CH624647A5 - Process for the manufacture of fibres from a ductile substance by means of gas streams - Google Patents

Description

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour la fabrication de fibres par étirage, en particulier de matières minérales telles que du verre ou des compositions similaires qui sont amenées à l'état fondu par chauffage et de certaines matières organiques comme le polystyrène, le polypropylène, les polycarbonates ou les polyamides; cependant, le dispositif étant plus particulièrement intéressant dans le cas de l'étirage du verre et des matières thermoplastiques similaires, la description se réfère, à titre d'exemple, au cas du verre.

Certaines techniques utilisant des courants tourbillonnaires pour fabriquer des fibres par étirage de verre fondu sont déjà connues.

En particulier, la publication de brevet français N° 2223318 décrit la formation de paires de tourbillons contrarotatifs dans une zone d'interaction créée en dirigeant et en faisant pénétrer un jet gazeux secondaire ou jet porteur dans un courant gazeux principal de plus grandes dimensions, un filet de verre fondu étant amené dans cette zone pour y être étiré.

Dans le dispositif utilisé pour mettre en œuvre ce procédé, l'orifice d'alimentation en verre qui dirige le filet de verre vers la zone d'interaction ainsi créée est situé à la limite du courant principal ou pratiquement à cette limite. Cependant, il est aussi possible, comme décrit dans la demande de brevet français N° 75.04970, de placer l'orifice d'alimentation en verre à distance de la limite du courant principal et d'amener le filet de verre par gravité vers ladite zone d'interaction.

On a, d'autre part, envisagé de disposer à la fois les orifices d'alimentation en verre et les orifices d'émission des jets secondaires à distance de la limite du courant principal, les filets de verre étant alors introduits dans les zones d'interaction correspondantes par action des jets eux-mêmes, de sorte qu'ils sont soumis à deux étapes d'étirage, l'une dans le jet secondaire et l'autre dans le courant principal. Cette disposition est décrite en particulier dans les demandes de brevet françaises N05 76.03416 et 76.37884.

De plus, selon la dernière de ces demandes, on provoque dans le jet secondaire (ou jet porteur) qui amène le verre dans la zone

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

624 647

d'interaction avec le courant principal la formation d'une zone stable à écoulement laminaire située entre deux tourbillons contrarotatifs. Le filet de verre est amené vers cette zone laminaire et il entre ensuite dans la région des tourbillons, qui fusionnent ultérieurement vers l'aval du jet porteur avant que celui-ci n'atteigne le courant principal. Ainsi, la première étape d'étirage a lieu pendant que le filet de verre est entraîné dans la paire de tourbillons du jet porteur et subit leur action tandis que la deuxième étape, avantageuse mais parfois facultative, s'effectue dans la zone d'interaction formée avec le courant principal après entrée du jet porteur et du filet partiellement étiré.

Dans la demande en question, la zone d'écoulement laminaire et les tourbillons du jet porteur propre à chaque centre de fibrage sont engendrés par une perturbation du jet qui provoque sa déviation. Cette perturbation est produite en interposant sur la trajectoire du jet émis à chaque centre de fibrage un organe déflecteur ou organe de guidage qui modifie cette trajectoire; la déviation du jet qui en résulte contribue à la stabilité et à la régularité du fonctionnement malgré l'espacement entre l'endroit où le verre est amené dans le jet porteur et le courant principal.

Le but de la présente invention est l'obtention d'une meilleure stabilité du filet de verre ou autre matière étirable, par création dans un écoulement gazeux d'une zone d'écoulement laminaire située entre les tourbillons.

Selon la présente invention, le procédé est caractérisé par la revendication 1.

Les filets de verre ou autre matière étirable peuvent être amenés vers les jets au voisinage de chaque zone d'écoulement laminaire, à partir d'une position située dans le plan commun et d'un côté de la paire de jets d'un centre de fibrage; ils se trouvent ainsi introduits dans les zones d'écoulement laminaire, puis entre les tourbillons, où ils sont étirés.

On peut utiliser pour chaque centre de fibrage deux jets ayant approximativement la même dimension. Les énergies cinétiques par unité de volume de ces deux jets seront de préférence sensiblement égales.

Bien que ce système de double jet permette d'effectuer un étirage en une seule étape uniquement dans les tourbillons engendrés dans l'écoulement combiné des deux jets, on préfère fabriquer des fibres par un procédé en deux étapes dans lequel l'écoulement combiné issu de la paire de jets est employé aussi comme moyen pour amener le filet de verre dans une zone d'interaction avec un courant principal dont la trajectoire intercepte l'écoulement combiné, procédé qui conduit à des fibres plus fines grâce à l'étirage complémentaire.

A chaque centre de fibrage, les tourbillons créés dans l'écoulement de chaque paire de jets peuvent converger en aval de la zone d'écoulement laminaire, et l'écoulement combiné peut progresser en direction du courant principal, pour pénétrer dans celui-ci et créer ainsi une zone d'interaction comprenant elle aussi une paire de tourbillons, et dont les caractéristiques sont décrites dans la publication de brevet français N° 2223318.

Chaque filet de verre est ainsi soumis à un étirage primaire dans un écoulement gazeux et plus précisément entre deux tourbillons engendrés par chaque paire de jets porteurs, et le filet partiellement étiré subit ensuite un second étirage dans la zone d'interaction formée par la pénétration de l'écoulement des jets porteurs combinés dans le courant principal. Ce procédé d'étirage en une fibre unique effectué en deux étapes permet d'obtenir des fibres longues sans fragmentation intermédiaire.

La suite de la description, en référence aux figures, fera apparaître plus clairement les avantages et les modes de réalisation de l'invention;

— la fig. 1 représente une vue schématique, en élévation, des principaux éléments d'un dispositif de fibrage et de réception des fibres selon l'invention, certaines parties étant représentées en coupe;

— la fig. 2 est une vue schématique en perspective, à plus grande échelle, montrant le fonctionnement du dispositif de fibrage de la fig. 1 ;

— la fig. 3 est une section verticale, à grande échelle, des éléments formant un centre de fibrage, dans le plan des orifices d'émission des jets;

— la fig. 4 représente une section transversale suivant la ligne IV-IV de la fig. 3;

— la fig. 5 est une section des principaux éléments du dispositif de fibrage, représentant en particulier certaines dimensions à prendre en considération pour établir des conditions de fonctionnement relatives à la mise en œuvre préférée de l'invention;

— la fig. 6 est une section de détail montrant les dimensions entre des orifices de jets voisins ;

— la fig. 7 est une section transversale d'un téton d'alimentation en matière étirable indiquant aussi certaines dimensions à considérer.

On se réfère d'abord à la fig. 1 sur laquelle est représenté sché-matiquement en 8 un générateur de courant principal tel qu'un brûleur, muni d'une tuyère 9 émettant dans une direction approximativement horizontale un courant principal 10. Celui-ci peut bien sûr être dirigé suivant d'autres directions.

Un collecteur 13 relié par l'intermédiaire d'une connexion 12 à une nourrice à jets 11 alimente celle-ci en gaz comprimé, par exemple en air comprimé.

On peut voir aussi sur les fig. 2 et 3 que la nourrice à jets 11 comporte des paires d'orifices 14 et 15 pour l'émission de jets, les paires successives d'orifices portant les références 14a-15a, 14b-15b, 14c-15c, 14d-15d, 14e-15e ; les jets émis à partir de ces paires d'orifices sont repérés par les lettres correspondantes. La fig. 2 fait apparaître en perspective trois paires de jets tandis qu'une seule paire de jets a-a est représentée sur les fig. 1 et 3. A chaque paire de jets correspond un centre de fibrage.

A chaque centre de fibrage, les jets d'une paire, par exemple les jets a-a, butent l'un contre l'autre dans leur plan commun et produisent un écoulement combiné, indiqué en A sur la fig. 1,

dans lequel un filet de matière étirable est soumis à une première étape d'étirage ou étirage primaire. L'écoulement combiné ou jet porteur combiné progresse vers le bas et pénètre dans le courant principal 10 en créant avec ce dernier une zone d'interaction qui est utilisée pour une seconde étape d'étirage.

Sur ces figures, une source d'alimentation en verre est schématisée en 16; elle comprend une filière 17 possédant une série de tétons 18 d'alimentation en verre espacés entre eux, qui comportent chacun un orifice d'alimentation 18a et, en amont, un orifice doseur 19. Le verre est ainsi amené sous forme de bulbes G à partir desquels des filets de verre S s'écoulent vers le bas, chaque centre de fibrage comprenant un bulbe et un filet. Les fibres formées à partir d'une série de centres de fibrage répartis transversalement sur la largeur du courant principal 10 sont ensuite déposées sur un convoyeur perforé ou bande 20 sous la forme d'une nappe de fibres B. La répartition des fibres sur ce convoyeur se produit à l'intérieur d'une chambre délimitée par exemple par une paroi 21, grâce à l'action de chambres d'aspiration 22 disposées de préférence sous le convoyeur 20, et reliées par les conduits 23 à un ou plusieurs ventilateurs d'aspiration, représentés schéma-tiquement en 24.

Le fibrage effectué avec le dispositif précédent est expliqué et analysé plus précisément en référence aux fig. 2, 3,4.

Comme déjà précisé ci-dessus, le processus propre à chaque centre de fibrage est de préférence relié à l'action des jets des centres voisins. La fig. 2 représente le processus d'étirage de façon complète pour le centre de fibrage correspondant aux jets b-b, et seulement de façon partielle pour les centres de fibrage relatifs aux jets a-a et c-c. La fig. 3 montre à plus grande échelle ce qui se produit au centre de fibrage comprenant les jets a-a; pour analyser le processus ou le fonctionnement, on rappelle tout d'abord que tout jet gazeux induit un mouvement d'air ambiant dès son émission à

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

624 647

4

partir d'un orifice. En conséquence, chacun des jets a comprend une partie centrale j, ou cœur, entourée d'une enveloppe de gaz contenant de l'air induit désignée par la lettre i. Cette enveloppe s'agrandit rapidement au fur et à mesure que l'écoulement du jet progresse, alors que le cœur du jet reste la partie centrale relativement courte ayant la forme d'un cône. Les gaz formant le cœur du jet possèdent une vitesse égale à celle du jet au moment où il sort de l'orifice, tandis que la vitesse des gaz de l'enveloppe diminue au fur et à mesure que l'écoulement progresse. Les flèches représentées sur les fig. 2 ou 3 indiquent l'induction d'air par l'écoulement des jets, mais aussi par l'écoulement du courant principal.

Quand on utilise une paire de jets possédant approximativement la même énergie cinétique par unité de volume et de préférence aussi approximativement la même dimension, ces deux jets ayant leurs axes situés dans un même plan et convergeant de manière à buter l'un contre l'autre de préférence à angle aigu, l'écoulement combiné s'épanouit latéralement, en aval de la région d'impact des deux jets, c'est-à-dire qu'il s'épanouit dans des directions transversales au plan des axes des jets. Les paires de jets ou les plans contenant leurs axes sont suffisamment proches les uns des autres pour qu'à chaque centre de fibrage l'épanouissement latéral de l'écoulement combiné issu d'une paire de jets se trouve gêné ou limité par impact sur l'écoulement de paires de jets voisins en cours d'épanouissement. Cet impact d'écoulements combinés voisins développe deux paires de tourbillons de petites dimensions dans chaque écoulement, les sommets des tourbillons d'une même paire étant situés à distance l'un de l'autre de part ef d'autre du plan des axes des jets.

On a schématisé sur les fig. 2, 3 et 4 des paires supérieures et des paires inférieures de tourbillons. Les tourbillons de la paire supérieure portant la référence tu-tu sont formés de courants tournant en direction les uns des autres dans la partie supérieure des tourbillons et en direction opposée dans leur partie inférieure, comme l'indique le sens des flèches sur la fig. 4. Au contraire, les tourbillons de la paire inférieure référencée par les lettres tl-tl tournent en sens inverse.

Entre les deux paires de tourbillons, dans la région d'impact mutuel des jets, se forme une zone L d'écoulement laminaire associée à ces tourbillons, au niveau de laquelle l'appel d'air induit est très intense, et c'est précisément dans cette zone L, du côté des tourbillons supérieurs, que le filet de verre S est introduit. Ce filet est formé à partir du bulbe ou cône de verre G dont la position est décalée par rapport à l'émetteur de jets. Cependant, le bulbe de verre G se trouvant à l'état étirable ou fluide à la sortie du téton d'alimentation, le filet de verre étirable S est dévié par rapport à la position initiale du bulbe, en direction de la zone d'écoulement laminaire L, par suite de l'appel intense d'air induit, et cet effet assure l'amenée du filet de matière étirable dans la zone laminaire. De ce fait, même s'il existe un léger défaut d'alignement du téton 18 d'alimentation en verre par rapport à la paire de jets, l'appel d'air induit compensera automatiquement ce défaut et conduira le filet de verre dans la position appropriée.

On comprendra ainsi que, par formation à chaque centre de fibrage d'au moins une paire de tourbillons bordant une zone d'écoulement laminaire et par amenée de la matière, à l'état étirable, dans une région voisine de ladite zone, le filet de matière est entraîné automatiquement dans cette zone par les courants d'air induits qui, comme précisé ci-dessus, compensent automatiquement les éventuels défauts d'alignement, ce qui conduit à stabiliser l'introduction de la matière étirable dans le système. Cette stabilité est obtenue même lorsque les tétons d'alimentation en verre sont notablement espacés des émetteurs de jets, espacement souhaitable pour faciliter le réglage et le maintien de la température appropriée à la fois pour les tétons d'alimentation et poiir les émetteurs de jets.

En aval de la zone laminaire L, les deux tourbillons tu-tu,

mais aussi tl-tl, ont tendance à fusionner et, lorsque l'écoulement progresse vers l'aval, ils tendent à perdre leur identité, comme représenté sur la fig. 2 dans la section montrant les deux paires de tourbillons qui prennent naissance dans les jets c-c. L'écoulement combiné de chaque paire de jets progresse ensuite vers le bas pour pénétrer dans le courant principal 10, tel qu'illustré pour l'écoule-5 ment issu de la paire de jets b-b; le jet combiné forme ensuite avec le courant principal et à l'intérieur de ce dernier la zone d'interaction totalement analysée dans la publication de brevet mentionnée précédemment, zone qui comprend une paire supplémentaire de tourbillons T.

io On remarquera que chaque plan contenant les axes des jets d'une même paire coupe le courant principal de préférence suivant une droite pratiquement parallèle à la direction de propagation de celui-ci.

Chaque filet de verre S est ainsi soumis à un étirage primaire 15 dans l'écoulement de jets combinés, entre la zone d'écoulement laminaire, ou point d'introduction du verre, et le point de pénétration du jet dans le courant principal, le filet partiellement étiré étant ensuite soumis à un étirage supplémentaire dans la zone d'interaction dudit écoulement avec le courant principal. On voit 20 sur les figures que ces deux étapes d'étirage sont effectuées sans fragmentation du filet de verre, de sorte que chaque filet produit une fibre unique.

Pour obtenir à chaque centre de fibrage le processus décrit précédemment, en particulier la formation de paires de tourbil-25 Ions bordant chacune une zone d'écoulement laminaire, on utilise une paire de jets qui possèdent de préférence la même énergie cinétique par unité de volume. Les sections de ces deux jets présentent aussi de préférence des surfaces identiques, mais il est possible d'admettre une petite différence entre ces surfaces, en parti-30 culier si les énergies cinétiques par unité de volume des deux jets sont pratiquement les mêmes. En outre, les sections des deux jets d'un centre de fibrage ont avantageusement la même forme.

Par ailleurs, il n'est pas nécessaire que la section droite d'un jet possède exactement les mêmes dimensions dans des directions 35 parallèle et transversale au plan renfermant leurs axes et, de plus, ces deux dimensions ne sont pas obligatoirement égales aux dimensions correspondantes du second jet de la même paire. Cependant, il est préférable et avantageux que ces dimensions soient identiques ou très voisines au sein d'un jet, mais aussi pour 40 les deux jets d'un centre de fibrage. De plus, il est souhaitable que les paires de jets voisines aient sensiblement les mêmes dimensions pour permettre une formation uniforme des paires de tourbillons bordant les zones d'écoulement laminaires lors de l'impact de chaque écoulement combiné sur l'écoulement voisin en cours 45 d'épanouissement latéral. Cette identité des jets de centres de fibrage successifs permet d'obtenir des conditions de fibrage uniformes et homogènes dans les différentes zones d'interaction créées par pénétration des jets dans le courant principal.

L'écoulement issu de chaque paire de jets peut être utilisé pour 50 élaborer des fibres sans faire appel à un courant principal. Cependant, dans la plupart des cas, et en particulier pour la fabrication de fibres relativement fines, on préfère employer non seulement l'étirage primaire effectué dans l'écoulement d'une paire de jets, mais aussi l'étirage supplémentaire réalisé dans la zone d'interac-55 tion résultant de la pénétration de cet écoulement dans le courant principal.

Pour qu'il y ait pénétration, l'écoulement combiné doit avoir une énergie cinétique par unité de volume supérieure à celle du courant principal quand il atteint celui-ci.

60 On notera aussi que les jets groupés par paires doivent présenter certaines caractéristiques spécifiques pour former la zone d'écoulement laminaire dans laquelle le filet de verre pourra être introduit sans fragmentation. Il est en effet important que leurs axes soient situés pratiquement dans un même plan et s'y rencon-65 trent, de préférence selon un angle aigu ayant avantageusement une valeur comprise dans les limites données ci-après. D'autres paramètres, précisés en référence aux fig. 5, 6 et 7, sont aussi à prendre en considération.

5

624 647

La fig. 5 représente en section, de la même façon que la fig. 3, les trois éléments principaux du dispositif utilisé pour former au moins un centre de fibrage : le générateur de courant principal, l'émetteur de jets et la source d'alimentation en matière étirable. On y a reporté, ainsi que sur les fig. 6 et 7, des symboles identifiant les différents paramètres, tels que dimensions et angles auxquels se réfèrent les tableaux, qui donnent les domaines les plus appropriés de variation des dimensions et des angles et leurs valeurs préférées.

Tableau I

Filière et tétons d'alimentation en matière étirable Symbole Valeur préférée (mm) Plage dT

2

1— 5

1t

1

1— 5

1r

5

0— 10

dR

2

1— 5

Dr

5

1 — 10

L'orifice d'alimentation en matière étirable peut être isolé ou formé par une série d'orifices situés par exemple chacun à l'extrémité d'un téton d'alimentation, ou formé par une fente d'alimentation commune à une pluralité de centres de fibrage, comme expliqué dans la publication française N° 2223318. Quand une rangée d'orifices est remplacée par une fente associée à une rangée de paires de jets et disposée transversalement au courant principal, la matière étirable issue de la fente est alors divisée en une série de cônes et de filets sous l'influence des paires de jets et des courants d'air qu'ils induisent aux différents centres de fibrage. Chaque filet de verre formé est entraîné par les courants induits dans la zone d'écoulement laminaire correspondante. Dans ce cas, l'axe de chaque cône de verre se trouve automatiquement situé dans le plan contenant les axes de la paire de jets correspondante.

Tableau II

Symbole

Emission de paires de jets Valeur préférée (mm, degrés)

Plage

dji

2

0,5 —

4

dj2

2

0,5 —

4

lj

3

1 —

Ljs

5

2 —

10

0UJ

45

10 —

90

«JB

45

20 —

90

En ce qui concerne le dispositif d'émission des paires de jets, on notera que celui-ci peut aussi être constitué de deux nourrices à jets superposées comportant chacune sur sa paroi frontale une seule rangée d'orifices disposés de manière que le regroupement des deux nourrices forme des paires d'orifices présentant les caractéristiques énoncées précédemment.

Tableau III

Courant principal

Symbole

Valeur préférée (mm)

Plage

1b

10

5 — 20

Tableau IV

Position relative des divers éléments Symbole Valeur préférée (mm) Plage

Zjf

8

1 —

15

Zjb

17

12 —

30

Xbj

0

-20 —

+ 5

Xjf

5

0 —

8

Les valeurs négatives du symbole Xbj correspondent au cas représenté sur la fig. 5, dans lequel le point d'intersection des trajectoires ou des axes des deux jets émis à chaque centre de fibrage se trouve situé en aval de la sortie de la tuyère émettant le courant principal, par rapport à la direction de propagation de celui-ci.

Le nombre des centres de fibrage peut s'élever à 150 mais,

dans une installation normale de fibrage de verre ou d'une matière thermoplastique similaire, une filière adéquate comprendra par exemple 70 tétons d'alimentation.

Il convient aussi de signaler que les conditions de marche du dispositif décrit varieront en fonction de divers facteurs, par exemple selon les caractéristiques de la matière à fibrer.

Comme indiqué plus haut, la présente invention peut s'appliquer à une large gamme de matières étirables. Dans le cas de l'étirage du verre ou d'autres matières thermoplastiques inorganiques, la température de la filière ou de la source d'alimentation variera, bien sûr, selon la matière particulière à fibrer et en général dans une gamme de températures pouvant se situer entre 1400 et 1800°C environ. Avec une composition de verre de type courant, la température de la filière est voisine de 1480° C.

Le débit unitaire peut varier entre 20 et 150 kg/trou/24 h, les valeurs typiques étant comprises entre 40 et 60 kg/trou/24 h.

Certaines valeurs relatives au jet et au courant principal ont aussi de l'importance, comme indiqué dans les tableaux dans lesquels on utilise les symboles suivants:

p = pression T = température V = vitesse p = masse spécifique

Tableau V

Emission de chaque jet

Symbole

Valeur préférée

Plage

pj (bars)

2,5

1 —

15

Tj (°C)

20

0 —

1500

Vj (m/s)

330

330 —

900

pjV2j (bars)

2,1

0,8 —

40

Tableau VI

Courant principal

Symbole

Valeur préférée

Plage

PB (mbars)

95

30 —

250

TB(°C)

1450

1350 —

1800

Vb (m/s)

320

200 —

550

PbV2b (bars)

0,2

0,06 —

0,5

Quand on effectue un étirage en deux étapes mettant en œuvre à la fois le double jet et le courant principal, l'écoulement des jets combinés présente une largeur et de préférence une section inférieures à celles du courant principal, et il pénètre dans ce dernier

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

624 647

6

pour créer une zone d'interaction dans laquelle a lieu la seconde étape d'étirage. Dans ce but, cet écoulement de jets combinés doit avoir une énergie cinétique par unité de volume supérieure à celle du courant principal, dans la région où ils coopèrent. Lorsqu'il atteint le courant principal, l'écoulement peut posséder par exemple une énergie cinétique par unité de volume égale à environ 10 fois celle du courant principal, soit:

PBV2B m

Dans ce même étirage en deux étapes, en ce qui concerne la paire de jets, on préfère, comme déjà noté précédemment, que les deux jets aient approximativement la même dimension, mais aussi les mêmes vitesse et énergie cinétique. Cependant, on peut admettre une certaine différence, au moins pour certains de ces paramètres.

Le dispositif présente un grand nombre d'avantages, en particulier pour le fibrage de matières diverses et notamment de compositions thermoplastiques minérales telles que le verre ou autres matières similaires.

Parmi les avantages et les caractéristiques importantes, on notera en particulier les suivants :

Dans la forme préférée du dispositif où la paire de jets propre à chaque centre de fibrage sert en outre à conduire la matière éti- 25 rable dans la zone d'interaction créée par pénétration de l'écoulement combiné dans un courant principal, l'emploi d'une telle paire de jets procure une stabilité de l'introduction du filet de matière étirable, non seulement dans l'écoulement issu des jets,

mais aussi dans la zone d'interaction avec le courant principal. De 30 plus, cette stabilité d'alimentation est obtenue même dans le cas d'un espacement ou d'une séparation notable entre les principaux éléments de chaque centre de fibrage, c'est-à-dire la source d'alimentation en matière étirable, le dispositif d'émission des jets et le générateur de courant principal. Une telle séparation est très 35 importante pour de nombreuses raisons, en particulier parce qu'il est souhaitable d'éviter les transferts de chaleur excessifs entre les divers éléments du système de fibrage; elle permet notamment d'établir et de maintenir pour chacun d'eux les conditions de température désirées, ce réglage précis des températures étant souhaitable pour obtenir un fibrage régulier et, par conséquent, des fibres de bonne qualité.

A propos de ces températures, on notera encore qu'il est avantageux d'utiliser pour le jet un fluide tel que de l'air comprimé à une température voisine de l'ambiante, tandis que la source d'alimentation en matière étirable, par exemple en verre, et le générateur de courant principal sont tous deux maintenus à des températures relativement élevées. Ces différences de température peuvent effectivement être respectées grâce à cette possibilité de séparation appréciable des divers organes.

Par ailleurs, le dispositif permet d'obtenir les avantages cités ci-dessus sans qu'il soit nécessaire d'introduire un élément mécanique le long de la trajectoire du jet individuel ou de la paire de jets combinés s'écoulant à chaque centre de fibrage et donc sans avoir à régler sa position précise. On rappelle en effet que, d'une part, l'épanouissement latéral de l'écoulement est dû à l'impact mutuel des jets de chaque paire et que, d'autre part, cet épanouissement est limité ou gêné en réglant la distance entre paires de jets voisines de manière à obtenir l'impact de l'écoulement d'un centre de fibrage sur les écoulements voisins. Cette disposition particulière permet de limiter l'épanouissement latéral des jets combinés et donc de développer les paires de tourbillons bordant les zones d'écoulement laminaire sans placer aucun élément mécanique sur les trajectoires des jets et, par conséquent, sans avoir à faire face aux problèmes d'usure, de détérioration par la chaleur ou de positionnement précis de ces éléments, problèmes qui apparaissent nécessairement lorsque le développement des tourbillons dans les jets est lié à l'utilisation de tels éléments mécaniques.

Cette possibilité particulièrement avantageuse d'employer un minimum de structures mécaniques au voisinage de l'alimentation en matière étirable réduit en outre les risques d'adhérence ou d'accumulation de matière infibrée sur celles-ci.

R

4 feuilles dessins

Claims (17)

624 647

1. Procédé de fabrication de fibres par étirage au moyen de courants gazeux, caractérisé en ce que l'on engendre au moins une paire de jets gazeux d'énergies cinétiques par unité de volume sensiblement égales dont les axes sont situés pratiquement dans un même plan, les deux jets convergeant pour provoquer leur impact mutuel et l'épanouissement latéral de l'écoulement formé par les deux jets combinés, et en ce que l'on amène la matière, sous la forme d'un filet à l'état étirable, dans une zone de gaz induits par l'un des deux jets située à l'extérieur de l'angle compris entre les deux jets.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on amène la matière étirable dans la zone de gaz induits à partir d'une position située d'un côté de la paire de jets dans le plan contenant les axes de ces jets.

2

REVENDICATIONS

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les sections droites des deux jets gazeux d'une même paire présentent des surfaces égales.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on limite l'épanouissement latéral de l'écoulement des jets combinés de façon à développer sur les bords de l'écoulement une paire de tourbillons situés de part et d'autre du plan commun, et entre lesquels s'étend une zone d'écoulement laminaire, la matière étant amenée dans la zone d'écoulement laminaire sous la forme d'un filet.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on engendre un courant gazeux principal dans une direction qui coupe l'écoulement des jets combinés, cet écoulement combiné ayant une énergie cinétique par unité de volume supérieure et une dimension inférieure à celles du courant principal pour qu'il pénètre dans ce dernier en créant une zone d'interaction et entraîne le filet de matière dans la zone d'interaction créée avec le courant principal.

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on associe à un courant gazeux principal plusieurs paires de jets gazeux espacés latéralement, la distance entre les paires de jets successives étant telle qu'un écoulement combiné rencontre l'écoulement combiné voisin, cet impact latéral développant ainsi dans chaque écoulement de deux jets combinés des paires de tourbillons entre lesquels s'étend une zone d'écoulement laminaire, et en ce que l'on amène la matière, sous forme de filet, dans chaque zone d'écoulement laminaire, les filets de matière étant ensuite entraînés dans les différentes zones d'interaction formées par les écoulements combinés dans le courant principal.

7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section droite d'un jet possède, dans le plan des axes de la paire de jets et transversalement à celui-ci, des dimensions sensiblement égales aux dimensions correspondantes du second jet de la même paire.

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de l'angle compris entre les axes des jets gazeux de chaque paire est comprise entre 10 et 90°.

9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plan contenant les axes de la paire de jets coupe le courant principal suivant une droite pratiquement parallèle à la direction de propagation du courant principal.

10. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant au moins un organe émetteur de jets gazeux et une source d'alimentation en matière étirable munie d'au moins un orifice d'alimentation, caractérisé en ce que l'organe émetteur de jets gazeux comporte des orifices d'émission de jets groupés par paires (14a-15a; 14b-15b; 14c-15c), les jets issus de deux orifices d'une même paire possédant sensiblement la même énergie cinétique par unité de volume et les axes de ces deux orifices se trouvant pratiquement dans un même plan où ils convergent pour permettre l'impact mutuel des deux jets et la formation d'un écoulement combiné, et en ce que l'orifice d'alimentation en matière étirable est situé à l'extérieur de l'angle compris entre les axes des orifices d'émission d'une même paire de jets, de manière à amener la matière, sous la forme d'un filet à l'état étirable, dans la zone des gaz induits par l'un des deux jets.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'axe de l'orifice d'alimentation en matière étirable est situé dans le plan contenant les axes des orifices de la paire de jets.

12. Dispositif selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que les deux orifices d'une même paire ont des surfaces sensiblement identiques.

13. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur engendrant un courant gazeux principal dans une direction qui coupe la trajectoire des écoulements combinés, le courant principal ayant une largeur supérieure à celle des écoulements combinés qui y pénètrent.

14. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que les deux orifices d'émission d'une même paire de jets ont la même forme.

15. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que l'angle déterminé par les axes des deux jets d'une même paire est compris entre 10 et 90°.

16. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que les paires d'orifices d'émission de jets se trouvent sur la paroi frontale d'une même nourrice à jets (11).

17. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que chaque plan commun aux axes des deux orifices démission d'une même paire de jets contient la direction de sortie de l'orifice du générateur de courant principal.