EP1064132A1 - Pieces de forme minces en fibres minerales, procede et moule pour leur fabrication par aspiration sous vide - Google Patents

Pieces de forme minces en fibres minerales, procede et moule pour leur fabrication par aspiration sous vide

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EP1064132A1
EP1064132A1 EP99909039A EP99909039A EP1064132A1 EP 1064132 A1 EP1064132 A1 EP 1064132A1 EP 99909039 A EP99909039 A EP 99909039A EP 99909039 A EP99909039 A EP 99909039A EP 1064132 A1 EP1064132 A1 EP 1064132A1
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EP
European Patent Office
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mold
wall
mineral fibers
fibers
mould
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99909039A
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German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Luc Beaudoux
Henri Chouvet
Jean-Marie Garnier
Hervé LHOTE
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Carborundum France
Original Assignee
Carborundum France
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/14—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having thermal insulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/30—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon
    • B28B1/38—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon by dipping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
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    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/34—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials
    • B28B7/344—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials from absorbent or liquid- or gas-permeable materials, e.g. plaster moulds in general
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J7/00—Manufacture of hollow articles from fibre suspensions or papier-mâché by deposition of fibres in or on a wire-net mould
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • F01N1/24—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using sound-absorbing materials
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2310/00—Selection of sound absorbing or insulating material
    • F01N2310/02—Mineral wool, e.g. glass wool, rock wool, asbestos or the like

Definitions

  • the invention relates to thin shaped parts made of mineral fibers, a method and a mold for their manufacture by vacuum suction.
  • a mold is used in the shape of the part to be obtained and the wall of which is perforated uniformly.
  • This mold is then immersed in a bath of fibers suspended in a usually aqueous fluid medium and containing a binder, such as latex, making it possible to ensure the mechanical strength and the flexibility of the final shaped part.
  • a depression is established on one side of the perforated wall of the mold in order to suck the fluid medium through this wall.
  • the fibers are retained against this wall and accumulate there to form the desired part.
  • the thickness of the part depends on the residence time of the mold in the fiber suspension.
  • Kerlane there are commercially available parts from Kerlane, the thickness of which varies between 7 and 100 mm. The shapes of the pieces produced are very varied.
  • the catalytic converter consists of a ceramic monolith placed in a sheet metal casing and most often having a honeycomb structure on which the catalyst is deposited.
  • the casing is connected at its two ends to the pipes of the exhaust line by means of metal parts usually of generally conical shape. These different parts have thermal and sound insulation.
  • the conical connecting pieces are insulated by means of a sheet of fibers arranged between two metal walls forming each connecting piece.
  • Patents DE-36 26 728 and EP-450 348 describe such catalytic devices.
  • the connecting pieces comprise a main central part of frustoconical shape and, optionally, one or two cylindrical end parts.
  • a pre-cut sheet is used in the planar state in a developed form suitable for giving a truncated cone once mounted in the 3 connecting piece.
  • the conical part of revolution is thus isolated but it is not possible, with the same insulating sheet, also to isolate the cylindrical end part or parts, if any.
  • the insulating plies used are plies of conventional needled mineral or refractory fibers, for example of the type sold by the company Kerlane; their thickness is approximately 9 mm, but taking into account their compressibility, their thickness in service is approximately 5 mm.
  • connecting pieces have more complex shapes than the cone; they may indeed be slightly flattened and sometimes not even be symmetrical.
  • a pre-cut sheet is used having a shape which is called "daisy".
  • the present invention aims to satisfy these needs.
  • the invention relates to shaped parts made of mineral fibers bound by a binder, having a substantially uniform thickness of 6 mm or less, preferably from 2 to 6 mm.
  • these parts those whose main central part has a generally frustoconical shape, with or without cylindrical end (s), are of particular interest, being well suited for use for the thermal insulation of connection parts. tapered catalytic exhaust pipes.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a shaped part made of mineral fibers linked by a binder, having a substantially uniform thickness of 6 mm or less, comprising the following steps: 5 a) suspending mineral fibers in a liquid medium containing at least one binder, b) taking a mold of the desired shape having an upper part and a lower part and the wall of which is permeable to said liquid medium, c) establishing a depression on one side of said wall, and d) immerse the mold in said suspension of mineral fibers and then remove it after a time suitable for the formation on the mold of a deposit of a pulp composed of fibers mineral and binder of the desired thickness, process in which the residence time of the mold in the suspension varies from its lower part to its upper part, this time being longer for the lower part than for the upper part, characterized in that that a mold is used whose wall has a permeability to the fluid medium which increases from its lower part to its upper part, so as to substantially compensate for the effect of the variation in the
  • the binder can be either an organic binder when it is desired to produce a flexible part, or an inorganic binder when it is desired to obtain a rigid part.
  • lower part and “upper part” of the mold is meant here the parts of the mold which are introduced first and last, respectively, into the fiber suspension.
  • the mineral fibers can be, for example, ceramic fibers whose composition belongs to the silica alumina or silica / alumina / zirconia systems or else glass fibers or rock wool.
  • the suspension medium can be any liquid. Preferably it is water for reasons of economy, availability and safety. 6
  • the suspension medium must contain a binder. This binder binds the fibers together when deposited on the mold and then ensures the integrity of the shaped part.
  • the binder can be dissolved, dispersed or emulsified in the suspending medium.
  • organic binders which can be used are in particular emulsions
  • (latex) of natural or synthetic rubber for example acrylic.
  • An example of a mineral binder is colloidal silica.
  • the proportion of binder in the part obtained can range, for example, from 2 to 8% by weight although these values are not critical.
  • the residence time of the mold in the fiber suspension must be very short when it is desired to produce parts with a thickness of 6 mm or less.
  • the exact time depends on the vacuum applied, the permeability of the mold, the fiber load in the suspension medium, and the characteristics of the fibers and binder used, among others. It is therefore not possible to define it here, each part to be produced being a case in point. However, a person skilled in the art will not find it difficult to determine this by carrying out a few routine tests.
  • the invention finally relates to a mold, useful for carrying out the process of the invention, comprising a wall permeable to the medium for suspending the mineral fibers, characterized in that the permeability of this wall increases from the bottom at the top of the mold.
  • the wall of the mold is of substantially uniform thickness and the permeability results from perforations made in this wall.
  • the perforations can have a diameter of 1 to 5 mm with a pitch between two adjacent perforations of 5 to 10 mm. Also, the perforations can be arranged in an aligned fashion or, preferably, staggered.
  • the wall of the mold is of decreasing thickness from its lower part to its upper part and the wall is made of a material with open porosity.
  • the wall can be made of a porous synthetic resin, such as that which can be produced from a mixture of a polymerizable liquid resin of methyl methacrylate (such as that available under the designation .MAMMUT 2000, Resin Component, from the company HEIDELBERGER ZEMENT AG, Heidelberg, Germany), and from polymethyl methacrylate powder (such as that also available under the designation MAMMUT 2000, Powdery Component, from the company HEIDELBERGER ZEMENT AG).
  • a porous synthetic resin such as that which can be produced from a mixture of a polymerizable liquid resin of methyl methacrylate (such as that available under the designation .MAMMUT 2000, Resin Component, from the company HEIDELBERGER ZEMENT AG, Heidelberg, Germany), and from polymethyl methacrylate powder (such as that also available under the designation MAMMUT 2000, Powdery Component, from the
  • Figures 1 to 3 schematically illustrate a conventional method of producing a shaped part by vacuum suction
  • Figure 4 shows a mold according to the invention suitable for the production of a frustoconical part
  • Figure 5 shows another mold according to the invention also suitable for the production of a frustoconical part
  • FIG. 6 shows yet another mold according to the invention suitable for the production of a part with frustoconical central part and with cylindrical ends.
  • FIG. 1 we can see a hollow mold 1 with a perforated wall 2, of frustoconical shape, suspended above a bath 3 of mineral fibers kept in suspension in water by agitation of the bath by the agitator 4.
  • the diameter and the number of perforations per unit area are constant over the entire wall 2.
  • the mold 1 is closed at its ends by flanges 5 and the interior volume 6 of each mold is connected to a vacuum pump 7 by a conduit flexible 8.
  • a tank 9 intended to collect the sucked water is provided upstream of the pump.
  • An electric lifting device (not shown) makes it possible to vertically move the mold from the position shown in FIG. 1 to the position immersed in the bath 2 shown in FIG. 2, at an adjustable speed.
  • the mold With the suction switched on, the mold is immersed in the bath as shown in FIG. 2 for a predetermined average time. During this immersion, suspension is sucked from the bath 3 and is filtered by the perforated wall 2 which lets the water pass and retains on its surface the mineral fibers which accumulate and form a deposit 10. The water having filtered passes in the conduit 8 and comes to accumulate in the tank 9. When the deposit 10 reaches the desired thickness, the mold is taken out of the bath, while allowing the suction to operate so as to retain the deposit of fibers pressed against the mold and wring it out as much as possible, as shown in Figure 3.
  • This mold 11 about 9 cm high, has a frustoconical metal wall 12 provided with perforations 13 distributed over its surface and having diameters increasing from the lower part to the upper part of the mold.
  • perforations 13 distributed over its surface and having diameters increasing from the lower part to the upper part of the mold.
  • FIG. 5 shows a second mold 21 according to the invention, also of frustoconical shape, in which the permeability no longer results from perforations but from an open porosity inherent in the material, which can be, for example, of porous synthetic resin in polymethacrylate methyl.
  • a mold wall 22 is used, the thickness of which decreases from the lower part to the upper part of the mold.
  • Figure 6 shows a third mold 31, which derives from the mold of Figure 4 by adding, to the central frustoconical part 32 which is similar to the wall 12 of Figure 4, cylindrical end portions 33 and 34, of short length , followed by relatively large perforations for the upper part 33 and relatively small perforations for the lower part 34.
  • the molds of the invention make it possible, in fact, during the aspiration, to adjust the flow rate of the filtrate differentially in various zones of the mold.
  • the filtration time is equal to the residence time in the bath and varies from top to bottom of the mold as indicated above.
  • an amount of filtrate (equal to the product filtrate flow rate x filtration time) can be obtained that is approximately constant in the 11 various zones of the mold and, therefore, a thickness of fibers deposited also approximately constant.
  • the uniformity of the quantity of filtrate can be obtained by varying the size and / or the density of the perforations in the various zones of the mold. This variation can be continuous or in increments.
  • the same effect can be obtained by varying the thickness of the wall of the mold, which induces a variable pressure drop which makes suction more or less easy and thus locally modulates the quantity of filtrate.

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Abstract

L'invention concerne notamment un moule comportant une paroi (2) perméable au milieu de mise en suspension des fibres minérales, caractérisé en ce que la perméabilité de cette paroi va croissante de la partie inférieure à la partie supérieure du moule. Ce moule est utile dans un procédé de fabrication de pièces de forme en fibres minérales consistant à plonger le moule dans une suspension de fibres tout en appliquant une dépression à l'intérieur du moule. Le moule de l'invention permet de compenser la variation du temps de séjour dans la suspension entre les parties inférieure et supérieure du moule et d'obtenir des pièces minces (2 à 6 mm), de forme tronconique ou autre, d'épaisseur sensiblement uniforme.

Description

Pièces de forme minces en fibres minérales, procédé et moule pour leur fabrication par aspiration sous vide.
L'invention concerne des pièces de forme minces en fibres minérales, un procédé et un moule pour leur fabrication par aspiration sous vide.
La fabrication de pièces de forme en fibres minérales, par exemple en fibres céramiques, par des techniques d'aspiration sous vide est bien connue.
Dans une telle fabrication on utilise un moule à la forme de la pièce à obtenir et dont la paroi est perforée de manière uniforme. On plonge ensuite ce moule dans un bain de fibres en suspension dans un milieu fluide habituellement aqueux et contenant un liant, tel que du latex, permettant d'assurer la tenue mécanique et la souplesse de la pièce de forme finale. On établit une dépression d'un côté de la paroi perforée du moule afin d'aspirer le milieu fluide à travers cette paroi. Les fibres sont retenues contre cette paroi et s'y accumulent pour former la pièce désirée. L'épaisseur de la pièce est fonction du temps de séjour du moule dans la suspension de fibres. Actuellement, on trouve dans le commerce, auprès de la société Kerlane, des pièces dont l'épaisseur varie entre 7 et 100 mm. Les formes des pièces réalisées sont très variées.
Malheureusement, à l'heure actuelle, on ne sait pas fabriquer, par la technique d'aspiration sous vide sus- décrite, des pièces minces, c'est-à-dire d'une épaisseur d'au plus 6 mm, de qualité satisfaisante. En effet, du fait qu'on immerge le moule dans la dispersion de fibres, le bas du moule reste plus longtemps plongé dans la dispersion de fibres que le haut du moule. La différence de temps de séjour est minime (de l'ordre de quelques millisecondes) et lorsqu'il s'agit des pièces relativement 2 épaisses faites actuellement, elle n'est pas significative par rapport au temps total de trempage du moule (quelques secondes) . Par contre dans le cas de pièces minces pour lesquelles le moule ne doit rester immergé que quelques dizaines de millisecondes, cette différence de temps de séjour entre le bas et le haut du moule devient significative et se traduit par une surépaisseur en bas de pièce, ce qui est rédhibitoire pour certaines applications. Une des applications pour lesquelles on a besoin de pièces de forme souples et minces en fibres minérales, concerne l'isolation des parties terminales des tubulures des pots d'échappement catalytiques pour véhicules automobiles dont l'utilisation tend à se généraliser afin de satisfaire aux normes anti-pollution en vigueur.
Usuellement, le pot catalytique est constitué d'un monolithe en matière céramique disposé dans un carter en tôle métallique et présentant le plus souvent une structure en nid d'abeilles sur lequel est déposé le catalyseur. Le carter est raccordé à ses deux extrémités aux tubulures de la ligne d'échappement par l'intermédiaire de pièces métalliques usuellement de forme générale conique. Ces différentes parties sont dotées d'une isolation thermique et phonique. En particulier, les pièces coniques de raccordement sont isolées au moyen d'une nappe de fibres disposée entre deux parois métalliques formant chaque pièce de raccordement. Les brevets DE-36 26 728 et EP-450348 décrivent de tels dispositifs catalytiques. Dans ces dispositifs antérieurs, les pièces de raccordement comportent une partie centrale principale de forme tronconique et, facultativement, une ou deux parties terminales cylindriques. Pour l'isolation, on utilise une nappe prédécoupée à l'état plan selon une forme développée propre à donner un tronc de cône une fois montée dans la 3 pièce de raccordement. La partie conique de révolution est ainsi isolée mais on ne peut pas, avec la même nappe isolante, également isoler la ou les parties extrêmes cylindriques éventuelles. Les nappes isolantes utilisées sont des nappes de fibres minérales ou réfractaires aiguilletées classiques, par exemple du type de celles commercialisées par la société Kerlane; leur épaisseur est de 9 mm environ mais compte tenu de leur compressibilité, leur épaisseur en service est de 5 mm environ. Il est en effet nécessaire d'avoir des produits minces car l'espace entre les parois métalliques intérieures et extérieures de chaque pièce de raccordement est relativement faible et, de plus, ces deux parois devant être soudées ensemble il faut absolument veiller à ce qu'il n'y ait pas de fibres entre les zones à souder car cela rendrait le soudage impossible.
Par ailleurs, certaines pièces de raccordement ont des formes plus complexes que le cône; elles peuvent en effet être légèrement aplaties et parfois même ne pas être symétriques. Dans les cas où la géométrie de la pièce est plus complexe ou bien lorsqu'il ne s'agit pas d'une pièce de révolution, on utilise une nappe prédécoupée présentant une forme que l'on appelle "marguerite".
L'utilisation de ces nappes de fibres prédécoupées - qu'elles soient destinées à isoler des parties coniques ou que ce soit des "marguerites"- présente de nombreux inconvénients .
Tout d'abord, l'isolation permise par de telles formes n'est pas parfaite. En effet, dans le cas d'une pièce de raccordement à extrémité (s) cylindrique (s) on a vu que la partie cylindrique ne peut pas être correctement isolée. De plus, lorsqu'on referme la nappe pour envelopper la partie conique métallique on a une zone de jointoiement de moindre capacité isolante. Dans le cas des marguerites, ce phénomène est largement accentué puisque 4 les découpes que l'on peut faire ne permettent pas de recouvrir de manière précise toute la pièce métallique.
D'autre part, pour produire les nappes prêtes à l'emploi, il faut réaliser des étapes de découpe. Ceci entraîne des émissions de poussières qui sont particulièrement gênantes compte tenu des risques associés à l'inhalation de fibres minérales.
Enfin, les formes sus-mentionnées ne permettent pas un montage automatisé des pots catalytiques. Pourtant l'industrie automobile est fortement automatisée et le montage manuel constitue un frein à un assemblage rapide. De plus, on retrouve les problèmes d'hygiène liés à la manutention de fibres minérales.
Il existe donc un besoin pour des pièces de forme en fibres minérales, ayant une épaisseur sensiblement uniforme de 6 mm ou moins.
Il existe également un besoin pour un procédé de fabrication de pièces de forme en fibres minérales par aspiration sous vide qui permettent de produire des pièces de forme minces et d'épaisseur sensiblement uniforme.
La présente invention vise à satisfaire ces besoins.
L'invention concerne des pièces de forme en fibres minérales liées par un liant, ayant une épaisseur sensiblement uniforme de 6 mm ou moins, de préférence de 2 à 6 mm. Parmi ces pièces, celles dont la partie centrale principale a une forme générale tronconique, avec ou sans extrémité (s) cylindrique (s) , sont d'un intérêt particulier, étant bien adaptées à une utilisation pour l'isolation thermique des pièces de raccordement tronconiques de pots d'échappement catalytiques.
L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une pièce de forme en fibres minérales liées par un liant, ayant une épaisseur sensiblement uniforme de 6 mm ou moins, comprenant les étapes suivantes: 5 a) mettre en suspension des fibres minérales dans un milieu liquide contenant au moins un liant, b) prendre un moule de la forme désirée ayant une partie supérieure et une partie inférieure et dont la paroi est perméable audit milieu liquide, c) établir une dépression d'un côté de ladite paroi, et d) plonger le moule dans ladite suspension de fibres minérales puis l'en retirer au bout d'un temps approprié pour la formation sur le moule d'un dépôt d'une pulpe composée de fibres minérales et de liant de l'épaisseur souhaitée, procédé dans lequel le temps de séjour du moule dans la suspension varie de sa partie inférieure à sa partie supérieure, ce temps étant plus long pour la partie inférieure que pour la partie supérieure, caractérisé en ce qu'on utilise un moule dont la paroi présente une perméabilité au milieu fluide qui croît de sa partie inférieure à sa partie supérieure, de manière à sensiblement compenser l'effet de la variation du temps de séjour sur la quantité de fibres localement déposées sur la paroi du moule.
Le liant peut être soit un liant organique lorsqu'on désire produire une pièce souple, soit un liant minéral lorsqu'on désire obtenir une pièce rigide.
Par "partie inférieure" et "partie supérieure" du moule, on désigne ici les parties du moule qui sont introduites en premier et en dernier, respectivement, dans la suspension de fibres.
Les fibres minérales peuvent être, par exemple, des fibres céramiques dont la composition appartient aux systèmes silice alumine ou silice/alumine/zircone ou bien des fibres de verre ou de laine de roche.
Le milieu de suspension peut être un liquide quelconque. De préférence c'est de l'eau pour des raisons d'économie, de disponibilité et d'innocuité. 6 Le milieu de suspension doit contenir un liant. Ce liant lie les fibres entre elles lors du dépôt sur le moule et assure ensuite l'intégrité de la pièce de forme.
Le liant peut être dissous, dispersé ou émulsionné dans le milieu de mise en suspension. Des exemples de liants organiques utilisables sont notamment les émulsions
(latex) de caoutchouc naturel ou synthétique, par exemple acrylique. Un exemple de liant minéral est la silice colloïdale. La proportion de liant dans la pièce obtenue peut aller, par exemple, de 2 à 8% en poids bien que ces valeurs n'aient pas un caractère critique.
Le temps de séjour du moule dans la suspension de fibres doit être très bref lorsqu'on veut produire des pièces d'une épaisseur de 6 mm ou moins. Le temps exact est fonction de la dépression appliquée, de la perméabilité du moule, de la charge en fibres du milieu de suspension, et des caractéristiques des fibres et du liant utilisés, entre autres. Il n'est donc pas possible de le définir ici, chaque pièce à réaliser étant un cas d'espèce. Toutefois, l'homme du métier n'éprouvera pas de difficultés à le déterminer en procédant à quelques essais de routine.
L'invention concerne enfin un moule, utile pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, comportant une paroi perméable au milieu de mise en suspension des fibres minérales, caractérisé en ce que la perméabilité de cette paroi va croissante de la partie inférieure à la partie supérieure du moule. Selon un mode de réalisation, la paroi du moule est d'épaisseur sensiblement uniforme et la perméabilité résulte de perforations pratiquées dans cette paroi.
Pour accroître la perméabilité de la paroi, de la partie inférieure à la partie supérieure de celle-ci, on peut soit agrandir le diamètre des perforations en 7 maintenant constant le nombre de perforations par unité de surface de la paroi, soit maintenir constant le diamètre des perforations et accroître le nombre de perforations par unité de surface de la paroi, soit encore utiliser une combinaison de ces moyens.
A titre indicatif les perforations peuvent avoir un diamètre de 1 à 5 mm avec un pas entre deux perforations adjacentes de 5 à 10 mm. Egalement, les perforations peuvent être disposées de façon alignée ou, de préférence, en quinconce.
Selon un autre mode de réalisation, la paroi du moule est d'épaisseur décroissante de sa partie inférieure à sa partie supérieure et la paroi est constituée d'un matériau à porosité ouverte. Par exemple la paroi peut être réalisée en une résine synthétique poreuse, telle que celle qui peut être produite à partir d'un mélange d'une résine liquide polymérisable de méthacrylate de méthyle (comme celle disponible sous la désignation .MAMMUT 2000, Resin Component, auprès de la Société HEIDELBERGER ZEMENT A. G., Heidelberg, Allemagne) , et de polyméthacrylate de méthyle pulvérulent (comme celui également disponible sous la désignation MAMMUT 2000, Powdery Component, auprès de la Société HEIDELBERGER ZEMENT A.G.). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels:
- les figures 1 à 3 illustrent schématiquement un procédé classique de production d'une pièce de forme par aspiration sous vide; la figure 4 montre un moule selon l'invention convenant à la production d'une pièce tronconique; 8 la figure 5 montre un autre moule selon l'invention convenant aussi à la production d'un pièce tronconique; et
- la figure 6 montre encore un autre moule selon l'invention convenant à la production d'une pièce à partie centrale tronconique et à extrémités cylindriques.
Sur la figure 1, on voit un moule creux 1 à paroi perforée 2, de forme tronconique, suspendu au-dessus d'un bain 3 de fibres minérales maintenues en suspension dans de l'eau par agitation du bain par l'agitateur 4. Le diamètre et le nombre de perforations par unité de surface sont constants sur toute la paroi 2. Le moule 1 est fermé à ses extrémités par des flasques 5 et le volume intérieur 6 de chaque moule est relié à une pompe à vide 7 par un conduit flexible 8. Une cuve 9 destinée à recueillir l'eau aspirée est prévue en amont de la pompe. Un dispositif électrique de levage (non représenté) permet de déplacer verticalement le moule de la position représentée sur la figure 1 à la position immergée dans le bain 2 représentée sur la figure 2, à une vitesse réglable.
L'aspiration étant mise en marche, on immerge le moule dans le bain comme montré sur la figure 2 pendant un temps moyen prédéterminé. Pendant cette immersion, de la suspension est aspirée du bain 3 et est filtrée par la paroi perforée 2 qui laisse passer l'eau et retient à sa surface les fibres minérales qui s'accumulent et forment un dépôt 10. L'eau ayant filtré passe dans le conduit 8 et vient s'accumuler dans la cuve 9. Lorsque le dépôt 10 atteint l'épaisseur souhaitée, on sort le moule du bain, tout en laissant l'aspiration fonctionner de façon à retenir le dépôt de fibres plaqué contre le moule et à l'essorer le plus possible, comme le montre la figure 3.
En réglant le temps de séjour du moule dans le bain, on peut ajuster l'épaisseur du dépôt 10, et donc celle de la pièce moulée. On pourrait aussi utiliser la force 9 d'aspiration comme paramètre de réglage de l'épaisseur de la pièce, mais habituellement, pour des raisons économiques, on préfère maintenir ce paramètre constant à la valeur la plus efficace possible et se contenter de jouer sur le temps de séjour.
Si on essaye, avec des moules classiques, de réduire le temps d'aspiration pour obtenir des pièces minces, par exemple de 5 mm d'épaisseur, le temps de séjour du moule dans le bain doit être tellement bref que l'opération se borne pratiquement à descendre le moule dans le bain et à le relever tout de suite. Il en résulte que la partie inférieure du moule reste plongée plus longtemps dans le bain que la partie supérieure avec pour conséquence de fortes variations d'épaisseur de la pièce. Ainsi pour une pièce tronconique de 9 cm de hauteur, on a observé une épaisseur de 6-7 mm en bas de la pièce et d'environ 2,5 mm en haut. Ceci n'est pas acceptable, la pièce, outre qu'elle ne respecte pas les cotes données par le client, est fragile et se déchire lors du démoulage. La figure 4 montre un premier moule modifié selon l'invention. Ce moule 11 d'une hauteur d'environ 9 cm, comporte une paroi métallique 12 tronconique munie de perforations 13 réparties sur sa surface et ayant des diamètres allant en croissant de la partie inférieure à la partie supérieure du moule. Ainsi on peut distinguer 3 zones perforées d'égale étendue : une zone inférieure où les perforations ont 1,5 mm de diamètre, une zone intermédiaire où les perforations ont 2,5 mm de diamètre, et une zone supérieure où les perforations ont un diamètre de 3,5 mm, la densité de perforation étant constante et égale à 4,5 trous/cm2 sur les trois zones.
En variante, au lieu d'avoir des perforations de densité constante et de diamètre variable, on pourrait avoir des perforations de diamètre constant et de densité variable selon la zone considérée. 10 La figure 5 montre un deuxième moule 21 selon l'invention, également de forme tronconique, dans lequel la perméabilité résulte non plus de perforations mais d'une porosité ouverte inhérente au matériau, qui peut être par exemple, en résine synthétique poreuse en polyméthacrylate de méthyle. Dans ce cas pour faire varier la perméabilité de la paroi sur sa hauteur, on utilise une paroi 22 de moule dont l'épaisseur décroît de la partie inférieure à la partie supérieure du moule. La figure 6, montre un troisième moule 31, qui dérive du moule de la figure 4 par adjonction, à la partie tronconique centrale 32 qui est analogue à la paroi 12 de la figure 4, de parties extrêmes cylindriques 33 et 34, de courte longueur, suivies de perforations relativement grosses pour la partie supérieure 33 et de perforations relativement petites pour la partie inférieure 34.
Avec ce moule, on obtient une pièce comportant une partie tronconique principale centrale et deux parties extrêmes cylindriques. Bien que les figures illustrent seulement des moules pour la production de pièces ayant une forme de révolution, il est également possible de réaliser des pièces de forme non développable . Il suffit pour cela de prendre l'empreinte du moule à réaliser directement sur la pièce, par exemple une pièce à isoler thermiquement, sur laquelle la pièce fibreuse devra ultérieurement être positionnée .
Les moules de l'invention permettent, en fait, lors de l'aspiration, de régler le débit de filtrat differentiellement dans diverses zones du moule. Le temps de filtration est égal en temps de séjour dans le bain et varie du haut au bas du moule comme indiqué précédemment. En ajustant le débit de filtrat on peut obtenir une quantité de filtrat, (égale au produit débit de filtrat x temps de filtration) à peu près constante dans les 11 diverses zones du moule et, donc, une épaisseur de fibres déposées également à peu près constante.
Comme indiqué ci-dessus, pour les moules à paroi perforée, l'uniformisation de la quantité de filtrat peut être obtenue en faisant varier la taille et/ou la densité des perforations dans les diverses zones du moule. Cette variation peut être continue ou par incréments. Dans le cas de moules à paroi poreuse, le même effet peut être obtenu en faisant varier l'épaisseur de la paroi du moule, ce qui induit une perte de charge variable qui rend l'aspiration plus ou moins facile et module ainsi localement la quantité de filtrat.

Claims

12 REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'une pièce de forme en fibres minérales comprenant les étapes suivantes : a) former une suspension (3) de fibres minérales dans un milieu liquide contenant un liant, b) prendre un moule (1) de la forme désirée ayant une partie supérieure et une partie inférieure et dont la paroi (2) est perméable audit milieu liquide, c) établir une dépression d'un côté de ladite paroi, et d) plonger le moule dans ladite suspension de fibres minérales puis l'en retirer au bout d'un temps approprié pour la formation sur le moule d'un dépôt (10) de fibres minérales de l'épaisseur souhaitée, procédé dans lequel le temps de séjour du moule dans la suspension varie de sa partie inférieure à sa partie supérieure, ce temps étant plus long pour la partie inférieure que pour la partie
• supérieure, caractérisé en ce qu'on utilise un moule dont la paroi présente une perméabilité au milieu fluide qui croît de sa partie inférieure à sa partie supérieure, de manière à sensiblement compenser l'effet de la variation du temps de séjour sur la quantité de fibres localement déposées sur la paroi du moule.
2. Moule, utile pour la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, comportant une paroi (2) perméable au milieu de mise en suspension des fibres minérales, caractérisé en ce que la perméabilité de cette paroi va croissante de la partie inférieure à la partie supérieure du moule.
3. Moule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi du moule est d'épaisseur sensiblement uniforme et la perméabilité résulte de perforations pratiquées dans cette paroi, le diamètre des perforations et/ou leur nombre par unité de surface allant en croissant de la partie inférieure à la partie supérieure dudit moule.
13 4. Moule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi du moule est d'épaisseur décroissante de sa partie inférieure à sa partie supérieure et la paroi est constituée d'un matériau à porosité ouverte.
5. Pièces de forme en fibres minérales liées par un liant, produites par le procédé de la revendication 1 et ayant une épaisseur sensiblement uniforme d'au plus 6 mm.
6. Pièces selon la revendication 5, caractérisées en ce qu'elles sont des pièces d'isolation thermique pour pots d'échappement catalytiques.
7. Pièces selon la revendication 6, caractérisées en ce qu'elles comportent une portion de forme tronconique (32) .
8. Pièces selon la revendication 7, caractérisées en ce qu'elles comportent, en outre, des portions cylindriques (33, 34) aux extrémités de la portion tronconique.
9. Pièces selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisées en ce qu'elles sont souples et en ce que les fibres sont liées par un liant organique.
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