"Procédé et appareil pour la fabrication de torons coupés et comprimés" Procédé et appareil pour la fabrication de torons coupés et comprimés.
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la fabrication de torons coupés et comprimés de haute densité. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé et un appareil pour la fabrication de torons coupés et comprimés pratiquement en forme de barres à partir de torons coupés ayant une forme généralement plate, que l'on obtient en coupant un toron de fibres longues, par exemple, un toron ou une mèche de fibres de verre.
Au cours des dernières années, des matières thermoplastiques renforcées de fibres de verre ont été d'un emploi très répandu en tant que matières de pièces devant avoir une haute résistance mécanique.
On connaît différents procédés pour la fabrication d'articles à partir de ces matières thermoplastiques renforcées de fibres de verre.
Suivant un de ces procédés connus, au moyen d'une extrudeuse, on transforme, en pastilles, un mélange de pastilles d'une résine thermoplastique et de torons coupés de fibres de verre, puis on façonne les pastilles ainsi formées contenant des fibres de verre en un article au moyen d'une machine de moulage par injection. Suivant un autre procédé connu, le mélange de torons coupés de fibres de verre et de pastilles
de résine est chargé directement dans une machine de moulage par injection par laquelle il est façonné en un article.
Dans ces procédés, l'unité ou l'intégralité des torons coupés est un facteur important qui influence largement différentes caractéristiques opératoires.ainsi que l'aptitude au formage lors des étapes de préparation du mélange de pastilles de résine et de torons coupés, de même que lors de l'étape finale de formage, ce facteur influençant également différentes propriétés physiques de l'article formé. Notamment par suite de craquelures, d'un peluchage et d.'une séparation des torons coupés, non s eulement les caractéristiques opératoires et l'aptitude au formage sont altérées lors de ces étapes, mais il est également difficile d'obtenir différentes caractéristiques de résistance et d'autres propriétés physiques telles que l'homogénéité de l'article formé.
D'autre part, dans le domaine de la fabrication d'articles thermoplastiques renforcés de fibres de verre, on observe une tendance à l'économie de main-d'oeuvre, à la rationalisation et à la systématisation, ce qui, à son tour, nécessite un certain changement dans la forme des torons coupés de fibres de verre.
En l'occurrence, jusqu'à présent, la longueur des fibres de verre utilisées pour la fabrication d'articles thermoplastiques renforcée de fibres de verre se situait généralement entre 3 et 6 mm mais, récemment, on a de plus en plus demandé des torons coupés plus courts ayant, par exemple, une longueur de 1 à 3 mm, ainsi qu'une plus haute intégralité et une plus forte densité afin d'assurer les caractéristiques opératoires et d'exploiter pleinement les possibilités de machines telles que des machines automatiques de pesage, des transporteurs pneumatiques, etc. que l'on utilise pour satisfaire aux demandes d'économie de main-d'oeuvre, de rationalisation et de systématisation.
Il est également à noter que l'on exige de plus en plus une homogénéisation et une égalisation des articles thermoplastiques eux-mêmes renforcés de fibres de verre, puisqu'aussi bien l'utilisation d'articles de ce type s'étend au domaine des pièces de petites dimensions. Ces exigences renforcent également la demande de torons coupés plus courts et plus denses.
A cet égard, les torons coupés classiques posent un problème vital. En l'occurrence, suivant
la technique antérieure, on obtient des torons coupés de forme plate en raison des caractéristiques du procédé de formage et en fonction des exigences du procédé de découpage ; or, cette forme plate altère considérablement non seulement les caractéristiques opératoires lors d'un pesage automatique et d'un transport pneumatique, mais également l'aptitude au formage, Plus spécifiquement, dans le procédé classique de formation de fibres de verre, on étire des filaments de verre à partir d'un manchon ou d'une plaque à orifices faisant partie d'un four de filage, on les rassemble en torons et on les enroule sur des bobines sous une forte tension qui est nécessaire pour former des filaments et vaincre la force de friction résultant du contact avec un applicateur d'apprêt, des patins collecteurs, une traverse, etc.,
si bien que les torons enroulés sur les bobines ont inévitablement une section transversale aplatie, Les torons enroulés sont séchés en gâteaux. Les torons des gâteaux séchés sont ensuite découpés, Immédiatement avant le découpage, on applique, au gâteau, un lubrifiant ou un agent d'enduction aqueux. Toutefois, ces étapes ne modifient pas sensiblement la configuration plate des torons.
La même remarque s'applique également lorsqu'un gâteau non séché est découpé directement ou lorsqu'un agent d'apprêtage aqueux est appliqué secondairement au gâteau non séché avant le découpage.
On connaît un autre procédé de formation de torons coupés, c'est-à-dire un procédé de découpage
de type direct, au cours duquel des torons venant . d'un four de filage sont amenés directement à un dispositif qui les découpe. Dans ce cas, la tension d'étirage des fibres est créée par l'adhérence du toron à une surface périphérique d'un rouleau d'alimentation du dispositif de découpage, rouleau sur lequel les fibres sont inévitablement aplaties. En conséquence, le toron coupé a, bien entendu., une configuration plate. Des torons de ce type ayant une section transversale plate ont une grande surface spécifique et sont généralement volumineux dans leur ensemble.
En conséquence, les caractéristiques opératoires lors du pesage automatique et du transport pneumatique intervenant dans le procédé de formage, de même que les caractéristiques opératoires lors de l'étape de préparation du mélange avec des pastilles d'une résine sont désavantageusement altérées, De plus, la section transversale aplatie du toron réduit en elle-même la résistance aux forces mécaniques extérieures, tout en augmentant désavantageusement la tendance au peluchage, à la formation de craquelures et à la séparation, ce qui altère davantage les caractéristiques opératoires et l'aptitude au formage.
On obtient un toron coupé en rassemblant un grand nombre de filaments (par exemple, 800 à 2.000 filaments) en un toron que l'on découpe ensuite en d'autres torons d'une longueur prédéterminée. Si
les torons coupés sont plus courts, la force d'impact exercée par le dispositif de découpage augmente par rapport à la force de liaison. De celait, la résistance du toron coupé aux forces extérieures mécaniques est également réduite.
En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir un procédé et un appareil pour la fabrication de torons coupés et comprimés ayant une plus forte densité et, partant, une meilleure unité et une plus forte résistance aux forces mécaniques extérieures comparativement à des torons coupés clas-siques ayant une section transversale aplatie.
A cet effet, suivant un aspect de l'invention, on prévoit un procédé de fabrication de torons coupés et comprimés, ce procédé comprenant les étapes consistant à préparer des torons coupés aplatis et soumettre ces derniers à un effet de roulage alors qu'ils sont encore humides, de façon à les comprimer,
Suivant un autre aspect de l'invention, on prévoit un appareil pour la fabrication de torons coupés et comprimés, cet appareil comprenant un appareil de roulage ayant une entrée destinée à recevoir des torons coupés et imprégnés, un élément de roulage exerçant un effet de roulage sur ces torons coupés et imprégnés de façon à les comprimer, de même qu'une sortie pour évacuer les torons coupés qui ont été traités.
Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, on exerce un effet de roulage sur les torons coupés et aplatis en faisant vibrer une plaque supportant les torons coupés de telle sorte que les torons coupés et aplatis soient transformés en torons pratiquement en forme de barres.
Suivant une autre forme de réalisation préférée de l'invention, des torons coupés, aplatis et imprégnés sont transportés sous forme d'une couche ou d'un lit tout en subissant les vibrations d'une plaque qui les supporte tandis que, dans une zone prédéterminée située au centre du parcours de transport, de l'air chaud est appliqué à la face inférieure du lit fluide de torons coupés, de telle sorte que ces torons coupés soient comprimés, après quoi ils sont séchés au cours de leur transport. Etant donné que l'air chaud est appliqué à la face inférieure du lit de torons coupés qui subissent des vibrations et qui sont transportés, l'air chaud peut s'écouler efficacement à travers ce lit de torons coupés afin d'assurer un séchage très rapide et très efficace de ces torons.
En outre, cet air chaud élimine et évacue les peluches ou les fibres séparées du lit de torons coupés si bien que, comme produit final, on obtient des torons coupés dans lesquels les peluches et la séparation des fibres sont réduites au minimum, donnant ainsi un produit d'une unité supérieure.
Suivant une autre forme de réalisation préférée de l'invention, on applique de l'air de refroidissement à la face inférieure du lit mobile de torons coupés qui subissent des vibrations et sont transportés et ce, au côté d'aval de la zone d'application d'air chaud, assurant ainsi un refroidissement rapide des torons coupés.
Dans les dessins annexés :
la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une forme de réalisation de l'invention : <EMI ID=1.1> vant la ligne II-II de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en élévation latérale et partiellement en coupe d'un appareil de séchage incorporé à la forme de réalisation illustrée en figure 1, cet -appareil étant représenté avec les systèmes d'alimentation et d'évacuation de gaz ; la figure 4-est une vue en perspective exagérée d'un morceau d'un toron coupé aplati ; la figure 5 est une vue en perspective exagérée dtun morceau de toron coupé que l'on obtient en exerçant un effet de roulage sur le toron coupé et aplati illustré en figure 4 ; la figure 6 est une vue schématique en coupe d'une autre forme de réalisation de l'invention ;
la figure 7 est une vue en élévation latérale et en coupe d'un appareil de sphéroïdisation et de séchage incorporé à la forme de réalisation illustrée en figure 6 ; la figure 8 est une vue en élévation laté- <EMI ID=2.1>
d'alimentation et d'évacuation d'air qui y sont adaptés; et la figure 9 est une vue en élévation latérale et en coupe d'une forme de réalisation modifiée de l'appareil de sphéroïdisation et de séchage illustré en figure 7.
On décrira ci-après des formes de réalisation préférées de l'invention en se référant aux dessins annexés .
Les figures 1 à 3 illustrent un appareil de fabrication de torons coupés du type à découpage direct dans lequel la présente invention est mise en oeuvre. Dans ces figures, le chiffre de référence 10 désigne une machine de filage en dessous de laquelle sont disposés un dispositif de découpage 20, un dispositif de roulage 40, un dispositif de séchage 60, ains qu'un dispositif de triage et de conditionnement.
La machine de filage 10 comporte des fours
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teurs respectifs 12a, 12b, 12c appliquent une matière ordinaire d'apprêtage contenant un agent d'enduction et un lubrifiante les rouleaux collecteurs 13a, 13b,
13c faisant converger ces groupes de filaments en
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introduits dans le dispositif de découpage.
Ce dispositif de découpage 20 comprend un rouleau de guidage 21, un rouleau d'alimentation 22 et un rouleau de découpage 23 faisant face au rouleau d'alimentation 22. Tout le dispositif de découpage est installé dans un logement 24 ouvert sur sa face frontale et fixé au châssis d'un sommier 27 comportant un couvercle rabattable sur la face frontale. Le rouleau de guidage 21 est disposé en dessous du roul'eau d'alimentation 22 dans une position dans laquelle
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de la machine de filage 10 vers le rouleau d'alimentation 22. Le rouleau 21 comporte des gorges 25a, 25b,
25c qui sont destinées à délimiter les parcours de défilement des torons respectifs et ce rouleau peut être animé d'un mouvement de va-et-vient dans son sens axial afin de faire varier les positions de défilement
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Le rouleau d'alimentation 22 a une surface constituée d'une matière élastique ayant un important coefficieni de friction vis-à-vis des fibres de verre, par exemple du caoutchouc ou une résine synthétique, Le rouleau de découpage faisant face au rouleau d'alimentation 2 comporte plusieurs lames 26 qui en ressortent radiale ment en saillie et qui sont conçues pour pénétrer dan la surface élastique du rouleau d'alimentation 22 afi
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conçu pour être entraîné directement et positivement par un arbre 33 s'étendant à travers un logement 32 monté sur le sommier 27 tandis que l'arbre 33 luimême est entraîné par un moteur 28 monté sur le somm:
27 à l'intervention de poulies 29, 30 et d'une courr<
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le rouleau de découpage 23 est constamment pressé contre le rouleau d'alimentation 22 qui est maintenu de manière rotative par un arbre s'étendant à travers le logement fixé sur le sommier 27, si bien que le rouleau d'alimentation 22 est entrainé par le rouleau d découpage 23 moyennant un contact par friction et suite à la pénétration des lames 26.
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qui sont filés et formés par la machine de filage 10
et qui sont toujours imprégnés, sont enroulés sur le rouleau d'alimentation 22 au-delà des gorges correspondantes 25a, 25b, 25c pratiquées dans le rouleau de guidage 21 tandis que, au point de contact entre le rouleau d'alimentation 22 et le rouleau de découpage 23, les lames prévues sur ce dernier les découpent en morceaux d'une longueur déterminée par l'écartement des lames 26 Ces morceaux de torons, c'est-à-dire les torons coupés 34, tombent ensuite dans l'appareil de roulage 40. Au cours de cette étape, la force de filage résulte de l'adhérence des torons imprégnés enroulés sur la surface du rouleau d'alimentation 22. C' est précisément cette force de filage qui étire et file le verre en fusion à la sortie des fours respec-
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rons enroulés sur la surface du rouleau d'alimentation sont inévitablement aplatis. Etant donné que ces torons aplatis sont ensuite découpés en torons 34, ces derniers ont, bien entendu, une forme aplatie. Les torons coupés, aplatis, toujours imprégnés et tombant dans l'appareil de roulage 40 sont soumis à l'effet de roulage exercé par ce dernier.
L'appareil de roulage 40 est disposé en dessous du dispositif de découpage 20 à un endroit lui permettant de recevoir les torons coupés 34 tombant de ce dispositif de découpage 20 et il est supporté par des montants 42 à l'intervention d'absorbeurs de vi-
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disation 44 disposée à un endroit intermédiaire appro-prié de la boîte à vibrations 43, en travers de cette dernière, cette plaque de sphéroïdisation 44 étant conçue pour recevoir les torons coupés 34 qui tombent, et pour leur imprimer des vibrations, de même qu'un dispositif générateur de vibrations 45 fixé à la paroi latérale de la boîte à vibrations 43 et conçu pour faire vibrer l'ensemble de cette dernière. Le dispositif générateur de vibrations 45 , qui est supporté par le fond de la boîte à vibrations 43 ainsi qu'on l'a indiqué ci-dessus, peut être d'un type connu, par exemple, un dispositif électromagnétique générateur
de vibrations comprenant un électro-aimant animant des ressorts d'un mouvement de translation en va-et-vient, ou un dispositif mécanique générateur de vibrations produisant des vibrations par là rotation d'un balourd ou analogues.
A son extrémité supérieure, la boîte à vibrations 43 est ouverte pour recevoir les torons coupé:
34 venant du dispositif de découpage 20 et, à un endroit de sa paroi latérale, elle comporte une ouvertur,
46 dont la base est affleurante à la plaque de sphéroï,
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aux vibrations, sont transférés, via l'ouverture 46, vers un poste de séchage et ce, soit directement, soit indirectement au moyen d'un dispositif de transfert approprié. Dans cet appareil de roulage 40, la plaque de sphéroïdisation 44 peut être disposée horizontalement ou elle peut être inclinée légèrement vers le haut ou vers le bas en direction de l'ouverture 46. On peut exercer un effet de roulage suffisamment puissant sur les torons coupés, pour décharger ensuite les torons coupés et traités par l'ouverture 46, même si la plaque de sphéroïdisation est inclinée, pour autant que des vibrations adéquates soient exercées sur la plaque de sphéroidisation. La plaque de sphéro[pound]disa-tien.44 elle-même peut constituer la plaque de base de la boîte à vibrations 43.
Les torons coupés 34 formés par le disposi-
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sation 44. Il est essentiel que les torons coupés 34 soumis à l'effet de roulage soient imprégnés. Il n'est pas possible de déterminer de manière générale le degré d'imprégnation, car celui-ci varie suivant des facteurs tels que le type d'élément de roulage, l'intensité de l'effet de roulage, l'unité des torons coupés, etc. ; toutefois, de préférence, la teneur en
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encore, entre environ 10 et 15% en poids. Il n'est pas toujours indispensable que chaque toron coupé soit
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imprégné uniquement en surface.
Dans le cas du système du type à découpage direct adopté dans la forme de réalisation illustrée, le toron coupé contient habituellement 10 à 15% en poids d'eau et il est imprégné jusqu'à l'âme, si bien que les torons coupés peuvent être soumis de manière appropriée à l'effet de roulage. Si l'imprégnation est trop faible, on peut imprégner les torons coupés, par exemple, en y pulvérisant de l'eau. En figure 1, le chiffre de référence 47 désigne un dispositif destiné à pulvériser de l'eau sur les torons coupés. En revanche, si la teneur en eau des torons coupés est excessivement importante, on peut, par exemple, adopter une disposition consistant à introduire de l'air chaud
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de roulage tout en évaporant une partie de l'eau,
Lors du traitement de roulage décrit cidessus, l'intensité de l'effet de roulage ne peut être déterminée ni de manière définitive, ni d'une manière générale en partie du fait qu'elle varie (même dans le système à vibrations illustré uniquement) suivant des facteurs tels que les dimensions des torons coupés, leur quantité et leur nature, par exemple, la teneur en eau et le degré d'unité, et en partie également
du fait que le traitement de roulage lui-même peut être effectué de diverses manières ainsi qu'on l'exposera ci-après. Toutefois, on peut aisément obtenir les conditions optimales dans chaque système de roulage si l'on observe l'état du produit au cours du traitement. Dans le cas de la forme de réalisation illustrée, les conditions optimales sont celles décrites ci-après. En l'occurrence, trois torons constitués chacun de 2.000 filaments de verre ayant un diamètre
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directement à une longueur de 1,5 mm par la coopération entre un rouleau d'alimentation tournant à une vitesse périphérique de 1.000 m/minute et un rouleau de découpage pressé contre ce rouleau d'alimentation. Les torons coupés ainsi formés sont recueillis par une plaque de sphéroïdisation d'une largeur de 0,4 m et ils sont amenés à voyager le long de cette plaque sur une distance de 1,2 m, alors que la plaque subit des vibrations à une fréquence de 3.000 Hz et à une amplitude de 4 mm.
lorsque, alors qu'ils sont imprégnés, les torons coupés sont traités par l'effet de roulage résultant des vibrations, un certain type d'effet de sphéroïdisation est exercé sur chaque morceau de torons coupés, si bien que chaque morceau s'arrondit et se comprime progressivement et passe ainsi de la configuration aplatie illustrée en figure 4 à une configuration pratiquement en forme de barre comme représenté en figure 5. Dès lors, on peut obtenir des torons coupés et comprimés dans lesquels le peluchage est réduit et dont le poids spécifique est important, Les torons coupés et comprimés ainsi obtenus sont ensuite séchés. La forme d'une barre et la haute densité sont maintenues jusqu'au bout. Une des caractéristiques de ce toron coupé réside dans le taux de séparation extrêmement faible des filaments ou des torons.
Cet effet remarquable peut être attribué au fait que, bien que des torons coupés réguliers n'adhèrent pas l'un à l'autre, des filaments ou des torons séparés ont tendance à coller l'un à l'autre ou aux torons coupés réguliers devant être réunis et comprimés.
Suivant l'invention, on peut utiliser une
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autres que celle du type à vibrations décrit ci-dessus, par exemple, des machines à récipient rotatif, à lit fluidisé, à mélangeur, etc. On peut également utiliser un appareil du type à tambour rotatif, à disque rotatif et à vibrations en forme d'ondes, En conséquence, dans la présente spécification, l'expression "roulage" est utilisée pour désigner, d'une manière générale, un effet provoquant la sphéroïdisation d'une matière par vibrations, par rotation ou par écoulement, comme c'est le cas dans le domaine de la technique de la sphéroïdisation.
Bien qu'il soit préférable de charger les torons coupés par le dispositif de découpage directement dans l'appareil de roulage tout comme dans la forme de réalisation illustrée, les torons coupés peuvent être momentanément recueillis par une trémie, un conduit incliné ou un transporteur, pour être ensuite chargés dans l'appareil de roulage. Ce chargement indirect de la matière est particulièrement effi-cace lorsque ltappareil de roulage est du type à tambour rotatif.
Bien que la forme de réalisation décrite soit appliquée à un système du type à découpage directe l'invention peut également êtns appliquée à d'autres systèmes de fabrication de torons coupés. Par exemple, les feront du gâteau non séché, qui sont enroulés sur une bobine, sont coupés directement ou après un traitement d'enduction ou d'imprégnation par l'eau avec ou sans agent d'apprêtage. On peut également soumettre ce que l'on appelle un gâteau séché qui a été enroulé sur une bobine, puis séché, à un traitement secondaire d'imprégnation/enduction ou à un simple traitement d'imprégnation avant le découpage. On peut également découper directement la mèche ou le toron enroulé directement et imprégné ou on peut également soumettre la mèche ou le toron enroulé directement et séché au découpage après imprégnation.
Compte tenu du principe de l'invention, il est entendu que cette dernière peut même être appliquée aux torons coupés et séchés qui n'ont pas été soumis au roulage, c'est-à-dire aux torons coupés qui ont été réalisés par le procédé classique. A cet effet, les torons coupés obtenus par un procédé classique sont chargés dans l'appareil de roulage après avoir été convenablement imprégnés par l'eau ou les torons coupés et sèches sont chargés dans l'appareil*de roulage sous une pulvérisation d'eau.
De préférence, dans sa partie située entre le dispositif de découpage 20 et l'appareil de roulage
40, l'appareil de découpage et de roulage qui est cor�s titué de ce dispositif de découpage 20 et du dispositi de roulage 40 situé immédiatement en dessous du dispositif de découpage, en particulier, l'appareil de découpage et de roulage dans le système du type à décou. page direct,comporte un élément en vue de recueillir et d'éliminer les torons coupés de qualité inférieure qui sont inacceptables.
Dans 'la forme de réalisation illustrée, on prévoit un dispositif 50 recueillant et éliminant ces torons, ce dispositif étant réalisé d'une manière gêné*. raie en forme de caisson, tandis qu'il est supporté et
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cueillant et éliminant les torons coupés inacceptables comprend une plaque collectrice 51 pouvant effectuer une.rotation entre une position dressée et une position pratiquement horizontale dans laquelle elle peut interrompre l'écoulement descendant des torons coupés afin de recueillir ces derniers, une poignée 52 en vue de la faire tourner, ainsi qu'un passage d'évacuation
53. Le système est conçu de telle sorte qu'après avoir recueilli les torons coupés;, la plaque collectrice 51 effectue une rotation, de préférence, de la position horizontale vers une position pratiquement verticale ou vers la position initiale dans laquelle elle est dressée au-delà de la position verticale de telle sorte que les torons coupés et recueillis soient déchargés par le passage d'évacuation 53. Ce dispositif
50 du type en caisson recueillant et éliminant les torons inacceptables peut former une seule unité avec la paroi périphérique 24 du dispositif de découpage 20.
Dans ce cas., le passage d'évacuation 53 est relié à une ouverture pratiquée dans cette paroi périphérique 24, Dans la forme de réalisation illustrée., le dispositif
50 est assemblé, à son extrémité inférieure, à la boite à vibrations 43 de l'appareil de roulage 40 via une paroi périphérique 54 réalisée en une matière flexible telle que la toile. Il est essentiel que les extrémités supérieure et inférieure du dispositif 50 soient ouvertes au moins partiellement de telle sorte que les torons coupés puissent passer parfaitement au travers. La plaque collectrice 51 est conçue pour tourner dans la position dans laquelle elle ferme l'ouverture de l'extrémité supérieure du dispositif
50 lorsqu'il y a des torons coupés inacceptables qui sont ainsi recueillis.
Il se forme des torons coupés inacceptables lorsque l'opération de filage et de découpage démarre ou redémarre après une défaillance survenue dans l'opération de formation de torons suite à une rupture de filaments dans une partie ou dans la totalité des manchons au cours de l'opération de filage et de découpage. En l'occurrence, au moment du démarrage ou du redémarrage de l'opération de filage et de découpage, par exemple, au moment du redémarrage, des filaments cassés sont expulsés des manchons et disposés sous forme de torons, après quoi ils sont amenés au rouleau d'alimentation. Toutefois, il est extrêmement dangereux et pratiquement impossible d'amener directement les filaments au rouleau d'alimentation, puisqu'aussi bien ce dernier tourne à une grande vitesse, par exemple, d'environ 1.000 m/minute.
Afin d'éviter ce danger il est nécessaire d'amener le rouleau d'alimentation
à une faible vitesse de rotation, par exemple� de 100 m/minute. Etant donné que la vitesse du rouleau d'alirnentation est réduite, le toron formé dans cet état
a inévitablement un grand diamètre inacceptable et, partant, les torons coupés deviennent inacceptables
en tant que produit. Dans ce cas, au moyen de la poignée 52, on fait tourner la plaque collectrice 51 pour l'amener dans une position dans laquelle elle ferme l'ouverture du passage des torons coupés faisant parti, du dispositif 50 en vue de recueillir les torons coupé; inacceptables. Entre-temps, on fait pivoter le couver cle du logement 24 pour ouvrir la face frontale de ce dernier, tandis que les filaments expulsés et à nou-veau déployés sont enroulés autour du rouleau d'ali-
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l'opération de découpage commence. Ensuite, on augmente progressivement la vitesse du dispositif de découpage et, lorsque la vitesse de' filage et de découpage a atteint la valeur normale pour permettre la fabrication de torons coupés normaux et acceptables,
on ferme le logement 24 et l'on fait tourner la plaque collectrice 51 de telle sorte que les torons coupés inacceptables recueillis par cette plaque soient déchargés par le passage d'évacuation 53 vers l'extérieur de l'appareil, rétablissant ainsi l'état normal de fonctionnement. L'appareil 50 recueillant et éliminant les torons inacceptables peut être actionné manuellement de la manière décrite ou, en variante, il peut être entraîné par un moteur. Dans ce dernier cas, la plaque collectrice 51 peut être actionnée automatiquement lorsque survient une défaillance au cours de l'opération de filage.
Les torons coupés et ainsi traités sous un effet de roulage sont ensuite séchés pour former le produit final. Le séchage peut être effectué par un moyen habituel ; par exemple, on peut recourir à un séchage immobile dans lequel on recourt à de l'air chaud ou à un chauffage par ondes à haute fréquence. Toutefois, les torons coupés réalisés par le procédé de l'invention peuvent être le plus efficacement sé-
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coupés qui s'écoule sous des vibrations et ce, via un certain nombre de petites ouvertures débouchant sur la face inférieure du lit qui s'écoule, de telle sorte que l'air chaud passe à travers l'épaisseur de ce dernier.
La forme de réalisation illustrée comprend un dispositif de séchage 60 comportant une enveloppe ou corps principal 61, une plaque support ou une plaque perforée 62 qui reçoit le lit qui s'écoule et qui s'étend en travers de l'enveloppe, un dispositif générateur de vibrations 63 fixé à une des parois latérales de l'enveloppe 61 et conçu pour imprimer des vibrations à cette dernière, de même qu'un système d'ali-mentation d'air et un système d'évacuation d'air.
L'espace intérieur de l'enveloppe 61 est divisé, par la plaque perforée 62, en une section inférieure constituant une chambre d'alimentation d'air chaud 64 et une section supérieure constituant une chambre d'évacuation d'air 65. L'enveloppe 61 est supportée par la paroi inférieure de sa chambre d'alimentation d'air 64 au moyen de piliers supports 67 et via des absorbeurs de vibrations 66. Un conduit 81 partant du système d'alimentation d'air est relié à l'ouverture 68 pratiquée dans une paroi latérale de
la chambre d'alimentation d'air 64 de telle sorte que l'air chaud soit introduit dans cette dernière via cette ouverture 68. L'air chaud ainsi distribué est déchargé par de petites perforations pratiquées dans
la plaque support 62, puis il s'écoule à travers le lit de torons coupés 34 qui sont déposés sur la plaque
62 et qui sont ainsi chauffés et séchés. Les torons coupés et séchés sont alors évacués continuellement par la sortie. Les torons coupés peuvent alors être triés et refroidis naturellement pour constituer le produit final. Toutefois, un refroidissement naturel ne constitue pas une exclusivité et les torons coupés
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peuvent être soumis à un refroidissement forcé. A cet effet, dans la forme de réalisation illustrée, l'extrémité de sortie de la chambre d'alimentation d'air 64 est divisée par une cloison 69 en vue de former une chambre dtair de refroidissement 70. Un conduit 88 partant d'une soufflerie de refroidissement
87 est relié à une ouverture 71 ménagée dans une paroi latérale de la chambre d'air de refroidissement 70, L'air de refroidissement acheminé par l'ouverture 71 est déchargé par les perforations pratiquées dans la plaque 62. La chambre d'évacuation d'air 65 comporte,
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une faible section transversale à l'extrémité inférieure de la paroi frontale de l'enveloppe 61, ainsi qu'une ouverture d'évacuation 73 prévue au sommet de celle-ci et reliée à un conduit d'évacuation 84, Dans cette forme de réalisation, le dispositif de séchage
60 forme une seule unité avec l'appareil de roulage en assemblant ses parois latérales à l'enveloppe 61 au moyen de parois périphériques 74 et 75 qui sont flexibles et qui permettent, à l'enveloppe 61 et à
la boîte à vibrations 43,de vibrer indépendamment l'une de l'autre,
La plaque support 62 qui est maintenue transversalement dans l'enveloppe 61,comporte plusieurs petites perforations d'un diamètre se situant entre 1 et 5 mm, de préférence, entre 2 et 3 mm,
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3% pour permettre le passage de l'air chaud et de l'air froid venant des chambres d'alimentation d'air
64 et 70 respectivement. Cette plaque 62 est située
à un niveau légèrement en dessous de l'ouverture 46
de l'appareil de roulage 40, son extrémité la plus proche de l'ouverture 46 étant recourbée vers le haut par ailleurs, cette plaque est maintenue à l'intérieur de l'enveloppe 61 dans une position pratiquement horizontale ou avec une légère inclinaison en direction
de la sortie 72 prévue pour les torons coupés. D'autre part, la plaque de sphéroïdisation 44 de l'appareil de roulage 40 s'étend à travers l'ouverture 46 pour pénétrer dans le dispositif de séchage 60 en chevauchant la plaque 62 sur une zone prédéterminée de telle sorte que les torons coupés, imprégnés et traités par l'appareil de roulage 40 soient amenés à tomber sur la plaque 62 en subissant des vibrations. Bien que, dans
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disation 44 ait une extrémité recourbée vers le bas et s'étendant dans l'appareil de séchage, ce n'est pas là une caractéristique exclusive et cette extrémité de la
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lement. Le dispositif générateur de vibrations 63 peut être le même dispositif que celui décrit ci-dessus à propos de l'appareil de roulage.
Les systèmes d'alimentation et d'évacuation d'air du dispositif de séchage 60 sont des systèmes d'alimentation et d'évacuation d'air chaud, ainsi qu'ur système d'alimentation d'air froid. Les systèmes d'alimentation et d'évacuation d'air chaud comprennent un système de chargement d'air chaud constitué d'une soufflerie de distribution d'air 80, d'un conduit 81 partant de cette soufflerie 80 et relié à l'ouverture
68 de la chambre d'alimentation d'air 64, ainsi que d'un dispositif de chauffage 82 situé en un point in-
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cuation constitué d'un conduit 84 reliant l'ouverture d'évacuation 73 de la chambre 65 et la soufflerie d'évacuation 83, d'un conduit de recyclage allant de la sortie de la soufflerie d'évacuation 83 à la soufflerie d'alimentation d'air 80, ainsi que d'un disposa tif classique collecteur de poussières 86, par exemple un cyclone disposé en un point intermédiaire du conclu:
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tion d'air froid comprend la soufflerie de refroidissement 87 et un conduit allant de cette soufflerie 87
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d'air de refroidissement 70. Le système d'évacuation d'air froid est commun au système d'évacuation d'air chaud. Bien qu'on ne l'ait pas représenté, les raccordements entre les conduits 81, 84, 88 et les ouver
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canevas qui sont fixés par des brides à leurs extrémités de telle sorte qu'ils absorbent les vibrations du dispositif de séchage 60.
L'air déchargé par la soufflerie d'alimentation 80 est chauffé par le dispositif 82, puis il est introduit dans la chambre d'alimentation d'air
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dans la chambre d'évacuation 65 via les perforations pratiquées dans la plaque 62 comme indiqué par des flèches, tout en chauffant cette dernière. L'air chaud pénétrant dans la chambre d'alimentation d'air chaud
64 est habituellement à une température comprise entre
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débit de cet air est réglé pour établir généralement une vitesse d'écoulement de 3 à 12 m/seconde, de préférence, de 5 à 8 m/seconde à travers chaque perforation, encore que l'on puisse faire varier ce débit suivant différents facteurs tels que le débit d'alimentation des torons coupés dans le dispositif de séchage, la teneur en eau dcs torons coupés, les dimensions de la plaque 62, les dimensions et la porosité des ouvertures, etc. D'autre part, l'air froid introduit dans la chambre d'alimentation d'air froid 70 peut être de l'air à la température ambiante et le débit de cet air est généralement réglé pour établir une vitesse d'écoulement de 4 à 6 m/seconde pour chaque perforation.
Les torons coupés et imprégnés qui sont chargés via l'ouverture 46 dans l'appareil de roulage
40, tombent sur la plaque support 62 qui subit des vibrations, par exemple, à une fréquence de 1.450 Hz et à une amplitude de 2 mm, après quoi ils sont déplacés vers la sortie 72 sous forme d'un lit laminaire dans lequel les torons coupés sont agités et mélangés sous l'action de l'air chaud projeté par les perforations pratiquées dans la plaque. Les torons coupés consti.'tuant le lit en mouvement sont séchés par l'air chaud qui s'écoule au travers de ce lit. En même temps, l'écoulement de l'air chaud a pour effet de souffler et d'évacuer les fins filaments et torons séparés des torons coupés, ces filaments et torons séparés étant aspirés et évacués par le conduit 84 conjointement avec l'air chaud.
Une expérience a révélé que la quantité de filaments et de torons éliminés par l'appareil 86
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la quantité totale des torons coupés introduits dans le dispositif de séchage 60 et que, dans ces conditions, le produit séché formé par les torons coupés et comprimés de l'invention ne contenait pas de fins filaments et torons séparés qui pourraient altérer les caractéristiques opératoires et l'aptitude au formage.
Les torons coupés et séchés sont à une tempé-
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ils peuvent être soumis à un refroidissement naturel. Toutefois,il est préférable de soumettre les torons coupés à un refroidissement forcé. Dans la forme de réalisation illustrée, le refroidissement forcé des torons coupés est réalisé par la soufflerie de refroidissement 87 qui, via le conduit 88, envoie de l'air froid ou de l'air à la température ambiante dans la chambre d'alimentation d'air froid 70 qui est formée en divisant l'extrémité avant de la chambre d'alimentation d'air chaud 64 et en projetant cet air à travers les perforations pratiquées dans la plaque support 62, dissipant ainsi positivement la chaleur pour refroidir les torons coupés.
L'air chaud et l'air froid distri-bués respectivement par la chambre d'alimentation d'air chaud 64 et la chambre d'alimentation d'air froid 70, pour être ensuite déchargés dans la chambre
65 au-delà des perforations pratiquées dans la plaque
62 tout en séchant et en chauffant les torons coupés, sont formés par la soufflerie 83 via le conduit d'évacuation 84 de telle sorte que les filaments et torons séparés soient éliminés par le dispositif collecteur de poussières 86 prévu en un point intermédiaire du conduit 84. Ensuite, l'air débarrassé des filaments et torons séparés est recyclé, via le conduit 85, vers la soufflerie 80, puis il est recyclé au dispositif de séchage comme air de séchage.
Les torons coupés ainsi séchés, puis refroidis, sont amenés à tomber de la sortie 72 du dispositif de séchage 60 dans un dispositif de triage 90 et ainsi, les filaments et torons libres résiduels qui subsistent éventuellement, de même que les torons mal coupés et d'autres matières étrangères sont éliminés des torons coupés. Les torons coupés passent ensuite à travers un dispositif 91 éliminant le métal et ils sont conditionnés en produit final 92 , tandis que les déchets et matières étrangères séparés et éliminés par
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ture de décharge 93.
Dans le système classique de séchage de type immobile pour des torons coupés, il faut beaucoup de temps (par exemple, 15 heures) pour sécher les torons coupés. De même, il est à craindre qu'une migration de l'agent d'apprêtage ait lieu au cours du séchage. Toutefois, suivant le système de séchage de l'inventa qui a été décrit ci-dessus, il est possible de réalis un séchage uniforme en une courte période de 15 à 30 minutes sans que l'on doive craindre une migration éventuelle de l'agent d'apprêtage et tout en se débar rassant des filaments et torons séparés. Dès lors, comme produit final, on peut obtenir des torons coupés de haute qualité.
Une forme de réalisation préférée de l'invention a été décrite principalement en se référant à un système de fabrication du type à découpage direct. Suivant le procédé et l'appareil de l'invention, on peut former des torons coupés qui sont séchés de manière appropriée, en particulier, par le dispositif
de séchage dynamique décrit assurant une haute efficacité de séchage ainsi qu'on l'a stipulé précédemment. En outre, en tant que produit final, les torons coupés ont une teneur nettement réduite en filaments et torons séparés, ils présentent un peluchage nettement réduit et ils ont une haute densité, ainsi qu'une configuratio pratiquement arrondie en forme de barre au lieu d'une forme aplatie, répondant ainsi parfaitement aux exigences courantes imposées pour la rationalisation et la systématisation, ainsi qu'en ce qui concerne l'aptitude au formage.
Les résultats de la fabrication de torons coupés suivant l'invention seront décrits dans l'exem-
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On file trois torons à partir de trois manchons comportant chacun des ailettes de refroidissement et 2.000 buses à leurs extrémités, puis on y applique un agent d'apprêtage ordinaire contenant un agent d'enduction et un lubrifiant. Via un rouleau de guidage, on introduit ces trois torons dans le dispositif de découpage qui est constitué d'un rouleau de découpage sur la périphérie duquel des lames radiales sont prévues à un écartement circonférentiel de 1,5 mm ainsi que d'un rouleau d'alimentation contre lequel est pressé ce rouleau de découpage. On effectue le découpage en faisant tourner le rouleau d'alimentation
à une vitesse périphérique de 1.000 m/minute. Les torons coupés ainsi formés ont une configuration aplatie et une teneur en eau d'environ 12%.
On laisse tomber directement les torons coupés et imprégnés ainsi obtenus dans une botte à vibrations qui est disposée immédiatement en dessous du dispositif de découpage et on les traite par les vibrations provoquées par la plaque de sphéroïdisation qui est disposée transversalement dans cette boîte à vibrations. La largeur et la longueur de la plaque de sphéroïdisa-
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et l'amplitude des vibrations sont de 3.000 Hz et de
4 mm respectivement. Suite au traitement imposé par les vibrations, les torons coupés perdent progressivement leur configuration plate pour prendre une configurations arrondie en forme de barre. Les torons coupés, imprégnés et ainsi traités par des vibrations sont ensuite introduits dans le dispositif de séchage comportant une plaque perforée recevant le lit de torons coupés, disposée dans le sens transversal de ce dispositif et définissant, sur sa face supérieure et sa face inférieure respectivement, une chambre d'alimentation d'air et une chambre d'évacuation d'air en présence de vibrations d'une fréquence de 1.450 Hz et d'une amplitude de 2 mm.
De l'air chaud porté à une température de 150[deg.]C et introduit dans la chambre d'alimentation d'air est projeté vers le haut à travers chaque perforation de la plaque précitée à une vitesse de 7 ni/ seconde afin de sécher les torons coupés tandis que ces derniers se déplacent vers la sortie du dispositif de séchage. Cette plaque perforée a une largeur de 0,45 m et une longueur de 3,2 m, tandis qu'elle comporte des petites perforations d'un diamètre de 2 mm avec une porosité de 3%. La durée de séjour des torons coupés dans le dispositif de séchage est d'environ 30 minutes. Ensuite, on abandonne les torons coupés et séchés et on les laisse refroidir naturellement pour aboutir au produit final.
Le tableau 1 indique la qualité des torons coupés ainsi obtenus comparativement à des torons coupés réalisés par un procédé classique. Le procédé classique adopté pour cette comparaison consistait à sécher directement les torons coupés dans des conditions d'immobilité au moyen d'air chaud porté à une température de 130[deg.]C sans les soumettre au traitement
.
de roulage.
Dans le tableau 1, on mesure le poids spécifique en déposant uniformément 200 g de torons coupés dans un cylindre de mesure gradué de 1.000 ml, le volume étant lu en g/cm3. Suivant cette expérience,
un poids spécifique plus élevé peut être considéré comme l'indice d'un peluchàge plus faible et d'une plus forte densité dans les torons coupés.
La valeur de fluidité est déterminée comme décrit ci-après . On dépose 500 g de torons coupés dans une trémie de forme pyramidale ayant une ouverture d'entrée formant un carré de 20 cm de côté, une sortie
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15 cm, la sortie de cette trémie étant ouverte en subissant des vibrations à une fréquence de 3.000 Hz
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on mesure et détermine le temps requis pour évacuer tous les torons coupés. Une plus faible valeur de fluidité est l'indice d'un peluchage réduit et d'une plus forte densité dans le produit.
On mesure le taux de formation de peluches de
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ml, on dépose 60 g de pastilles d'une résine d'un dia- <EMI ID=42.1>
ment avec 40 g de torons coupés, puis on scelle le becher et on l'agite pendant 3.000 cycles afin de mélanger les pastilles de résine et les torons coupés. Ensuite, on mesure le degré de séparation ou de fibrillation des torons coupés en tamisant le mélange au moyen d'un tamis à 16 mailles et en déterminant le rapport (%) entre la quantité de fibres fibrillées subsistant sur le tamis et la quantité totale de torons coupés initialement déposés sur ce dernier. Ce rapport est utilisé comme taux de formation de peluches. Ce rapport est utilisé comme indice de résistance des torons coupés aux forces mécaniques extérieures. En l'occurrence, plus ce rapport est faible, plus la convergence et l'unité des torons coupés sont élevées.
On mesure le taux de torons résiduels comme décrit ci-après, En laissant tomber les torons coupés hors de la trémie, on souffle de l'air chaud par les côtés afin de séparer et de souffler les fins filaments et torons., puis on mesure le rapport (%) entre les filaments et torons ainsi séparés et le poids initial des torons, ce rapport étant utilisé comme taux de torons résiduels. En l'occurrence, plus la valeur de ce rapport est faible, plus la fibrillation est réduitt Tableau 1
Caractéristiques des torons
coupés
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D'après la comparaison établie dans le tableau 1 ci-dessus, on constate que les torons coupés réalisés conformément à la présente invention présentent un peluchage et une fibrillation nettement réduil tandis qu'ils ont une convergence et une unité supérieures, de même qu'une haute densité et une haute résistance aux forces mécaniques extérieures grâce au traitement de roulage suivant l'invention.
Dans la première forme de réalisation décri ci-dessus, le traitement de roulage et le séchage des torons coupés sont effectués en étapes séparées, mais ces deux étapes peuvent être effectuées dans un seul appareil.
Les figures 6 à 8 illustrent un appareil de fabrication de torons coupés comprenant un appareil d
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tanément l'effet de roulage et le séchage des torons coupés.
En se référant à ces figures, le chiffre dE référence 110 désigne une machine de filage comportai
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filés une multitude de filaments 112a, 112b et 112c auxquels on applique un liant au moyen d'applicateurs d'apprêt 113a, 113b et 113c. Au moyen de patins col-
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115b, 115c qui sont ensuite introduits dans un dispositif de découpage 120.
Ce dispositif de découpage 120 comporte un rouleau de guidage 121 dans lequel sont pratiquées des gorges en un nombre correspondant à celui des torons., un rouleau d'alimentation 122 pouvant tourner librement et ayant une surface réalisée en une matière élastique ayant un important coefficient de friction visà-vis des fibres de verre,, par exemple, le caoutchouc ou une résine synthétique, de même qu'un rouleau de découpage 123 pressé élastiquement contre le rouleau d'alimentation 122 et entraîné positivement par un moteur., plusieurs lames ressortant radialement de la périphérie de ce rouleau de découpage 123.
Les torons imprégnés 115a, 115b et 115c introduits dans le dispositif de découpage 120 sont enroulés autour du rouleam d'alimentation 122 au-delà des gorges du rouleau de guidage 121 et* au point de contact entre le rouleau d'alimentation 122 et le rouleau de découpage 123, ils sont découpés en morceaux, c'est-à-dire en torons coupés 130 d'une longueur qui est déterminée par l'écartement circonférentiel des lames, suite à la pénétration de ces dernières dans la surface élastique du rouleau d'alimentation. L'imprégnation des torons coupés 130 ainsi formés varie suivant le taux d'application de liant au cours du filage mais, en règle générale, la teneur en eau se situe entre environ 10 et 15% en poids.
Lors de l'étape de filage et l'étape de découpage direct qui ont été décrites ci-dessus, la
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tation 122 sur laquelle lés torons imprégnés sont étroitement enroulés. Sous l'effet de cette force de filage., les groupes de filaments de verre 112a, 112b
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sont transformés en fibres.
En adoptant le système de découpage direct qui a décrit ci-dessus, les torons coupés 130 peuvent être obtenus immédiatement après le filage. Bien que l'invention soit appliquée, de préférence, à la sphéroCdisation et au séchage de torons coupés obtenus par le procédé de type à découpage direct décrit ci-dessus, l'invention peut également être appliquée à la sphé...
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des procédés autres que celui décrit ci-dessus%, Par exemple, l'invention peut être appliquée au traitement de torons coupés obtenus par' la formation dtun gâteau non séché en enroulant les torons filés et rassemblés, puis en acheminant ce gâteau non séché à un dispositif de découpage où il est découpé directement ou indirectement après avoir subi un traitement d'enduction ou d'imprégnation au moyen d'un agent de traitement aqueux avec ou sans agent d'apprêtage, L'invention peut également être appliquée au traitement de torons coupés que l'on obtient par la formation d'un gâteau dit séché en enroulant les torons sur une bobine et en
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où il est découpé après avoir subi un traitement secondaire d'enduction et d'imprégnation ou un simple traitement d'imprégnation. Bien que la description cidessus soit concentrée principalement sur des torons, l'homme de métier comprendra que l'invention peut également être appliquée à la sphéro[pound]disation et au séchage de torons coupés obtenus en découpant les produits imprégnés obtenus a partir de torons, par exem- <EMI ID=52.1>
directement et formées directement au cours du filage tout en omettant l'étape de formation de mèches. Dans la présente spécification, ces produits obtenus à partir de torons seront appelés ci-après "produits de torons secondaires 11. La teneur en eau des torons coupés ou des produits de torons secondaires varie selon les types de ces derniers, mais elle se situe habituellement dans l'intervalle compris entre environ 10 et
25% en poids.
Les torons coupés 130 formés par le dispositif de découpage 1.20'sont amenés à tomber sur des éléments transporteurs appropriés tels que les systèmes
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transportés vers le dispositif de sphéroïdisation et de séchage 150. L'alimentation des torons coupés vers le dispositif de sphéroïdisation et de séchage 150 s'effectue habituellement en continu, encore qu'elle puisse également être effectuée par intermittence,
Les torons coupés ainsi chargés dans ce dispositif sont séchés et, de préférence, refroidis, puis ils sont évacués comme produit final et ils sont conditionnés par un dispositif 190.
L'appareil de sphérotdisation et de séchage
150 comporte une enveloppe à l'intérieur de laquelle est disposée horizontalement une seule plaque support ou plaque de sphéroïdisation 151 recevant le lit de torons coupés. L'espace intérieur de l'enveloppe précitée est divisé par cette plaque de sphéroïdisation
151 en une chambre d'évacuation d'air 152 définie sur la face supérieure de la plaque 150 et des chambres
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inférieure de la plaque 150. Un dispositif générateur de vibrations 154 destiné à faire vibrer tout le dispositif de séchage et de sphéroïdisation est fixé à unE des parois latérales de l'enveloppe. En outre, en guise de systèmes auxiliaires, le dispositif de sphêrordisation et de séchage comprend des systèmes d'alimentation et d'évacuation d'air reliés aux chambres d'alimentation d'air 153a, 153b et à la chambre d'évacuation d'air 152.
Dans cet appareil de sphéroïdisation et de séchage 150, la plaque de sphéroïdisation 151 comporte une zone non perforée A constituant la zone où les torons coupés, imprégnés et ainsi chargés subissent une sphéroldisation par des vibrations, de même que des zones perforées B et C situées dans le prolongement de la zone non perforée et constituant la zone de séchage et de refroidissement -des torons coupés qui s'écoulent sous forme d'un lit à partir de la zone non perforée A. Les zones perforées B et C comportent une multitude de trous 155 pratiqués de part en part, ayant
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sphéroïdisation 151 est disposée à l'intérieur de l'enveloppe soit horizontalement, soit avec une légère inclinaison vers la sortie.
La chambre d'évacuation d'air 152 comporte, dans sa paroi, une ouverture d'entrée 156 en vue de charger les torons coupés et imprégnés dans l'extrémité de la zone non perforée, ainsi qu'une ouverture de sortie 157 pour les torons coupés., cette ouverture 157 étant ménagée dans l'extrémité de cette chambre qui est opposée à celle où se trouve l'ouverture 156 et ce, à un niveau permettant, aux torons coupés qui s'écoulent sur la plaque de sphéroïdisation 151, d'être évacués par cette ouverture. En outre, la chambre d'évacuation d'air comporte une ouverture 158 en vue d'évacuer l'air chargé dans cette chambre, L'ouverture d'évacuation d'air 158 est reliée à un système extérieur d'évacuation d'air.
Il est préférable que la chambre d'alimentation d'air soit divisée, par une cloison 159., en une chambre à air chaud 153a adjacente à la paroi arrière en bout, c'est-à-dire la paroi en bout dans laquelle est pratiquée l'ouverture d'entrée 156 pour les torons coupés, ainsi qu'en une chambre à air froid 153b adjacente à la paroi avant en bout, c'est-à-dire la paroi en bout comportant l'ouverture de sortie 157 pour les torons coupés, comme représenté dans la forme de réalisation illustrée. Toutefois, la chambre à air froid
153b peut être omise à condition que les torons coupés chauffés à une température élevée par l'air chaud appliqué à travers les trous pratiqués dans la plaque de sphérotdisation 151 puissent être refroidis naturellement.
Chacune des chambres d'alimentation d'air 153a et 153b peut être divisée davantage en plusieurs sections, encore que des chambres individuelles soient suffisantes dans la plupart des cas. Néanmoins, dans la forme de réalisation illustrée, les deux chambres d'alimentation d'air 153a et 153b sont séparées l'une de l'autre par la plaque formant cloison 159. Toutefois, l'utilisation de cette plaque formant cloison n'est pas essentielle et ces chambres sont formées séparément l'une de l'autre dès le début. Des ouver-
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ces ouvertures communiquant avec un système d'alimentation d'air chaud et un système d'alimentation d'air froid. Lorsque chaque chambre d'alimentation d'air
a un volume important ou lorsqu'elle est divisée en sections, on peut former plusieurs ouvertures 160a ou
<EMI ID=57.1> partant d'un système d'alimentation d'air correspondant sont reliées à ces ouvertures.
Le dispositif générateur de vibrations 154 est fixé à une des parois latérales du dispositif de séchage, de préférence, dans la partie inférieure de la paroi latérale, par exemple, la partie de la paroi latérale définissant la chambre d'alimentation d'air, et il est conçu pour imprimer des vibrations à l'ensemble de l'appareil 150, Le dispositif générateur de vibrations 154 peut être d'un type connu, par exemple, un dispositif électromagnétique générateur de vibrations comprenant un électro-aimant conçu pour animer des ressorts de mouvements parallèles de va-et-vient, ainsi qu'un dispositif mécanique générateur de vibrations conçu pour produire des vibrations suite à un mouvement rotatif d'un balourd.
Les systèmes d'alimentation et d'évacuation d'air comprennent un système d'alimentation et un système d'évacuation pour l'air chaud, de même qu'un système d'alimentation pour l'air froid. Plus spécifique ment, le système d'alimentation d'air chaud comprend une soufflerie 161 assurant l'alimentation d'air, un conduit 163 reliant la soufflerie 161 à l'ouverture
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conduits en canevas 162 absorbant les vibrations, un registre (non représenté) étant prévu pour régler le débit, tandis qu'un dispositif de chauffage 164 est installé en un point intermédiaire du conduit 163 et est conçu pour chauffer l'air envoyé par la soufflerie
161 à une haute température désirée. Le système d'éva cuation d'air chaud comprend une soufflerie d'évacuation d'air 165, un conduit 167 reliant l'ouverture d'évacuation d'air 158 de la chambre d'évacuation d'air 152 et la soufflerie d'évacuation d'air 165 via des conduits en canevas 166, un registre (non représenté) étant prévu pour régler l'écoulement, de même qu'un conduit d'évacuation d'air 168 partant de la soufflerie d'évacuation d'air 165.
De préférence, le système d'alimentation d'air et le système d'évacuation d'air sont reliés l'un à l'autre par un conduit de recyclage
169 de telle sorte que l'air chaud amené par son système d'alimentation dans la chambre d'alimentation d'air 152 soit envoyé et recyclé,par la soufflerie
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d'air chaud via le conduit de recyclage 169. Ce système de recyclage peut être réalisé, par exemple, en reliant le conduit d'évacuation d'air 168 à un dispositif collecteur de poussières 170 tel qu'un cyclone, le conduit de recyclage 169 partant du dispositif collecteur de poussières 170 pour rejoindre le côté d'aspiration de la soufflerie d'alimentation d'air 161. Dans la forme de réalisation préférée comportant la chambre d'alimentation d'air 153b pour l'air de refroidissement, le système d'alimentation d'air relié à cette chambre 153b comprend une soufflerie d'alimenta-
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mentation d'air 153b via des conduits en canevas (non représentés), un registre (non représenté) étant prévu pour régler le débit. Il n'est pas nécessaire de réaliser un système d'évacuation indépendant pour l'air de refroidissement. En l'occurrence, tout comme dans le cas de la forme de réalisation illustrée, dans les systèmes prévus pour l'air chaud et pour l'air froid, on utilise communément la chambre d'évacuation 152. Cette chambre d'évacuation 152 prévue pour l'air chaud est utilisée non seulement comme chambre d'évacuation pour l'air chaud, mais également comme chambre d'évacuation pour l'air froid.
L'appareil de sphéroïdisation et de séchage
150 est supporté élastiquement sur les parois inférieures de ses chambres d'alimentation d'air 153a,
153b à l'intervention d'absorbeurs de vibrations tels que des ressorts 173 au moyen de piliers supports 174 posés verticalement sur le sol de telle sorte que l'ensemble de l'appareil soit animé de vibrations par le dispositif générateur de vibrations 154.
Les masses de torons coupés 130 que les systèmes transporteurs 140a, 140b et 140c acheminent continuellement ou par intermittence dans l'appareil de sphéroïdisation et de séchage 150, sont amenées à tomber sur la zone non perforée A de la plaque de sphé-
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l'action du dispositif générateur de vibrations 154, les torons coupés étant ensuite déplacés vers la zone perforée B sous forme d'un lit laminaire tout en subissant des soubresauts sous l'effet des vibrations. Dans la zone perforée B, les torons coupés 130 forment un lit pratiquement fluidisé 175 sous l'action des vibrations., ainsi que sous l'effet de l'air chaud projeté par la multitude de perforations, si bien que ces torons coupés sont déplacés naturellement et en
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Les torons coupés 130 chargés sur la plaque de sphéroïdisation 151 subissent un effet de roulage résultant des vibrations, tandis qu'ils passent à travers la zone non perforée A. Il est essentiel que les torons coupés soient soumis à cet effet de roulage alors qu'ils sont encore imprégnés. Le degré d'imprégnation ne peut être déterminé de manière définitive, puisqu'aussi bien le degré préféré d'imprégnation varie suivant différents facteurs tels que le degré d'unité des torons coupés. Toutefois, la teneur en eau des torons coupés se situe généralement entre <EMI ID=63.1>
pés peuvent notamment être imprégnés uniquement en surface. Dans le système du type à découpage direct de la forme de réalisation illustrée, les torons sont habituellement imprégnés jusqu'à l'âme et ils ont une
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en poids, de sorte que les torons coupés peuvent être avantageusement soumis à l'effet de roulage résultant des vibrations. Toutefois, si la teneur en eau est trop faible, on ajoute de l'eau aux torons coupés, par exemple, par pulvérisation.
Lorsque les torons coupés et imprégnés sont soumis à l'effet de roulage résultant des vibrations,
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en étant empêchés d'adhérer ou d'être liés l'un à l'autre. En conséquence, les torons coupés passent progressivement de la forme aplatie illustrée en figure 4 à une configuration pratiquement en forme-de barre comme représenté en figure 5. Les torons coupés et imprégnés qui ont été soumis à la sphéroïdisation et qui ont été comprimés, sont ensuite séchés, mais chaque toron coupé conserve sa configuration en forme de barre jusqu'au bout pour devenir finalement un toron coupé comprimé dans lequel le peluchage est , réduit et dont le poids spécifique est élevé. La longueur de la zone non perforée A de la plaque de sphéroïdisation 151 constituant la zone de sphéroïdisation par roulage varie suivant la haute densité ou la haute compacité à réaliser mais, en règle générale, elle se situe entre 1 et 2 m.
Les torons coupés et imprégnés qui ont été
<EMI ID=66.1> dans la zone non perforée A en formant un lit fluide, se déplacent vers la zone perforée B où ils forment
un lit pratiquement fluidisé 175 sous l'action de l'air chaud appliqué par les trous 155 et sous l'effet des vibrations, de sorte que ces torons coupés sont séchés et déplacés naturellement vers la sortie 157. Afin de
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des torons coupés, de même que pour assurer le dépôt. du lit fluide et le transport régulier des torons coupés, la plaque de sphéroidisation 151 est animée de vibrations à une fréquence se situant généralement entre environ 500 et 3.000 Hz, de préférence, entre
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de quelques millimètres, par exemple, 1,5 à 3 mm. Suivant des facteurs variables tels que le débit d'alimentation des torons coupés, la teneur en eau de ces derniers, le débit d'alimentation de l'air de séchage,
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un transport régulier. En l'occurrence, conformément au procédé décrit pour l'application de vibrations, la séparation des torons coupés l'un à l'écart de l'autre est favorisée en partie du fait qu'ils subissent l'effet de projection de l'air de séchage tout en étant animés de vibrations et, en partie également du fait que l'adhérence des torons coupés est réduite suite à l'évaporation rapide de l'eau attribuable à l'application de l'air de séchage. En conséquence,
on évite la formation inopportune de gros morceaux agglomérés au cours du transport, tandis que les to.. rons coupés sont transportés régulièrement en formant un lit fluide laminaire.
L'air de chauffage destiné à sécher les torons coupés et imprégnés allant de la zone non perforée A à la zone perforée B est obtenu en chauffant, à la température désirée, l'air distribué par la souffle-
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mentation d'air 153a et, tout en chauffant la plaque
de sphéroïdisation 151, il est déchargé, via les petites perforations 155 pratiquées dans la zone perforée B, dans la chambre d'évacuation d'air 152 en passant à travers le lit fluide de torons coupés, favorisant ainsi la formation du lit fluide 175. L'effet de projection de l'air chauffé provoque une évaporation rapide d'une importante partie de la teneur en eau des torons coupés lorsque ces derniers dont introduits dans la zone perforée afin de favoriser la séparation des torons coupés en torons indépendants, contribuant ainsi à la formation du lit fluide laminaire 175. Les torons coupés du lit 175 ne sont pas nécessairement amenés à flotter parfaitement sous l'action de l'air chauffé, mais ils sont suffisamment agités et mélangés pour uniformiser le lit fluide, favorisant ainsi davantage le séchage.
L'épaisseur du lit se situe généralement entre 0,5 et 3 cm, de préférence, entre 1 et 2 cm.
Afin d'exercer ces effets de l'air chauffé, il est nécessaire de déterminer de manière appropriée la température et le débit de l'air chauffé. Le débit et la température de l'air dépendent toutefois de différents facteurs de la zone perforée B et le débit est davantage restreint du fait qu'il est nécessaire d'empêcher les torons coupés constituant le lit fluide d'être soufflés fortement à l'écart, si bien qu'il n'est pas possible de déterminer de manière générale et définitive le débit et la température de l'air. Toutefois., la température de l'air se situe, de préfé-
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mer�à l'air, une vitesse d'écoulement d'environ 3 à 12 m/seconde, mieux encore, d'environ 5 à 8 m/seconde pour chaque perforation. Il est également préférable que la température et le débit de l'air soient choisis dans une relation mutuelle telle que l'air situé immédiatement au-dessus du lit fluide 175, c'est-à-dire l'air sortant à peine de ce lit 175 (cet air ayant bien entendu une température inférieure à celle qu'il possède avant de pénétrer dans le lit 175) soit à une température comprise entre environ 100 et 110[deg.]C. Dans ces conditions, des torons ordinaires coupés à l'état humide, de même que des torons de découpage direct ayant une teneur en eau d'environ 10 à 25% sont parfaitement séchés en 15 à 30 minutes.
Lorsque, jusqu'à présent, le séchage est achevé en une période aussi courte, si l'on utilise un certain type de liant de type durcissant, il est à craindre que le liant ne puisse être suffisamment durci. Toutefois, on peut
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et des projections d'air chaud facilite la séparation des torons coupés et la formation d'un lit laminaire de ces derniers. En conséquence, le débit d'alimentation de l'air chaud peut être réduit comparativement au système dans lequel on ne recourt pas à des vibrations, si bien que le procédé de la forme de réalisation décrite peut être appliqué au traitement de toron coupés de plus faible longueur, par exemple, de 1 à 3 mm.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, les torons coupés et séchés ont habituellement une température supérieure à 100[deg.] C. On peut abandonner les torons chauffés à température élevée afin de les soumettre à un refroidissement naturel tout comme dans le procédé classique mais, afin de bénéficier pleinement de la haute efficacité de la sphéroïdisation et du séchage suivant l'invention, il est préférable d'adopter le système d'alimentation d'air de refroidissement de façon à soumettre les torons coupés à un refroidissement forcé de la même manière que pour le séchage.
En l'occurrence, l'air de refroidissement est acheminé, par la soufflerie d'alimentation 171 et via le conduit 172, dans la chambre d'alimentation d'air 153b et il est projeté, via les petites perforations 155, dans la zone perforée C de la plaque de
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par les petites perforations 155 est amené à s'écouler à travers le lit 175 de torons coupés et chauds se déplaçant le long de la zone perforée B de la plaque de sphéroïdisation 151, dissipant ainsi la chaleur de ces torons, cet air étant ensuite envoyé dans la chambre d'évacuation d'air. L'air de l'environnement qui est à la température ambiante, peut être avantageusement utilisé comme air de refroidissement. La vitesse d'écoulement de l'air de refroidissement projeté par les petites perforations 155 dans la zone perforée C peut être inférieure à la vitesse d'écoulement de l'air de séchage et elle peut se situer entre environ 1 et
10 m/seconde, de préférence, entre environ 4 et 6 m/ seconde. Suite à ce refroidissement dynamique des torons coupés sous forme d'un lit fluide laminaire, les torons coupés portés à une température supérieure
à 100[deg.]C sont refroidis à la température ambiante en une courte durée de 5 à 10 minutes.
Lors des étapes de séchage et de refroidissement décrites ci-dessus, les torons coupés qui ont été soumis à la sphéroïdisation et qui ont été comprimés, conservent, de manière pratiquement parfaite, leur unité même sous l'application de jets d'air de chauffage et d'air de refroidissement en vue d'assurer un séchage et un refroidissement dynamiques. En conséquence, comme on le comprendra à la lecture de la description d'un exemple, la forme de réalisation décrite ci-dessus donne des torons coupés ayant un poids spécifique élevé et, partant, une forte densité et ce, sans qu'il se pose aucun problème tel que la migration du liant, la rupture du liant, etc., puisqu'aussi bien l'agitation et le mélange des torons coupés dans le lit fluide laminaire raccourcissent le temps de chauffage.
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séchage et l'air de refroidissement sont projetés des chambres d'alimentation d'air 153a et 153b via les petites perforations 155 dans la plaque de sphérotdisation 151 et ils s'écoulent dans la chambre d'évacuation d'air 152 en traversant le lit fluide 175 de torons coupés pour venir ensuite se confondre l'un dans l'autre. L'air est ensuite aspiré et évacué par
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préférence, l'air évacué est amené à passer à travers un collecteur de poussières 170 où les filaments et torons libérés sont éliminés de l'air, après quoi cet air est recyclé à la soufflerie d'alimentation 161, puis distribué dans l'appareil comme air de chauffage après être passé par le dispositif de chauffage 164.
Lors des étapes de séchage et de refroidissement décrites ci-dessus, les fins filaments et torons libérés des torons coupés au moment du découpage sont recueillis de l'air évacué dans des conditions normales de séchage et de refroidissement à un taux de 0,5 à 2% de la quantité totale des torons coupés chargés, encore que ce taux varie suivant les vitesses de l'air de chauffage et de l'air de refroidissement. Même si une partie de ces filaments et torons libérés subsiste dans les torons coupés, ils restent étroitement fixés et réunis à ces derniers tandis que les torons coupas et imprégnés roulent dans la zone non perforée
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rent nullement la qualité des torons coupés en tant que produit finale Dans le procédé classique dans lequel l'air de séchage est appliqué alors que les torons coupés restent immobiles., en tant que produit final, les torons coupés ne peuvent avoir qu'un faible poids spécifique. Cette caractéristique semble être attribuable au fait qu'une très grande partie des fine fibres et des fins torons libérés restent fixés aux torons coupés et qu'ils sont séchés ensemble avec ces derniers, accroissant ainsi le volume. Les torons coupés, qui ont été séchés et refroidis, sont amenés à tomber de l'ouverture de sortie de produit 157 dans un appareil de triage ordinaire 180 où. les torons mal coupés et d'autres torons coupés inacceptables sont séparés comme déchets et éliminés, via l'ouverture d'évacuation 18le vers un récipient 182 recevant les rebuts.
Les torons coupés qui sont à présent débarrassés des déchets, sont acheminés, via un dispo sitif 183 éliminant les copeaux métalliques, vers un récipient à produit 184 tout en étant pesés. Lorsqu.' poids prédéterminé est atteint, les torons coupés sont acheminés à un dispositif de conditionnement 190 où ils deviennent le produit final 191.
Dans l'étape de triage décrite ci-dessus, les torons coupés qui ont été séchés et refroidis, n'ont pas tendance à former de gros morceaux agglomér en partie du fait que les filaments et les torons lib rés sont pratiquement éliminés par le jet d'air et, en partie également du fait que la migration du liant susceptible de donner lieu à la formation de gros morceaux agglomérés, est pratiquement éliminée. En conséquence, on peut obtenir une évacuation continue et régulière des torons coupés pratiquement à un rythme constant.
Dans l'appareil de sphéroïdisation et de séchage illustré en figure 7 la zone non perforée
A est adjacente à l'ouverture d'alimentation de torons 156. Comme on l'a indiqué ci-dessus, la longueur de cette zone non perforée A est déterminée suivant le degré de compression que doivent atteindre les torons coupés, ainsi qu'en fonction de l'imprégnation des torons coupés qui y sont acheminés. La zone non perforée A peut être omise si l'on n'exige pas une forte compression. La figure 9 illustre un appareil
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le lit fluide et qui est exempte de la zone non perforée A. En conséquence, dans cette forme de réalisation, les torons coupés et imprégnés venant de l'ouverture d'alimentation 156 sont directement soumis aux effets de roulage et de séchage.
Les exemples II et III ci-après illustrent les résultats d'essais de fabrication de torons coupés au moyen de l'appareil illustré dans les figures 6 à 8, ainsi qu'au moyen de l'appareil représenté en figure 9.
Exemple II
Moyennant un procédé classique de filage et avec application de deux types différents de liants
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de trois manchons comportant chacun 800 buses à leurs extrémités. Les fibres de verre sont réunies en trois torons indépendants par des patins collecteurs et ces trois torons sont introduits, via un rouleau de guidage, dans un dispositif de découpage qui est cons-titué d'un rouleau de découpage de la surface périphérique duquel ressortent plusieurs lames radiales, ainsi que d'un rouleau d'alimentation contre lequel est pressé le rouleau de découpage, si bien qu'après leur passage par ce dispositif de découpage, les torons deviennent alors des torons coupés. Les torons coupés et imprégnés ainsi obtenus ont une structure aplatie et une teneur en eau de 12%.
Les torons coupés et imprégnés viennent s'accumuler sur le transporteur situé juste en dessous du dispositif de découpage et ils sont acheminés à l'appareil de sphéroïdisation et de séchage du type illustré dans les figures 7 et 8 dans lequel la sphéroïdisation, le séchage et le refroidissement sont effectués pour obtenir le produit final. La teneur en eau du produit est inférieure à la normale, c'est-à-dire qu'elle est inférieure à 0,03%, confirmant ainsi que les torons coupés ont été pratiquement séchés parfaitement. En tant que produit final, les torons coupés ont également une configuration arrondie en forme de barre. Le débit d'alimen..
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sation et de séchage est d'environ 45 kg/heure, tandis que l'épaisseur du lit fluide de torons coupés dans la zone perforée de la plaque de sphéroïdisation est d'environ 10 à 15 mm avec application d'air chaud.
Dans l'appareil de sphéroïdisation et de séchage utilisé, la plaque de sphéroïdisation a une
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suivie d'une zone perforée de séchage correspondant à la chambre d'alimentation d'air chaud se trouvant
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ayant une surface de 1,125 m2 (450 mm de large et
2.500 mm de long). La partie restante de la plaque <EMI ID=82.1>
le passage de l'air de refroidissement,
Afin d'assurer les conditions de sécurité, cette plaque de sphéroïdisation. sur laquelle se dépose le lit fluide, est conçue avec des dimensions quelque peu supérieures à la dimension minimale requise pour
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porte de petites perforations d'un diamètre de 2 mm dispersées uniformément dans la zone perforée avec
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et une amplitude de 2 mm et ce, sous l'action du dispositif mécanique générateur de vibrations dont il a
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sation et de séchage comporte un système d'alimentation d'air chaud et un système d'alimentation d'air froid reliés à ses chambres respectives d'alimentation d'air, de même qu'un système d'évacuation d'air comportant un cyclone et relié à la chambre d'évacuation d'air de l'appareil. Comme air chaud de séchage, on utilise de l'air porté à une température de 150[deg.]C que l'on projette à une vitesse d'écoulement de 5 m/seconde à travers chacune des petites perforations. L'air de refroi dissement qui est l'air de l'environnement à température ambiante est également projeté à une vitesse d'écoulement de 5 m/seconde à travers chaque perforatic
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temps de refroidissement sont respectivement d'environ 8 minutes, 17 minutes et 6 minutes*
Le tableau 2 donne les caractéristiques des torons coupés ainsi obtenus comparativement aux caractéristiques de torons coupés qui ont été obtenus en séchant les torons coupés et imprégnés au même degré sous forme d'un lit fixe d'une épaisseur de 60 mm
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J
pendant 10 heures avec circulation d'air. chaud à
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Dans le tableau 2, les teneurs en eau sont les teneurs en eau des torons coupés qui ont été sou-
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dissement.
Le taux de dépôt est le rapport pondéral entre le liant et les fibres dans les torons coupés constituant le produit finale tandis que l'insolubilité est le rapport pondéral entre le liant subsistant non dissous et la quantité de liant existant avant le traitement lorsqu'on fait bouillir les tarons coupés et séchés avec le liant et lorsqu'on les dissout dans du toluène pendant 1 heure..
La valeur de fluidité est déterminée comme décrit ci-après. On dépose 100 g de torons coupés dans une trémie de forme pyramidale ayant une entrée formant un carré de 20 cm de côté, une sortie formant un carré de 2,5 cm de côté et une hauteur de 15 cm�
la sortie carrée étant ouverte tout en appliquant des vibrations d'une fréquence de 3*000 Hz et d'une amplitude de 2 mm, mesuré à l'entrée. Ensuite, comme valeur de fluidité-, on mesure et détermine, en termes
de secondes/100 g, le temps requis pour évacuer tous les torons coupés. Plus la valeur de fluidité est faible, moins le peluchage est important. De même, une plus faible valeur de fluidité est l'indice d'une haute densité dans le produit.
On détermine le poids spécifique en déposant uniformément 200 g de torons coupés dans un cylindre de mesure gradué de 1.000 ml et en lisant le volume en termes de g/cm3. Suivant l'expérience acquise, un poids spécifique plus élevé peut être considéré comme l'indice d'un peluchage moins important et d'une plus forte densité dans le produit.
On mesure le taux de formation de peluches comme décrit ci-après. On dépose 100 g de torons coupés dans un becher de 1.000 ml que l'on agite pendant 3.000 cycles pour mélanger les torons coupés.
On mesure le taux de fibrillation à la suite des vibrations en tamisant les torons coupés ayant subi les vibrations,au moyen d'un tamis à 16 mailles et en déterminant le rapport entre les torons fibrilles et la quantité totale de torons coupés acheminés au tamis. Ce taux (%) est utilisé comme l'indice de formation de peluches (CS). On mesure le taux de fibrillation
(CS/R) de la même manière que le taux (CS), avec cette exception que l'on mélange 40 g de torons coupés avec
60 g de pastilles d'une résine ayant chacune une lon-
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peuvent être considérées comme l'indice de résistance aux forces mécaniques extérieures. En l'occurrence, plus le taux de formation de peluches est faible, plus la liaison et l'unité de chaque morceau de toron coupé sont élevées.
TABLEAU 2
Caractéristiques des torons coupés
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Exemple III
Par un procédé classique de filage et avec application de deux types différents de liants duré-
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trois manchons comportant chacun 800 buses à leurs extrémités. On rassemble les fibres de verre en trois torons indépendants au moyen de patins collecteurs et lion introduit ces trois torons, via un rouleau de guidage dans un dispositif de découpage qui est constitué d'un rouleau de découpage de la surface périphérique duquel ressortent plusieurs lames radiales, ainsi que d'un rouleau d'alimentation contre lequel est pressé le rouleau de découpage, si bien que les torons sont coupés par ce dispositif de découpage pour devenir des torons coupés, Les torons coupés et im-
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Les torons coupés et imprégnés viennent s'accumuler
sur le transporteur situé juste en dessous du dispositif de découpage et ils sont acheminés à l'appareil de séchage du type représenté en figure 9 dans lequel la sphéroïdisation, le séchage et le refroidissement sont effectués pour obtenir le produit final. La teneur en eau du produit est inférieure à la normale, c'est-à-dire qu'elle est inférieure à 0,03%� confirmant ainsi que les torons coupés ont été pratiquement séchés parfaitement. Le débit d'alimentation des torons coupés vers l'appareil de séchage est d'environ
45 kg/heure, tandis que l'épaisseur du lit fluide de * torons coupés dans la zone perforée de la plaque de sphéroïdisation est d'environ 10 à 15 mm avec application d'air chaud.
Dans l'appareil de séchage utilisé, la plaque perforée a une largeur de 450 mm et une longueur
de 3.200 mm avec une zone de séchage de 1,125 m2
(450 mm de large et 2.500 mm de long) correspondant à la chambre d'alimentation d'air chaud en dessous de la plaque perforée. La partie restante de la plaque de sphéroïdisation constitue la zone perforée pour le passage de l'air de refroidissement.
Afin d'assurer les conditions de sécurité, . cette plaque de sphéroldisation est conçue à des dimensions quelque peu supérieures aux dimensions minimales requises pour la sphéroïdisation et le séchage, cette plaque comportant de petites perforations d'un diamètre de 2 mm dispersées uniformément dans sa zone
<EMI ID=94.1> de sphéroïdisation à des vibrations d'une fréquence de <EMI ID=95.1> tion du dispositif mécanique générateur de vibrations dont il a été fait mention ci-dessus. L'appareil de sphéroïdisation et de séchage comporte un système d'alimentation d'air chaud et un système d'alimentation d'air froid reliés à ses chambres respectives d'alimentation d'air, de même qu'un système d'évacuation d'air comportant un cyclone et relié à la chambre d'évacuation d'air de l'appareil" Comme air chaud de séchage, on utilise de l'air à une température de 150[deg.]C que l'on projette à une vitesse d'écoulement de 5 m/seconde à travers chacune des petites perforations. L'air de refroidissement qui est l'air du milieu environnant à température ambiante est également projeté à une vitesse d'écoulement de 5 m/seconde à travers chaque perforation.
Le temps de séchage et le temps de refroidissement sont respectivement d'environ 16 minutes et 5 minutes.
Le tableau 3 ci-après donne les caractéristiques des torons coupés ainsi obtenus comparativement aux caractéristiques de torons coupés qui ont été obtenus en séchant les torons coupés et imprégnés au même degré sous forme d'un lit fixe d'une épaisseur
de 60 mm ayant un poids spécifique de 0,55 à 0,56 g/cm3 et ce, pendant 10 heures avec circulation d'air chaud à 130[deg.]C.
Dans le tableau 3, les propriétés telles que la teneur en eau, le taux de dépôt, l'insolubilité,
la valeur de fluidité, le poids spécifique et le taux de formation de peluches, sont déterminées de la même
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TABLEAU 3
Caractéristiques des torons
coupés
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Bien que des formes de réalisation préférées de l'invention aient été décrites en utilisant des termes spécifiques, cette description est donnée uniquement à titre d'illustration et il est entendu que des changements et modifications peuvent y être apportes sans se départir de l'esprit ou du cadre des revendications ci-après.
"Method and apparatus for making cut and compressed strands" Method and apparatus for making cut and compressed strands.
The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing high density cut and compressed strands. More particularly, the invention relates to a method and an apparatus for manufacturing cut and compressed strands practically in the form of bars from cut strands having a generally flat shape, which is obtained by cutting a strand of long fibers, by for example, a strand or strand of glass fibers.
In recent years, glass fiber reinforced thermoplastics have been widely used as part materials to be of high mechanical strength.
Various processes are known for the manufacture of articles from these thermoplastic materials reinforced with glass fibers.
According to one of these known methods, by means of an extruder, a mixture of pellets of a thermoplastic resin and strands cut from glass fibers is transformed into pellets, then the pellets thus formed containing glass fibers are shaped. into an article using an injection molding machine. According to another known method, the mixture of strands cut from glass fibers and pellets
resin is loaded directly into an injection molding machine by which it is shaped into an article.
In these processes, the unit or all of the cut strands is an important factor which largely influences different operating characteristics, as well as the formability during the stages of preparation of the mixture of resin pellets and cut strands, as well than during the final forming step, this factor also influencing different physical properties of the formed article. In particular as a result of cracks, fluffing and separation of the cut strands, not only the operating characteristics and the formability are altered during these stages, but it is also difficult to obtain different characteristics. strength and other physical properties such as the homogeneity of the formed article.
On the other hand, in the field of manufacture of glass fiber reinforced thermoplastic articles, there is a trend towards labor saving, rationalization and systematization, which, in turn , requires a certain change in the shape of the strands cut from glass fibers.
In this case, until now, the length of the glass fibers used for the manufacture of thermoplastic articles reinforced with glass fibers has generally been between 3 and 6 mm but, recently, more and more strands have been requested. shorter cuts having, for example, a length of 1 to 3 mm, as well as a higher integrity and a higher density in order to ensure the operating characteristics and to fully exploit the possibilities of machines such as automatic machines for weighing, pneumatic conveyors, etc. which is used to meet the demands for labor savings, rationalization and systematization.
It should also be noted that there is an increasing demand for homogenization and equalization of the thermoplastic articles themselves reinforced with glass fibers, since both the use of articles of this type extends to the field of small parts. These requirements also increase the demand for shorter, denser cut strands.
In this regard, conventional cut strands pose a vital problem. In this case, following
prior art, flat strands are obtained due to the characteristics of the forming process and depending on the requirements of the cutting process; however, this flat shape considerably alters not only the operating characteristics during automatic weighing and pneumatic transport, but also the formability. More specifically, in the conventional process for forming glass fibers, glass filaments from a sleeve or an orifice plate forming part of a spinning furnace, they are collected in strands and they are wound on coils under a high tension which is necessary to form filaments and overcome the friction force resulting from contact with a primer applicator, collector pads, a cross member, etc.,
so that the strands wound on the coils inevitably have a flattened cross section, The strands wound are dried into cakes. The strands of the dried cakes are then cut. Immediately before cutting, a lubricant or an aqueous coating agent is applied to the cake. However, these steps do not significantly modify the flat configuration of the strands.
The same remark also applies when an undried cake is cut directly or when an aqueous dressing agent is applied secondarily to the undried cake before cutting.
Another process is known for forming cut strands, that is to say a cutting process.
direct type, during which strands coming. from a spinning oven are brought directly to a device which cuts them. In this case, the stretching tension of the fibers is created by the adhesion of the strand to a peripheral surface of a supply roller of the cutting device, a roller on which the fibers are inevitably flattened. As a result, the cut strand has, of course, a flat configuration. Strands of this type having a flat cross section have a large specific surface area and are generally bulky as a whole.
Consequently, the operating characteristics during the automatic weighing and the pneumatic transport involved in the forming process, as well as the operating characteristics during the stage of preparation of the mixture with pellets of a resin are disadvantageously altered, the flattened cross section of the strand in itself reduces resistance to external mechanical forces, while disadvantageously increasing the tendency to fluff, cracking and separation, which further impairs operating characteristics and formability .
A cut strand is obtained by gathering a large number of filaments (for example, 800 to 2,000 filaments) into a strand which is then cut into other strands of a predetermined length. Yes
the cut strands are shorter, the impact force exerted by the cutting device increases relative to the bonding force. The resistance of the cut strand to mechanical external forces is also reduced.
It is therefore an object of the present invention to provide a method and an apparatus for manufacturing cut and compressed strands having a higher density and hence better unity and resistance to external mechanical forces compared to strands. classic cuts having a flattened cross section.
To this end, according to one aspect of the invention, a method of manufacturing cut and compressed strands is provided, this method comprising the steps consisting in preparing flattened cut strands and subjecting them to a rolling effect while they are still wet, so as to compress them,
According to another aspect of the invention, there is provided an apparatus for the manufacture of cut and compressed strands, this apparatus comprising a rolling apparatus having an inlet intended to receive cut and impregnated strands, a rolling element exerting a rolling effect on these cut and impregnated strands so as to compress them, as well as an outlet for removing the cut strands which have been treated.
According to a preferred embodiment of the invention, a rolling effect is exerted on the cut and flattened strands by vibrating a plate supporting the cut strands so that the cut and flattened strands are transformed into strands practically in the form of bars. .
According to another preferred embodiment of the invention, cut, flattened and impregnated strands are transported in the form of a layer or a bed while undergoing the vibrations of a plate which supports them while, in an area predetermined located in the center of the transport path, hot air is applied to the underside of the fluid bed of cut strands, so that these cut strands are compressed, after which they are dried during transport. Since hot air is applied to the underside of the vibrated and transported cut strand bed, hot air can flow efficiently through this cut strand bed to ensure very dry fast and very efficient of these strands.
Furthermore, this hot air eliminates and evacuates lint or fibers separated from the bed of cut strands so that, as an end product, cut strands are obtained in which the fluff and the separation of the fibers are reduced to a minimum, thus giving product of a superior unit.
According to another preferred embodiment of the invention, cooling air is applied to the underside of the moving bed of cut strands which undergo vibrations and are transported, this downstream of the zone of application of hot air, thus ensuring rapid cooling of the cut strands.
In the accompanying drawings:
FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the invention: <EMI ID = 1.1> before line II-II of figure 1; Figure 3 is a side elevational view, partially in section, of a drying apparatus incorporated in the embodiment illustrated in Figure 1, this apparatus being shown with gas supply and discharge systems; Figure 4-is an exaggerated perspective view of a piece of a flattened cut strand; Figure 5 is an exaggerated perspective view of a piece of cut strand which is obtained by exerting a rolling effect on the cut and flattened strand illustrated in Figure 4; Figure 6 is a schematic sectional view of another embodiment of the invention;
Figure 7 is a side elevational view in section of a spheroidization and drying apparatus incorporated in the embodiment illustrated in Figure 6; Figure 8 is a side elevational view <EMI ID = 2.1>
supply and exhaust air adapted thereto; and FIG. 9 is a side elevational view in section of a modified embodiment of the spheroidization and drying apparatus illustrated in FIG. 7.
Preferred embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIGS. 1 to 3 illustrate an apparatus for manufacturing cut strands of the direct cut type in which the present invention is implemented. In these figures, the reference numeral 10 designates a spinning machine below which are arranged a cutting device 20, a rolling device 40, a drying device 60, as well as a sorting and packaging device.
The spinning machine 10 has ovens
<EMI ID = 3.1>
respective tapes 12a, 12b, 12c apply an ordinary finishing material containing a coating agent and a lubricant the collecting rollers 13a, 13b,
13c making these groups of filaments converge into
<EMI ID = 4.1>
introduced into the cutting device.
This cutting device 20 comprises a guide roller 21, a feeding roller 22 and a cutting roller 23 facing the feeding roller 22. The entire cutting device is installed in a housing 24 open on its front face and fixed to the frame of a box spring 27 comprising a hinged cover on the front face. The guide roller 21 is arranged below the feed roller 22 in a position in which
<EMI ID = 5.1>
from the spinning machine 10 to the feed roller 22. The roller 21 has grooves 25a, 25b,
25c which are intended to delimit the travel paths of the respective strands and this roller can be moved back and forth in its axial direction in order to vary the travel positions
<EMI ID = 6.1>
The feed roller 22 has a surface made of an elastic material having a high friction coefficient with respect to glass fibers, for example rubber or a synthetic resin, the cutting roller facing the roller. feed 2 has a plurality of blades 26 which protrude radially therefrom and which are designed to penetrate the elastic surface of the feed roller 22 afi
<EMI ID = 7.1>
designed to be driven directly and positively by a shaft 33 extending through a housing 32 mounted on the base 27 while the shaft 33 itself is driven by a motor 28 mounted on the top:
27 with the intervention of pulleys 29, 30 and a run <
<EMI ID = 8.1>
the cutting roller 23 is constantly pressed against the feed roller 22 which is rotatably held by a shaft extending through the housing fixed on the bed base 27, so that the feed roller 22 is driven by the cutting roller 23 by means of friction contact and following the penetration of the blades 26.
<EMI ID = 9.1>
which are spun and formed by the spinning machine 10
and which are always impregnated, are wound on the feed roller 22 beyond the corresponding grooves 25a, 25b, 25c formed in the guide roller 21 while, at the point of contact between the feed roller 22 and the roller 23, the blades provided on the latter cut them into pieces of a length determined by the spacing of the blades 26 These strand pieces, that is to say the cut strands 34, then fall into the rolling 40. During this step, the spinning force results from the adhesion of the impregnated strands wound on the surface of the feed roller 22. It is precisely this spinning force which stretches and spins the molten glass at the exit from the respective ovens
<EMI ID = 10.1>
Rons wound on the surface of the feed roller are inevitably flattened. Since these flattened strands are then cut into strands 34, the latter have, of course, a flattened shape. The cut, flattened strands, always impregnated and falling into the rolling device 40 are subjected to the rolling effect exerted by the latter.
The rolling device 40 is disposed below the cutting device 20 at a location allowing it to receive the cut strands 34 falling from this cutting device 20 and it is supported by uprights 42 by means of vi absorbers. -
<EMI ID = 11.1>
disation 44 disposed at an appropriate intermediate location of the vibration box 43, across the latter, this spheroidization plate 44 being designed to receive the cut strands 34 which fall, and to impart vibrations thereto, as well as a vibration generating device 45 fixed to the side wall of the vibration box 43 and designed to vibrate the whole of the latter. The vibration generating device 45, which is supported by the bottom of the vibration box 43 as indicated above, can be of a known type, for example, an electromagnetic generating device
vibration comprising an electromagnet animating springs of a reciprocating translational movement, or a mechanical device generating vibrations producing vibrations thereby rotation of an unbalance or the like.
At its upper end, the vibration box 43 is open to receive the cut strands:
34 coming from the cutting device 20 and, at a location on its side wall, it has an opening,
46 whose base is flush with the spheroid plate,
<EMI ID = 12.1>
to vibrations, are transferred, via opening 46, to a drying station, either directly or indirectly by means of an appropriate transfer device. In this rolling apparatus 40, the spheroidization plate 44 can be arranged horizontally or it can be inclined slightly up or down in the direction of the opening 46. A sufficiently powerful rolling effect can be exerted on the cut strands , to then discharge the strands cut and treated by the opening 46, even if the spheroidization plate is inclined, provided that adequate vibrations are exerted on the spheroidization plate. The disa-tien.44 sphero plate itself can constitute the base plate of the vibration box 43.
The cut strands 34 formed by the device
<EMI ID = 13.1>
sation 44. It is essential that the cut strands 34 subjected to the rolling effect are impregnated. It is not possible to generally determine the degree of impregnation, since this varies according to factors such as the type of rolling element, the intensity of the rolling effect, the unit of the strands. cut, etc. ; preferably, however, the content of
<EMI ID = 14.1>
still, between about 10 and 15% by weight. It is not always essential that each cut strand be
<EMI ID = 15.1>
impregnated only on the surface.
In the case of the direct cut type system adopted in the illustrated embodiment, the cut strand usually contains 10 to 15% by weight of water and is impregnated to the core, so that the cut strands can be suitably subjected to the rolling effect. If the impregnation is too weak, the cut strands can be impregnated, for example, by spraying water on them. In FIG. 1, the reference numeral 47 designates a device intended to spray water on the cut strands. On the other hand, if the water content of the cut strands is excessively high, it is possible, for example, to adopt a provision consisting in introducing hot air
<EMI ID = 16.1>
rolling while evaporating part of the water,
During the rolling treatment described above, the intensity of the rolling effect cannot be determined either definitively or in general, in part because it varies (even in the vibration system illustrated only). according to factors such as the size of the strands cut, their quantity and their nature, for example, the water content and the degree of unit, and partly also
the fact that the rolling treatment itself can be carried out in various ways as will be explained below. However, the optimum conditions can easily be obtained in each rolling system if the condition of the product is observed during processing. In the case of the illustrated embodiment, the optimal conditions are those described below. In this case, three strands each consisting of 2,000 glass filaments having a diameter
<EMI ID = 17.1>
directly to a length of 1.5 mm by the cooperation between a feed roller rotating at a peripheral speed of 1,000 m / minute and a cutting roller pressed against this feed roller. The cut strands thus formed are collected by a spheroidization plate with a width of 0.4 m and they are caused to travel along this plate over a distance of 1.2 m, while the plate undergoes vibrations at a frequency of 3000 Hz and at an amplitude of 4 mm.
when, while they are impregnated, the cut strands are treated by the rolling effect resulting from vibrations, a certain type of spheroidization effect is exerted on each piece of cut strands, so that each piece is rounded and gradually compresses and thus goes from the flattened configuration illustrated in FIG. 4 to a configuration practically in the form of a bar as shown in FIG. is important. The cut and compressed strands thus obtained are then dried. The shape of the bar and the high density are maintained until the end. One of the characteristics of this cut strand lies in the extremely low separation rate of the filaments or strands.
This remarkable effect can be attributed to the fact that, although regular cut strands do not adhere to each other, separate filaments or strands tend to stick to each other or to regular cut strands to be brought together and compressed.
According to the invention, one can use a
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other than that of the vibration type described above, for example, rotary container, fluidized bed, mixer machines, etc. An apparatus of the rotary drum, rotary disc and wave vibration type can also be used. Therefore, in this specification, the term "rolling" is used to generally refer to a effect causing the spheroidization of a material by vibration, rotation or flow, as is the case in the field of the technique of spheroidization.
Although it is preferable to load the cut strands by the cutting device directly into the rolling device as in the illustrated embodiment, the cut strands can be temporarily collected by a hopper, an inclined conduit or a conveyor, to then be loaded into the rolling device. This indirect loading of the material is particularly effi-cient when the rolling device is of the rotary drum type.
Although the embodiment described is applied to a system of the direct cut type, the invention can also be applied to other systems for manufacturing cut strands. For example, the unsweetened cake, which is wound on a reel, is cut directly or after a treatment of coating or impregnation with water with or without a finishing agent. It is also possible to subject a so-called dried cake which has been wound on a reel, then dried, to a secondary impregnation / coating treatment or to a simple impregnation treatment before cutting. It is also possible to directly cut the wick or the strand wound directly and impregnated or it is also possible to subject the wick or the strand wound directly and dried to cutting after impregnation.
Given the principle of the invention, it is understood that the latter can even be applied to cut and dried strands which have not been subjected to rolling, that is to say to the cut strands which have been produced by the classic process. For this purpose, the cut strands obtained by a conventional process are loaded into the rolling apparatus after having been suitably impregnated with water or the cut and dry strands are loaded into the rolling apparatus * under a spray of water. .
Preferably, in its part located between the cutting device 20 and the rolling device
40, the cutting and rolling device which is cor � s titled this cutting device 20 and the rolling device 40 located immediately below the cutting device, in particular, the cutting and rolling device in the disconnection type system. live page, has an element to collect and dispose of unacceptable low quality cut strands.
In the illustrated embodiment, a device 50 is provided for collecting and eliminating these strands, this device being produced in an embarrassed manner *. stripe in the shape of a box, while it is supported and
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picking up and removing unacceptable cut strands comprises a collector plate 51 which can rotate between an upright position and a practically horizontal position in which it can interrupt the downward flow of the cut strands in order to collect the latter, a handle 52 for rotate it, as well as an evacuation passage
53. The system is designed in such a way that, after having collected the cut strands;, the collector plate 51 preferably rotates from the horizontal position to a practically vertical position or to the initial position in which it is drawn up. -from the vertical position so that the cut and collected strands are discharged through the evacuation passage 53. This device
50 of the box type collecting and eliminating unacceptable strands can form a single unit with the peripheral wall 24 of the cutting device 20.
In this case, the evacuation passage 53 is connected to an opening made in this peripheral wall 24. In the illustrated embodiment, the device
50 is assembled, at its lower end, to the vibration box 43 of the rolling device 40 via a peripheral wall 54 made of a flexible material such as canvas. It is essential that the upper and lower ends of the device 50 are at least partially open so that the cut strands can pass perfectly through. The collector plate 51 is designed to rotate in the position in which it closes the opening of the upper end of the device
50 when there are unacceptable cut strands which are thus collected.
Unacceptable cut strands are formed when the spinning and cutting operation starts or restarts after a failure in the strand formation operation due to broken filaments in some or all of the sleeves during the 'spinning and cutting operation. In this case, when starting or restarting the spinning and cutting operation, for example, when restarting, broken filaments are expelled from the sleeves and arranged in the form of strands, after which they are brought to the feed roller. However, it is extremely dangerous and practically impossible to feed the filaments directly to the feed roller, since the latter also rotates at a high speed, for example, around 1,000 m / minute.
In order to avoid this danger it is necessary to bring the feed roller
at a low speed, for example � 100 m / minute. Since the speed of the feed roller is reduced, the strand formed in this state
inevitably has an unacceptable large diameter and therefore the cut strands become unacceptable
as a product. In this case, by means of the handle 52, the collector plate 51 is rotated to bring it into a position in which it closes the opening of the passage of the cut strands forming part of the device 50 in order to collect the cut strands. ; unacceptable. In the meantime, the cover of the housing 24 is pivoted to open the front face of the latter, while the expelled and new-drawn filaments are wound around the feed roller.
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the cutting operation begins. Then, the speed of the cutting device is gradually increased and, when the speed of spinning and cutting has reached normal value to allow the production of normal and acceptable cut strands,
the housing 24 is closed and the collector plate 51 is rotated so that the unacceptable cut strands collected by this plate are discharged through the evacuation passage 53 towards the outside of the device, thus restoring the state normal operation. The apparatus 50 collecting and removing unacceptable strands can be manually operated as described or, alternatively, it can be driven by a motor. In the latter case, the collector plate 51 can be actuated automatically when a failure occurs during the spinning operation.
The strands cut and thus treated under a rolling effect are then dried to form the final product. The drying can be carried out by a usual means; for example, stationary drying can be used in which hot air or high frequency wave heating is used. However, the cut strands produced by the process of the invention can be most effectively dried.
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cut which flows under vibrations and this, via a number of small openings opening onto the underside of the flowing bed, so that the hot air passes through the thickness of the latter.
The illustrated embodiment comprises a drying device 60 comprising an envelope or main body 61, a support plate or a perforated plate 62 which receives the flowing bed and which extends across the envelope, a generator device vibration 63 attached to one of the side walls of the casing 61 and designed to impart vibrations to the latter, as well as an air supply system and an air exhaust system.
The interior space of the envelope 61 is divided, by the perforated plate 62, into a lower section constituting a hot air supply chamber 64 and an upper section constituting an air discharge chamber 65. envelope 61 is supported by the lower wall of its air supply chamber 64 by means of support pillars 67 and via vibration absorbers 66. A duct 81 leaving from the air supply system is connected to the opening 68 practiced in a side wall of
the air supply chamber 64 so that the hot air is introduced into the latter via this opening 68. The hot air thus distributed is discharged through small perforations made in
the support plate 62, then it flows through the bed of cut strands 34 which are deposited on the plate
62 and which are thus heated and dried. The cut and dried strands are then continuously discharged through the outlet. The cut strands can then be sorted and cooled naturally to constitute the final product. However, natural cooling is not exclusive and the strands cut
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may be subjected to forced cooling. To this end, in the illustrated embodiment, the outlet end of the air supply chamber 64 is divided by a partition 69 in order to form a cooling air chamber 70. A duct 88 starting from a cooling fan
87 is connected to an opening 71 formed in a side wall of the cooling air chamber 70. The cooling air supplied by the opening 71 is discharged through the perforations made in the plate 62. The evacuation chamber d 'air 65 includes,
<EMI ID = 23.1>
a small cross section at the lower end of the front wall of the casing 61, as well as a discharge opening 73 provided at the top thereof and connected to a discharge duct 84, in this embodiment , the drying device
60 forms a single unit with the rolling apparatus by assembling its side walls to the casing 61 by means of peripheral walls 74 and 75 which are flexible and which allow the casing 61 and
the vibration box 43, to vibrate independently of one another,
The support plate 62 which is held transversely in the envelope 61, comprises several small perforations with a diameter lying between 1 and 5 mm, preferably between 2 and 3 mm,
<EMI ID = 24.1>
3% to allow the passage of hot and cold air from the air supply chambers
64 and 70 respectively. This plate 62 is located
at a level slightly below the opening 46
of the rolling device 40, its end closest to the opening 46 being curved upwards moreover, this plate is held inside the envelope 61 in a practically horizontal position or with a slight inclination in direction
from the outlet 72 provided for the cut strands. On the other hand, the spheroidization plate 44 of the rolling apparatus 40 extends through the opening 46 to enter the drying device 60 by overlapping the plate 62 over a predetermined area so that the strands cut , impregnated and treated by the rolling apparatus 40 are caused to fall on the plate 62 undergoing vibrations. Although in
<EMI ID = 25.1>
disation 44 has one end curved down and extending into the dryer, this is not an exclusive feature and this end of the
<EMI ID = 26.1>
lement. The vibration generating device 63 can be the same device as that described above in connection with the rolling apparatus.
The air supply and exhaust systems of the drying device 60 are hot air supply and exhaust systems, as well as a cold air supply system. The hot air supply and exhaust systems include a hot air loading system consisting of an air distribution blower 80, a duct 81 extending from this blower 80 and connected to the opening
68 of the air supply chamber 64, as well as of a heating device 82 located at a point indi-
<EMI ID = 27.1>
cuation consisting of a conduit 84 connecting the discharge opening 73 of the chamber 65 and the discharge blower 83, a recycling conduit going from the outlet of the discharge blower 83 to the supply blower air 80, as well as a conventional device for collecting dust 86, for example a cyclone disposed at an intermediate point of the conclusion:
<EMI ID = 28.1>
tion of cold air comprises the cooling blower 87 and a duct going from this blower 87
<EMI ID = 29.1>
cooling air 70. The cold air exhaust system is common to the hot air exhaust system. Although it has not been shown, the connections between the conduits 81, 84, 88 and the openings
<EMI ID = 30.1>
canvas which are fixed by flanges at their ends so that they absorb the vibrations of the drying device 60.
The air discharged from the supply blower 80 is heated by the device 82, then it is introduced into the air supply chamber
<EMI ID = 31.1>
in the evacuation chamber 65 via the perforations made in the plate 62 as indicated by arrows, while heating the latter. Hot air entering the hot air supply chamber
64 is usually at a temperature between
<EMI ID = 32.1>
flow rate of this air is adjusted to generally establish a flow speed of 3 to 12 m / second, preferably 5 to 8 m / second through each perforation, although this flow rate can be varied according to different factors such as the feed rate of the cut strands in the drying device, the water content of the cut strands, the dimensions of the plate 62, the dimensions and the porosity of the openings, etc. On the other hand, the cold air introduced into the cold air supply chamber 70 can be air at room temperature and the flow rate of this air is generally adjusted to establish a flow rate of 4 to 6 m / second for each perforation.
The cut and impregnated strands which are loaded via the opening 46 in the rolling device
40, fall on the support plate 62 which undergoes vibrations, for example, at a frequency of 1.450 Hz and at an amplitude of 2 mm, after which they are moved towards the outlet 72 in the form of a laminar bed in which the strands cut are agitated and mixed under the action of hot air projected by the perforations in the plate. The cut strands constituting the moving bed are dried by the hot air flowing through this bed. At the same time, the flow of hot air has the effect of blowing and evacuating the fine filaments and strands separated from the cut strands, these separated filaments and strands being sucked in and evacuated through the conduit 84 together with the hot air. .
An experiment has revealed that the quantity of filaments and strands eliminated by the apparatus 86
<EMI ID = 33.1>
the total quantity of cut strands introduced into the drying device 60 and that, under these conditions, the dried product formed by the cut and compressed strands of the invention did not contain fine separate filaments and strands which could alter the operating characteristics and formability.
The cut and dried strands are at a temperature
<EMI ID = 34.1>
they can be subjected to natural cooling. However, it is preferable to subject the cut strands to forced cooling. In the illustrated embodiment, the forced cooling of the cut strands is carried out by the cooling blower 87 which, via the conduit 88, sends cold air or air at room temperature into the supply chamber d cold air 70 which is formed by dividing the front end of the hot air supply chamber 64 and projecting this air through the perforations in the support plate 62, thereby positively dissipating the heat to cool the cut strands .
The hot air and the cold air distributed respectively by the hot air supply chamber 64 and the cold air supply chamber 70, to then be discharged into the room
65 beyond the perforations in the plate
62 while drying and heating the cut strands, are formed by the blower 83 via the evacuation duct 84 so that the separated filaments and strands are eliminated by the dust collecting device 86 provided at an intermediate point of the duct 84 Then, the air freed from the separated filaments and strands is recycled, via the conduit 85, to the blower 80, then it is recycled to the drying device as drying air.
The cut strands thus dried, then cooled, are caused to fall from the outlet 72 of the drying device 60 in a sorting device 90 and thus, the residual filaments and free strands which possibly remain, as well as the poorly cut strands and d other foreign matter is removed from the cut strands. The cut strands then pass through a device 91 eliminating the metal and they are conditioned into final product 92, while the waste and foreign matter separated and eliminated by
<EMI ID = 35.1>
discharge structure 93.
In the conventional immobile type drying system for cut strands, it takes a long time (for example, 15 hours) to dry the cut strands. Likewise, it is feared that migration of the finishing agent will take place during drying. However, according to the inventa drying system which has been described above, it is possible to achieve uniform drying in a short period of 15 to 30 minutes without fear of possible migration of the agent. finishing and while getting rid of separated filaments and strands. Therefore, as a final product, high quality cut strands can be obtained.
A preferred embodiment of the invention has been described mainly with reference to a manufacturing system of the direct cut type. According to the method and the apparatus of the invention, it is possible to form cut strands which are suitably dried, in particular, by the device.
described dynamic drying ensuring high drying efficiency as previously stipulated. Furthermore, as a final product, the cut strands have a markedly reduced content of separate filaments and strands, they have a markedly reduced lint and they have a high density, as well as a practically rounded configuration in the form of a bar instead of 'a flattened shape, thus perfectly meeting the current requirements imposed for rationalization and systematization, as well as with regard to formability.
The results of the manufacture of cut strands according to the invention will be described in the example.
<EMI ID = 36.1>
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Three strands are spun from three sleeves, each with cooling fins and 2,000 nozzles at their ends, then an ordinary finishing agent containing a coating agent and a lubricant is applied. Via a guide roller, these three strands are introduced into the cutting device which consists of a cutting roller on the periphery of which radial blades are provided at a circumferential spacing of 1.5 mm as well as a roller d feed against which this cutting roller is pressed. Cutting is carried out by rotating the feed roller
at a peripheral speed of 1,000 m / minute. The cut strands thus formed have a flat configuration and a water content of about 12%.
The cut and impregnated strands thus obtained are dropped directly into a vibration boot which is arranged immediately below the cutting device and they are treated by the vibrations caused by the spheroidization plate which is arranged transversely in this vibration box. The width and length of the spheroid plate -
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and the amplitude of the vibrations is 3,000 Hz and
4 mm respectively. Following the treatment imposed by the vibrations, the cut strands gradually lose their flat configuration to take a rounded configuration in the form of a bar. The cut strands, impregnated and thus treated with vibrations are then introduced into the drying device comprising a perforated plate receiving the bed of cut strands, arranged in the transverse direction of this device and defining, on its upper face and its lower face respectively. , an air supply chamber and an air exhaust chamber in the presence of vibrations with a frequency of 1.450 Hz and an amplitude of 2 mm.
Hot air brought to a temperature of 150 [deg.] C and introduced into the air supply chamber is projected upward through each perforation of the aforementioned plate at a speed of 7 ni / second in order to dry the cut strands as they move towards the exit of the drying device. This perforated plate has a width of 0.45 m and a length of 3.2 m, while it has small perforations with a diameter of 2 mm with a porosity of 3%. The residence time of the cut strands in the drying device is approximately 30 minutes. Then the cut and dried strands are abandoned and allowed to cool naturally to result in the final product.
Table 1 indicates the quality of the cut strands thus obtained compared to cut strands produced by a conventional process. The conventional method adopted for this comparison consisted in directly drying the cut strands under conditions of immobility by means of hot air brought to a temperature of 130 [deg.] C without subjecting them to the treatment.
.
of rolling.
In Table 1, the specific gravity is measured by uniformly depositing 200 g of cut strands in a graduated measuring cylinder of 1,000 ml, the volume being read in g / cm3. According to this experience,
a higher specific gravity can be considered as the index of a weaker lint and a higher density in the cut strands.
The fluidity value is determined as described below. 500 g of cut strands are placed in a pyramid-shaped hopper having an inlet opening forming a square 20 cm in side, an outlet
<EMI ID = 39.1>
15 cm, the outlet of this hopper being opened by undergoing vibrations at a frequency of 3,000 Hz
<EMI ID = 40.1>
the time required to evacuate all the cut strands is measured and determined. A lower fluidity value is the index of a reduced fluff and a higher density in the product.
We measure the lint formation rate of
<EMI ID = 41.1>
ml, 60 g of pellets of a resin of a diameter are deposited <EMI ID = 42.1>
40 g of cut strands, then seal the beaker and stir for 3,000 cycles to mix the resin pellets and the cut strands. Next, the degree of separation or fibrillation of the cut strands is measured by sieving the mixture using a 16-mesh sieve and determining the ratio (%) between the amount of fibrillated fibers remaining on the sieve and the total amount of cut strands initially deposited on the latter. This ratio is used as the fluff formation rate. This ratio is used as an index of resistance of the cut strands to external mechanical forces. In this case, the lower this ratio, the higher the convergence and the unity of the cut strands.
The rate of residual strands is measured as described below. By dropping the cut strands out of the hopper, hot air is blown in from the sides in order to separate and blow out the fine filaments and strands. the ratio (%) between the filaments and strands thus separated and the initial weight of the strands, this ratio being used as the percentage of residual strands. In this case, the lower the value of this ratio, the more the fibrillation is reduced. Table 1
Characteristics of the strands
cut
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From the comparison established in table 1 above, it can be seen that the cut strands produced in accordance with the present invention exhibit a significantly reduced lint and fibrillation while they have greater convergence and unity, as well as high density and high resistance to external mechanical forces thanks to the rolling treatment according to the invention.
In the first embodiment described above, the rolling treatment and the drying of the cut strands are carried out in separate steps, but these two steps can be carried out in a single device.
FIGS. 6 to 8 illustrate an apparatus for manufacturing cut strands comprising an apparatus for
<EMI ID = 44.1>
temporarily the rolling effect and the drying of the cut strands.
Referring to these figures, the reference numeral 110 designates a spinning machine comprising:
<EMI ID = 45.1>
spun a multitude of filaments 112a, 112b and 112c to which a binder is applied by means of primer applicators 113a, 113b and 113c. By means of skates col-
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115b, 115c which are then introduced into a cutting device 120.
This cutting device 120 comprises a guide roller 121 in which grooves are made in a number corresponding to that of the strands., A feed roller 122 which can rotate freely and having a surface made of an elastic material having a large coefficient of friction with glass fibers, for example rubber or a synthetic resin, as well as a cutting roller 123 pressed elastically against the supply roller 122 and positively driven by a motor., several blades protruding radially of the periphery of this cutting roller 123.
The impregnated strands 115a, 115b and 115c introduced into the cutting device 120 are wound around the feed roller 122 beyond the grooves of the guide roller 121 and * at the point of contact between the feed roller 122 and the roller cutting 123, they are cut into pieces, that is to say into cut strands 130 of a length which is determined by the circumferential spacing of the blades, following the penetration of the latter into the elastic surface of the roller d 'food. The impregnation of the cut strands 130 thus formed varies according to the rate of application of binder during spinning but, as a general rule, the water content is between approximately 10 and 15% by weight.
During the spinning step and the direct cutting step which have been described above, the
<EMI ID = 47.1> <EMI ID = 48.1>
tation 122 on which the impregnated strands are tightly wound. Under the effect of this spinning force., The groups of glass filaments 112a, 112b
<EMI ID = 49.1>
are transformed into fibers.
By adopting the direct cutting system which has been described above, the cut strands 130 can be obtained immediately after spinning. Although the invention is preferably applied to the spheroidization and to the drying of cut strands obtained by the direct cutting type method described above, the invention can also be applied to the sphere ...
<EMI ID = 50.1>
methods other than that described above%, For example, the invention can be applied to the treatment of cut strands obtained by the formation of an undried cake by winding the spun and gathered strands, then routing this undried cake to a cutting device where it is cut directly or indirectly after having undergone a coating or impregnation treatment by means of an aqueous treatment agent with or without a finishing agent, The invention can also be applied to the treatment of cut strands which are obtained by forming a so-called dried cake by winding the strands on a reel and
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where it is cut after having undergone a secondary coating and impregnation treatment or a simple impregnation treatment. Although the above description is mainly concentrated on strands, those skilled in the art will understand that the invention can also be applied to the sphero [pound] disation and the drying of cut strands obtained by cutting the impregnated products obtained from strands. , for example- <EMI ID = 52.1>
directly and formed directly during spinning while omitting the wicking step. In this specification, these products obtained from strands will hereinafter be referred to as "secondary strand products 11. The water content of cut strands or secondary strand products varies with the types thereof, but is usually in the range of between about 10 and
25% by weight.
The cut strands 130 formed by the cutting device 1.20 'are brought to fall on suitable conveying elements such as the systems
<EMI ID = 53.1>
transported to the spheroidization and drying device 150. The supply of the cut strands to the spheroidization and drying device 150 is usually carried out continuously, although it can also be carried out intermittently,
The cut strands thus loaded into this device are dried and, preferably, cooled, then they are discharged as final product and they are conditioned by a device 190.
The spherotizing and drying apparatus
150 comprises an envelope inside of which is horizontally disposed a single support plate or spheroidization plate 151 receiving the bed of cut strands. The interior space of the aforementioned envelope is divided by this spheroidization plate
151 into an air exhaust chamber 152 defined on the upper face of the plate 150 and of the chambers
<EMI ID = 54.1>
bottom of the plate 150. A vibration generating device 154 intended to vibrate the entire drying and spheroidizing device is fixed to one of the side walls of the envelope. In addition, as auxiliary systems, the spherrordization and drying device comprises air supply and exhaust systems connected to the air supply chambers 153a, 153b and to the exhaust air chamber. air 152.
In this spheroidization and drying apparatus 150, the spheroidization plate 151 comprises a non-perforated zone A constituting the zone where the cut, impregnated and thus charged strands undergo spheroldization by vibrations, as well as perforated zones B and C located in the extension of the non-perforated zone and constituting the drying and cooling zone - cut strands which flow in the form of a bed from the non-perforated zone A. The perforated zones B and C comprise a multitude of 155 holes drilled right through, having
<EMI ID = 55.1>
spheroidization 151 is arranged inside the envelope either horizontally or with a slight inclination towards the exit.
The air evacuation chamber 152 has, in its wall, an inlet opening 156 for loading the cut and impregnated strands into the end of the non-perforated area, as well as an outlet opening 157 for the cut strands., this opening 157 being formed in the end of this chamber which is opposite to that where the opening 156 is located, at a level allowing the cut strands which flow on the spheroidization plate 151, to be evacuated through this opening. In addition, the air evacuation chamber has an opening 158 for evacuating the air loaded in this chamber. The air evacuation opening 158 is connected to an external air evacuation system. .
It is preferable that the air supply chamber is divided, by a partition 159., into a hot air chamber 153a adjacent to the rear end wall, that is to say the end wall in which is made the inlet opening 156 for the cut strands, as well as in a cold air chamber 153b adjacent to the front end wall, that is to say the end wall comprising the outlet opening 157 for the cut strands, as shown in the illustrated embodiment. However, the cold air chamber
153b can be omitted provided that the cut strands heated to a high temperature by the hot air applied through the holes in the spherotization plate 151 can be cooled naturally.
Each of the air supply chambers 153a and 153b can be further divided into several sections, although individual chambers are sufficient in most cases. However, in the illustrated embodiment, the two air supply chambers 153a and 153b are separated from each other by the partition plate 159. However, the use of this partition plate is not not essential and these chambers are formed separately from each other from the start. Openings
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these openings communicating with a hot air supply system and a cold air supply system. When each air supply chamber
at a large volume or when divided into sections, several openings 160a can be formed or
<EMI ID = 57.1> starting from a corresponding air supply system are connected to these openings.
The vibration generating device 154 is fixed to one of the side walls of the drying device, preferably in the lower part of the side wall, for example, the part of the side wall defining the air supply chamber, and it is designed to impart vibrations to the entire apparatus 150. The vibration generating device 154 may be of a known type, for example, an electromagnetic vibration generating device comprising an electromagnet designed to drive springs parallel back and forth movements, as well as a mechanical vibration generating device designed to produce vibrations following a rotary movement of an unbalance.
The air supply and exhaust systems include a supply system and a exhaust system for hot air, as well as a supply system for cold air. More specifically, the hot air supply system comprises a blower 161 ensuring the air supply, a duct 163 connecting the blower 161 to the opening
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ducts in canvas 162 absorbing vibrations, a damper (not shown) being provided for regulating the flow rate, while a heating device 164 is installed at an intermediate point of the duct 163 and is designed to heat the air sent by the blower
161 at a desired high temperature. The hot air exhaust system comprises an air exhaust blower 165, a duct 167 connecting the air exhaust opening 158 of the air exhaust chamber 152 and the air blower exhaust air 165 via ducts 166, a damper (not shown) being provided to regulate the flow, as well as an exhaust air 168 leaving from the exhaust air blower 165 .
Preferably, the air supply system and the exhaust air system are connected to each other by a recycling duct.
169 so that the hot air brought by its supply system into the air supply chamber 152 is sent and recycled, by the blower
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hot air via the recycling duct 169. This recycling system can be implemented, for example, by connecting the air exhaust duct 168 to a dust collecting device 170 such as a cyclone, the recycling duct 169 starting from the dust collecting device 170 to reach the suction side of the air supply blower 161. In the preferred embodiment comprising the air supply chamber 153b for cooling air, the air supply system connected to this chamber 153b includes a supply blower
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air ment 153b via canvas ducts (not shown), a register (not shown) being provided for regulating the flow rate. There is no need for an independent exhaust system for the cooling air. In this case, as in the case of the illustrated embodiment, in the systems intended for hot air and for cold air, the exhaust chamber 152. is commonly used. This evacuation chamber 152 provided for hot air is used not only as an exhaust chamber for hot air, but also as an exhaust chamber for cold air.
The spheroidization and drying apparatus
150 is resiliently supported on the lower walls of its air supply chambers 153a,
153b by the intervention of vibration absorbers such as springs 173 by means of support pillars 174 placed vertically on the ground so that the whole of the apparatus is animated by vibrations by the vibration generating device 154.
The masses of cut strands 130 which the conveyor systems 140a, 140b and 140c convey continuously or intermittently in the spheroidization and drying apparatus 150, are caused to fall on the non-perforated zone A of the sphere plate.
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the action of the vibration generating device 154, the cut strands then being moved towards the perforated zone B in the form of a laminar bed while undergoing jolts under the effect of vibrations. In the perforated zone B, the cut strands 130 form a practically fluidized bed 175 under the action of vibrations., As well as under the effect of the hot air projected by the multitude of perforations, so that these cut strands are moved naturally and in
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The cut strands 130 loaded on the spheroidization plate 151 undergo a rolling effect resulting from the vibrations, while they pass through the non-perforated zone A. It is essential that the cut strands are subjected to this rolling effect while they are still permeated. The degree of impregnation cannot be determined definitively, since both the preferred degree of impregnation varies according to various factors such as the degree of unity of the cut strands. However, the water content of the cut strands is generally between <EMI ID = 63.1>
pés can in particular be impregnated only on the surface. In the direct cut type system of the illustrated embodiment, the strands are usually impregnated to the core and have a
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by weight, so that the cut strands can be advantageously subjected to the rolling effect resulting from the vibrations. However, if the water content is too low, water is added to the cut strands, for example by spraying.
When the cut and impregnated strands are subjected to the rolling effect resulting from vibrations,
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by being prevented from joining or being linked to each other. Consequently, the cut strands gradually change from the flattened shape illustrated in FIG. 4 to a practically bar-shaped configuration as shown in FIG. 5. The cut and impregnated strands which have been subjected to spheroidization and which have been compressed, are then dried, but each cut strand retains its configuration in the form of a bar until the end, ultimately becoming a compressed cut strand in which the fluff is reduced and whose specific gravity is high. The length of the non-perforated zone A of the spheroidization plate 151 constituting the rolling spheroidization zone varies according to the high density or the high compactness to be produced but, as a general rule, it is between 1 and 2 m.
The cut and impregnated strands that have been
<EMI ID = 66.1> in the non-perforated zone A by forming a fluid bed, move towards the perforated zone B where they form
a practically fluidized bed 175 under the action of hot air applied by the holes 155 and under the effect of vibrations, so that these cut strands are dried and moved naturally towards the outlet 157. In order to
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cut strands, as well as for deposit. of the fluid bed and the regular transport of the cut strands, the spheroidization plate 151 is animated by vibrations at a frequency generally between approximately 500 and 3,000 Hz, preferably between
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a few millimeters, for example, 1.5 to 3 mm. According to variable factors such as the feed rate of the cut strands, the water content of the latter, the feed rate of the drying air,
<EMI ID = 69.1>
regular transportation. In this case, in accordance with the method described for the application of vibrations, the separation of the strands cut one apart from the other is partially favored by the fact that they undergo the effect of projection of the drying air while being animated by vibrations and, in part also due to the fact that the adhesion of the cut strands is reduced following the rapid evaporation of the water attributable to the application of the drying air. Consequently,
avoids the untimely formation of large agglomerated pieces during transport, while the cut toons are transported regularly by forming a laminar fluid bed.
The heating air intended to dry the cut and impregnated strands going from the non-perforated zone A to the perforated zone B is obtained by heating, to the desired temperature, the air distributed by the blast-
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air ment 153a and, while heating the plate
spheroidization 151, it is discharged, via the small perforations 155 formed in the perforated zone B, into the air evacuation chamber 152 passing through the fluid bed of cut strands, thus promoting the formation of the fluid bed 175. The projection effect of the heated air causes rapid evaporation of a large part of the water content of the cut strands when they are introduced into the perforated zone in order to promote the separation of the cut strands into independent strands, thus contributing to the formation of the laminar fluid bed 175. The cut strands of the bed 175 are not necessarily caused to float perfectly under the action of the heated air, but they are sufficiently agitated and mixed to uniform the fluid bed, thus further promoting the drying.
The thickness of the bed is generally between 0.5 and 3 cm, preferably between 1 and 2 cm.
In order to exert these effects of heated air, it is necessary to appropriately determine the temperature and flow rate of the heated air. The flow rate and the air temperature, however, depend on various factors in the perforated area B and the flow rate is more restricted since it is necessary to prevent the cut strands constituting the fluid bed from being blown strongly deviation, so that it is not possible to generally and definitively determine the air flow and temperature. However, the air temperature is preferably
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sea: in air, a flow speed of about 3 to 12 m / second, better still, about 5 to 8 m / second for each perforation. It is also preferable that the temperature and the flow rate of the air are chosen in a mutual relation such as the air situated immediately above the fluid bed 175, i.e. the air hardly leaving this 175 bed (this air having of course a temperature lower than that which it has before entering the 175 bed) or at a temperature between about 100 and 110 [deg.] C. Under these conditions, ordinary strands cut in the wet state, as well as direct cutting strands having a water content of about 10 to 25% are perfectly dried in 15 to 30 minutes.
When, to date, drying has been completed in such a short period of time, if some type of hardening type binder is used, it is feared that the binder cannot be sufficiently cured. However, we can
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and projections of hot air facilitates the separation of the cut strands and the formation of a laminar bed thereof. As a result, the supply rate of hot air can be reduced compared to the system in which vibration is not used, so that the method of the described embodiment can be applied to the processing of further cut strands. short length, for example, from 1 to 3 mm.
As indicated above, the cut and dried strands usually have a temperature above 100 ° C. It is possible to abandon the strands heated at high temperature in order to subject them to natural cooling just as in the process. conventional but, in order to take full advantage of the high efficiency of the spheroidization and drying according to the invention, it is preferable to adopt the cooling air supply system so as to subject the cut strands to forced cooling of the same way as for drying.
In this case, the cooling air is routed, through the supply blower 171 and via the conduit 172, into the air supply chamber 153b and it is projected, via the small perforations 155, into the area perforated C of the plate
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through the small perforations 155 is caused to flow through the bed 175 of cut and hot strands moving along the perforated zone B of the spheroidization plate 151, thus dissipating the heat of these strands, this air then being sent in the exhaust air chamber. The ambient air which is at room temperature can advantageously be used as cooling air. The speed of flow of the cooling air projected by the small perforations 155 in the perforated zone C can be lower than the speed of flow of the drying air and it can be between approximately 1 and
10 m / second, preferably between about 4 and 6 m / second. Following this dynamic cooling of the cut strands in the form of a laminar fluid bed, the cut strands brought to a higher temperature.
to 100 [deg.] C are cooled to room temperature in a short period of 5 to 10 minutes.
During the drying and cooling stages described above, the cut strands which have been subjected to spheroidization and which have been compressed, retain their unity practically perfectly even under the application of jets of heating air. and cooling air for dynamic drying and cooling. Consequently, as will be understood on reading the description of an example, the embodiment described above gives cut strands having a high specific weight and, consequently, a high density, without it poses no problem such as migration of the binder, rupture of the binder, etc., since both the agitation and the mixing of the strands cut in the laminar fluid bed shorten the heating time.
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drying and cooling air are projected from the air supply chambers 153a and 153b via the small perforations 155 in the spherotization plate 151 and they flow into the air exhaust chamber 152 passing through the bed fluid 175 of strands cut to then merge into one another. The air is then sucked in and out
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preferably, the evacuated air is brought to pass through a dust collector 170 where the released filaments and strands are eliminated from the air, after which this air is recycled to the supply blower 161, then distributed in the apparatus as heating air after passing through the heater 164.
During the drying and cooling stages described above, the fine filaments and strands released from the cut strands at the time of cutting are collected from the exhaust air under normal conditions of drying and cooling at a rate of 0.5 to 2% of the total quantity of loaded cut strands, although this rate varies according to the speeds of the heating air and the cooling air. Even if a part of these released filaments and strands remains in the cut strands, they remain tightly fixed and joined to these while the cut and impregnated strands roll in the non-perforated area.
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in no way affect the quality of the cut strands as the final product In the conventional process in which the drying air is applied while the cut strands remain stationary., as the final product, the cut strands can only have a low specific weight. This characteristic seems to be attributable to the fact that a very large part of the fine fibers and of the fine released strands remain attached to the cut strands and that they are dried together with these, thus increasing the volume. The cut strands, which have been dried and cooled, are caused to fall from the product outlet opening 157 into an ordinary sorting apparatus 180 where. poorly cut strands and other unacceptable cut strands are separated as waste and disposed of via the discharge opening 18le to a container 182 receiving the scrap.
The cut strands which are now cleared of the waste are conveyed, via a device 183 eliminating the metal chips, to a product container 184 while being weighed. When ' predetermined weight is reached, the cut strands are sent to a conditioning device 190 where they become the final product 191.
In the sorting step described above, the cut strands which have been dried and cooled do not tend to form large pieces which are partly agglomerated because the released filaments and strands are practically eliminated by the jet. air and, partly also because the migration of the binder which can give rise to the formation of large agglomerated pieces, is practically eliminated. Consequently, it is possible to obtain a continuous and regular evacuation of the cut strands practically at a constant rate.
In the spheroidization and drying apparatus illustrated in FIG. 7, the non-perforated area
A is adjacent to the strand feed opening 156. As indicated above, the length of this non-perforated area A is determined according to the degree of compression which the cut strands must achieve, as well as depending on the impregnation of the cut strands that are routed there. Unperforated area A can be omitted if strong compression is not required. Figure 9 illustrates a device
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the fluid bed and which is free from the non-perforated zone A. Consequently, in this embodiment, the cut and impregnated strands coming from the feed opening 156 are directly subjected to the effects of rolling and drying.
Examples II and III below illustrate the results of tests for manufacturing strands cut using the apparatus illustrated in FIGS. 6 to 8, as well as by means of the apparatus shown in FIG. 9.
Example II
Using a conventional spinning process and applying two different types of binders
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three sleeves each having 800 nozzles at their ends. The glass fibers are joined into three independent strands by collecting pads and these three strands are introduced, via a guide roller, into a cutting device which is constituted by a cutting roller of the peripheral surface from which several radial blades, as well as a feed roller against which the cutting roller is pressed, so that after their passage through this cutting device, the strands then become cut strands. The cut and impregnated strands thus obtained have a flattened structure and a water content of 12%.
The cut and impregnated strands accumulate on the conveyor located just below the cutting device and they are conveyed to the spheroidization and drying apparatus of the type illustrated in FIGS. 7 and 8 in which the spheroidization, the drying and cooling is carried out to obtain the final product. The water content of the product is lower than normal, that is to say that it is lower than 0.03%, thus confirming that the cut strands have been practically dried perfectly. As a final product, the cut strands also have a rounded bar-shaped configuration. Feed rate ..
<EMI ID = 79.1>
sation and drying is about 45 kg / hour, while the thickness of the fluid bed of strands cut in the perforated area of the spheroidization plate is about 10 to 15 mm with application of hot air.
In the spheroidization and drying apparatus used, the spheroidization plate has a
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followed by a perforated drying zone corresponding to the hot air supply chamber located
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having an area of 1.125 m2 (450 mm wide and
2,500 mm long). The remaining part of the plate <EMI ID = 82.1>
the passage of cooling air,
In order to ensure safety conditions, this spheroidization plate. on which the fluid bed is deposited, is designed with dimensions somewhat greater than the minimum dimension required for
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carries small perforations with a diameter of 2 mm evenly dispersed in the perforated area with
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and an amplitude of 2 mm and this, under the action of the mechanical device generating vibrations which it has
<EMI ID = 85.1>
sation and drying comprises a hot air supply system and a cold air supply system connected to their respective air supply chambers, as well as an air exhaust system comprising a cyclone and connected to the air exhaust chamber of the device. As hot drying air, air brought to a temperature of 150 [deg.] C is used, which is projected at a flow speed of 5 m / second through each of the small perforations. The cooling air which is the air of the environment at room temperature is also projected at a flow speed of 5 m / second through each perforatic
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cooling times are approximately 8 minutes, 17 minutes and 6 minutes respectively *
Table 2 gives the characteristics of the cut strands thus obtained compared to the characteristics of cut strands which were obtained by drying the cut strands and impregnated to the same degree in the form of a fixed bed with a thickness of 60 mm.
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J
for 10 hours with air circulation. hot to
<EMI ID = 88.1>
In Table 2, the water contents are the water contents of the cut strands which have been
<EMI ID = 89.1>
dissement.
The deposition rate is the weight ratio between the binder and the fibers in the cut strands constituting the final product while the insolubility is the weight ratio between the remaining undissolved binder and the amount of binder existing before treatment when boil the tarons cut and dried with the binder and when they are dissolved in toluene for 1 hour.
The fluidity value is determined as described below. 100 g of cut strands are placed in a pyramid-shaped hopper having an inlet forming a square 20 cm in side, an outlet forming a square 2.5 cm in side and a height of 15 cm de
the square output being open while applying vibrations with a frequency of 3 * 000 Hz and an amplitude of 2 mm, measured at the input. Then, as fluidity value, we measure and determine, in terms
seconds / 100 g, the time required to evacuate all cut strands. The lower the fluidity value, the less lint is important. Likewise, a lower fluidity value is the index of a high density in the product.
The specific weight is determined by uniformly depositing 200 g of cut strands in a graduated measuring cylinder of 1,000 ml and reading the volume in terms of g / cm3. According to the experience acquired, a higher specific weight can be considered as an indication of less lint and a higher density in the product.
The rate of lint formation is measured as described below. 100 g of cut strands are placed in a 1,000 ml beaker which is stirred for 3,000 cycles to mix the cut strands.
The fibrillation rate following the vibrations is measured by sieving the cut strands having undergone the vibrations, by means of a 16-mesh sieve and by determining the ratio between the fibrillated strands and the total amount of cut strands fed to the sieve. This rate (%) is used as the lint formation index (CS). We measure the rate of fibrillation
(CS / R) in the same way as the rate (CS), with the exception that 40 g of cut strands are mixed with
60 g of resin pellets each having a long
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can be considered as the resistance index to external mechanical forces. In this case, the lower the rate of lint formation, the higher the bond and unity of each piece of cut strand.
TABLE 2
Characteristics of cut strands
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Example III
By a conventional spinning process and with the application of two different types of hard binders
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three sleeves each having 800 nozzles at their ends. The glass fibers are gathered in three independent strands by means of collecting pads and lion introduced these three strands, via a guide roller in a cutting device which consists of a cutting roller of the peripheral surface from which several radial blades emerge. , as well as a feed roller against which the cutting roller is pressed, so that the strands are cut by this cutting device to become cut strands, The cut strands and im-
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The cut and impregnated strands accumulate
on the conveyor located just below the cutting device and they are conveyed to the drying apparatus of the type represented in FIG. 9 in which the spheroidization, the drying and the cooling are carried out to obtain the final product. The water content of the product is lower than normal, i.e. it is lower than 0.03% # thus confirming that the cut strands were practically dried perfectly. The feed rate of the cut strands to the dryer is approximately
45 kg / hour, while the thickness of the fluid bed of * strands cut in the perforated area of the spheroidization plate is approximately 10 to 15 mm with application of hot air.
In the drying apparatus used, the perforated plate has a width of 450 mm and a length
3.200 mm with a drying area of 1.125 m2
(450 mm wide and 2,500 mm long) corresponding to the hot air supply chamber below the perforated plate. The remaining part of the spheroidization plate constitutes the perforated area for the passage of the cooling air.
In order to ensure security conditions,. this spheroldization plate is designed to dimensions somewhat greater than the minimum dimensions required for spheroidization and drying, this plate comprising small perforations with a diameter of 2 mm dispersed uniformly in its area
<EMI ID = 94.1> of spheroidization at vibrations with a frequency of <EMI ID = 95.1> tion of the mechanical vibration generating device mentioned above. The spheroidization and drying apparatus comprises a hot air supply system and a cold air supply system connected to its respective air supply chambers, as well as an exhaust air system. comprising a cyclone and connected to the air evacuation chamber of the apparatus "As hot drying air, air at a temperature of 150 [deg.] C is used which is projected at a flow speed of 5 m / second through each of the small perforations. The cooling air which is the air of the surrounding medium at room temperature is also projected at a flow speed of 5 m / second through each perforation .
The drying time and the cooling time are approximately 16 minutes and 5 minutes respectively.
Table 3 below gives the characteristics of the cut strands thus obtained compared to the characteristics of cut strands which were obtained by drying the cut strands and impregnated to the same degree in the form of a fixed bed of a thickness
of 60 mm having a specific weight of 0.55 to 0.56 g / cm3 and this, for 10 hours with circulation of hot air at 130 [deg.] C.
In Table 3, properties such as water content, deposition rate, insolubility,
the fluidity value, the specific weight and the lint formation rate are determined in the same way
<EMI ID = 96.1>
TABLE 3
Characteristics of the strands
cut
<EMI ID = 97.1>
Although preferred embodiments of the invention have been described using specific terms, this description is given by way of illustration only and it is understood that changes and modifications may be made thereto without departing from the spirit or the scope of the claims below.