser tout silicone contenant un ra- dical alkyl, aryl, ou un radical organique quelconque, sous forme de fluides, d'huiles, de gels, de caoutchoucs ou même de résines, on préfère le méthyle si- licone, appliqué en une émulsion à 0,5-10%, une émulsion à environ 5% appro- ximativement étant préférable.
On constate que ce traitement au silicone donne au tissu une dou- ceur ou un "toucher" ou un drapé, supplémentaires, de même qu'il fournit une protection supplémentaire contre l'usure par frottement sur lui-même, et par frottement externe. Il permet au tissu de repousser l'eau, facteur très dési- rable pour améliorer son aptitude au lavage et empêcher, entre le verre et l'eau, un contact réel qui augmenterait l'usure entre les filaments ou les fils.
La quantité d'émulsion de silicone ainsi appliquée n'est pas cri- tique, mais il vaut mieux habituellement appliquer une quantité sensiblement égale au poids du tissu en verre.
Dans la phase de séchage ultérieure, le tissu enduit est séché et chauffé à une température telle que le silicone réagisse avec la surface de verre, par exemple à une température d'environ 232 à 371 C. L'essai pour vérifier le caractère approprié de ce traitement consiste en un contrble de la répulsion du tissu en verre vis-à-vis de l'eau. Si le traitement a été exécuté d'une manière appropriée, l'eau ne mouillera pas le tissu.
Dans le tissu en oeuvre du procédé, on a constaté d'une manière inattendue que toutes colorations du tissu traité thermiquement peuvent être éclaircies par un lavage du tissu, sans détruire sa répulsion vis-à-vis de l'eau. Par exemple, le tissu traité au silicone peut être lavé dans la zone de finition supplémentaire 27 à l'aide de l'installation courante de lavage de textiles. Même si le tissu revêtu de silicone est lavé avec un détergent sul-
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foné et blanchi à l'hypochlorite, le produit étant ensuite rincé et séché, il ne perdra pas sa répulsion pour l'eau. Ce traitement est' particulièrement dé- sirable si on fabrique un tissu de nuances claires ou tirant sur le blanc et si on désire que le produit soit presque blanc comme neige.
Le dispositif enduiseur 69 peut également être utilisé pour ap- pliquer d'autres couches liquides. Par exemple, on peut appliquer dans la chambre 68 un complexe non saturé de chrome ou un silicone non saturé, soit par immersion, soit par pulvérisation, le tissu étant ensuite séché et traité par la chaleur à une température ne dépassant pas 204 C. Un tissu de ce genre con- vient par excellence pour renforcer les résines laminées à basse pression, com- me indiqué précédemment.
Au lieu de sécher le tissu sur les rouleaux ou tambours 28 et' 29, on peut effectuer le séchage dans une étuve appropriée, en particulier si la matière de revêtement est à base de dissolvant.
Dans la zone de finition supplémentaire 27, on peut exécuter de nombreuses opérations supplémentaires. Par exemple, les phases de séchage et de blanchiment précitées peuvent être appliquées dans cette zone ou bien on . peut également appliquer dans cette zone divers autres enduits ou colorants.
Dans l'appareil représenté, le tissu est acheminé à un bac d'immersion 75 con- tenant une teinture ou un autre liquide, le tissu étant guidé par des bouleaux appropriés 76, 77, 78, 79 et 80. Bien que l'on puisse appliquer sur le tissu certains colorants résistant à la chaleur en même temps que le traitement au silicone dans le dispositif enduiseur 69, on préfère ordinairement appliquer les colorants dans une phase séparée, comme dans la zone de finition supplé- mentaire 27. On peut utiliser toutes teintures ou pigments ayant une solidité convenable à la lumière;on les applique parfois avec une résine ou une matière formant une pellicule pour retenir le pigment ou la teinture sur la surface du verre.
Le tissu sortant d'une façon continue du bac d'immersion 75 est séché de préférence d'une manière appropriée quelconque. Comme représenté, le tissu traverse une étuve de séchage 85 que l'on chauffe de toute manière appro- priée, comme par un élément de chauffage électrique 86. Le tissu se déplace ensuite entre les rouleaux récepteurs 30, précédemment décrits, avant d'être enroulé sur le rouleau 31.
Le caractère continu du procédé par traitement thermique, en pas- sant l'une ou la totalité des phases ultérieures, est particulièrement désira- ble non seulement du point de vue de la rapidité de l'opérati on, mais encore du fait que la manipulation est réduite au minimum et que le dépôt de matière étrangère sur le tissu et l'endommagement de celui-ci entre les stades de fa- brication sont réduits au minimum.
Les exemples suivants servent à illustrer les modes typiques de réalisation.
EXEMPLE I
On fait passer, dans une étuve verticale de traitement thermique de 1,83 m, à la vitesse de 4,57 m par minute et à 649 C, un rouleau de tissu en verre, obtenu par un fabricant,du type désigné aux Etats-Unis d'Amérique "Style 162" de 1,12 m de large. (Les caractéristiques de ce tissu sont : 0,38 mm d'épaisseur, un poids moyen de 414 g/m2, une armure unie ou carrée, formée de fils désignés aux U.S.A. par 225-2/5 dans un mode de tissage de 28 numéros dans la chatne pour 16 dans la trame). En quittant l'étuve, la matière est de couleur blanche et a une teneur en résidu volatil ou une perte par combustion de 0,06%. Après le traitement au silicone, le tissu a un "toucher" très amélio- ré et une résistance à la rupture de 65% de celle du tissu original.
EXEMPLE II .
On fait passer, dans une étuve de traitement thermique d'une hau- teur verticale de 1,83 m à la vitesse de 10,67 m par minute, à une température de 660 C, un rouleau de tissu, obtenu par un fabricant, du type désigné aux Etats-Unis d'Amérique par 'style 138" et de 0,96 m de large (les caractéristi-
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ques de ce tissu sont 0,18 mm d'épaisseur, un poids moyen de 227 g/m2, tissage en pied de poule, formé de fils désignés aux U.S.A. par 450-2/2 dans une armu- ' re de 64 numéros dans la chaîne pour 60 dans la trame). En quittant l'étuve, le tissu est de couleur blanche.
La teneur en résidu volatil du tissu avant le traitement au silicone est de 0,065%. La résistance à la rupture du tissu a une valeur comprise entre 60 et 70% de la résistance initiale. Après le traitement au silicone, le tissu a un "toucher" très amélioré et présente des caractéristiques de bon drapé et de non ondulation.
EXEMPLE III.
On fait passer, dans une étuve de traitement thermique de 1,83 m de hauteur, à la vitesse de 2,44 m par minute et à une température de 649 C, un rouleau de tissu, obtenu par un second fabricant, du type désigné aux Etats-
Unis d'Amérique par "Style 128" et, de 0,96 m de large (les caractéristiques de ce tissu sont : 0,18 mm d'épaisseur, un poids moyen de 203 g/m2, une armu- re unie ou carrée, formée de fils désignés aux U.S.A. par 225-1/3 dans un mo-' de de tissage de 42 numéros dans la chaîne pour 32 dans la trame). A la sortie de l'étuve, le tissu est de couleur beige clair. Cette coloration passe au blanc, après que le traitement au silicone a été appliqué, par lavage à l'aide d'une solution de sulfonate d'alkyle et d'aryle et un blanchiment à l'hypochlo- rite.
Le produit résultant est de couleur blanche et a un "toucher" très amé- lioré.
EXEMPLE IV.
On fait passer, dans une étuve de 0,30 m de long, un rouleau de tissu d'armure uni ou carré et de 0,13 mm d'épaisseur. La température de l'é- tuve est maintenue à 635 C et le tissu est traité à une vitesse de 2,13 m par minute. La matière traitée est de couleur blanche et le résidu est de 0,1%, Le tissu a une résistance égale à 60% de la résistance initiale.
On peut apporter, bien entendu, à la description qui précède, différentes modifications ou perfectionnements à la portée du technicien, sans s'écarter pour cela de l'esprit général de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Un procédé permettant de brûler l'apprêt organique d'un tissu en verre comportant des fils entrecroisés formés de filaments de verre, procé- dé qui comprend les phases suivantes : passage en continu du tissu en verre à travers une zone contenant une atmosphère comportant un excès d'oxygène par rapport à la quantité exigée pour une combustion complète de l'apprêt organi- que; et chauffage de l'atmosphère et du tissu en verre se déplaçant dans cette atmosphère en fournissant de la chaleur à cette dernière et au tissu pendant qu'il se trouve dans cette zone, pour chauffer progressivement le tissu jus- qu'à ce que la combustion de l'apprt organique se produise sur sa surface.