EP3833644A1 - Installation de fabrication de laine de verre et systeme de projection de produits sur des fibres equipant une telle installation - Google Patents

Installation de fabrication de laine de verre et systeme de projection de produits sur des fibres equipant une telle installation

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Publication number
EP3833644A1
EP3833644A1 EP19742632.3A EP19742632A EP3833644A1 EP 3833644 A1 EP3833644 A1 EP 3833644A1 EP 19742632 A EP19742632 A EP 19742632A EP 3833644 A1 EP3833644 A1 EP 3833644A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
projection
annular
spraying
sizing composition
oil
Prior art date
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Pending
Application number
EP19742632.3A
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German (de)
English (en)
Inventor
Guillaume PAILLARD
Lionel KIEFER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Isover SA France
Original Assignee
Saint Gobain Isover SA France
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Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Isover SA France filed Critical Saint Gobain Isover SA France
Publication of EP3833644A1 publication Critical patent/EP3833644A1/fr
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
    • C03C25/14—Spraying
    • C03C25/146—Spraying onto fibres in suspension in a gaseous medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0892—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point the outlet orifices for jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid being disposed on a circle
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/022—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
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    • C03C25/10—Coating
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209—Inorganic fibres
    • D04H1/4218—Glass fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D04H1/655—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions characterised by the apparatus for applying bonding agents

Definitions

  • the invention relates to the field of the manufacture of glass wool, and it relates more particularly to the operations and the corresponding systems for spraying sizing composition and anti-dust agent between and / or onto the glass fibers.
  • Glass wool manufacturing installations conventionally comprise several successive stations including a melting station, in which molten glass is generated, a fiberizing station, in which fiberglass is created, a sizing station, in which the fibers are bonded together by adding a sizing composition, and a crosslinking station in which the mattress of fibers bonded together obtained previously to transform the glass wool is transformed by heating.
  • molten glass is placed in a rotating plate which forms in the fiber-drawing station a centrifuge device, outside of which escape glass fibers which fall in the direction of a conveyor, under the effect of a descending air flow.
  • the sizing composition On the passage of the fibers falling towards this conveyor, the sizing composition is sprayed, participating in forming the binder on the passage of the fibers.
  • the glued fibers once cooled fall on the conveyor and the mattress thus formed is then directed towards an oven forming the crosslinking station, in which the mattress is simultaneously dried and subjected to a specific heat treatment which causes polymerization (or "Hardening") of the binder resin present on the surface of the fibers.
  • the continuous glass wool mattress is then intended to be cut to form, for example, panels or rolls of thermal and / or acoustic insulation.
  • the projection of binder is controlled at the time of the passage of the fibers to be bonded.
  • a binder projection device comprising two annular rings carrying spray nozzles and inside which pass the glass fibers successively.
  • a first ring is connected to a binder tank and each spray nozzle associated with this first ring is configured to receive on the one hand a quantity of this binder and on the other hand a quantity of compressed air via an independent supply for spraying of the binder in the passage of the glass fibers.
  • a fatty substance for example mineral oil, silicone oil or even vegetable oil, emulsified or not, the properties of which make it possible to retain the dust. This is particularly the case when the installation makes it possible to obtain glass wool, which is more particularly intended for domestic use and for which it is desired for the end user a product releasing less dust.
  • Document WO2010 / 120748 discloses a binder in which the oil is present in the form of an emulsion for its anti-dust properties.
  • This document aims to describe a binder composition comprising a determined percentage of oil in its mass composition, in order to allow obtaining a final fibrous product which is soft to the touch and which does not lose a lot of fibers.
  • the quantity of oil present in the final product is defined, and it is specified that the oil emulsion can be introduced into the network of fibers in at the same time as the binder or after it, without information being disclosed on the step of applying the oil emulsion in the fiber network.
  • Document WO2018 / 042085 discloses a binder in which the oil present in the form of an emulsion is added so as to have a calibrated diameter of oil droplets. This document provides information on the calibration of the droplets and discusses how the sizing composition is mixed with the oil-in-water emulsions forming an anti-dust agent. In this document, the application of the sizing composition to the fibers of the glass wool is carried out by means of a spray crown comprising a plurality of nozzles.
  • the oil-in-water emulsion is introduced into the sizing composition by injection of a flow of oil-in-water emulsion in the flow of composition d glue supplying the spray crown.
  • the oil-in-water emulsion is added to a reservoir containing the sizing composition and the mixture obtained is stirred until a homogeneous distribution of the oil droplets, upstream of the crown of spray.
  • the oil is present in or on the torus of glass fibers in the form of oil droplets trapped in droplets of water or binder.
  • the fraction of oil effective in retaining dust is that spread over the surface of the layer of hardened binder at the end of the baking step, that is to say on the surface forming an interface between the binder and the air.
  • the oil must therefore separate - during the application step on the fibers or immediately after - from the other ingredients present in the binder to form a surface layer coating the binder layer. Indeed, oil droplets trapped in the hardened binder would be ineffective in retaining dust particles.
  • the present invention is part of this context and aims to propose a method and an associated assembly for spraying onto glass fibers, a binder composition and an anti-dust agent which allows an improved reduction of dust, and including faster implementation of anti-dust properties.
  • binders based on phenolic compounds, for which both the spraying of the binder, the mixing of the binder with the fibers and the passage in the oven of these sized fibers are easily controlled by industrial.
  • Phenolic resins used for several decades as binders are increasingly replaced by products from renewable sources and emitting little or no formaldehyde, also called "Green Binders”. It is thus known, for example from US 8197587 and from US 2011/0223364, to bind glass fibers with aqueous formaldehyde-free sizing compositions containing, as heat-crosslinkable reagents, carbohydrates and polycarboxylic acids.
  • the present invention can be used in the context of the use of a binder based on bio-based products, that is to say a binder without phenolic components, and therefore more ecological, to form a " green binder ”, also known as“ Green Binder ”.
  • a green binder also known as“ Green Binder ”.
  • spraying is made more complicated because the components of this green binder generate a binder more viscous than the phenolic type binder. For this, it is necessary to add water to the green binder before it is projected onto the fiber core. This additional water supply can pose a problem of evaporation in the stations following the gluing station.
  • the present invention also falls within this context and aims to propose a process and an associated assembly for spraying onto glass fibers, a binder composition and an anti-dust agent which allows a management of the water used in the operations for producing glass wool, and in particular a controlled supply of water upstream of the oven.
  • the invention relates to a system for spraying products onto glass fibers configured to spray onto the fibers at least one sizing composition and an anti-dust agent.
  • the projection system comprises two separate annular projection elements arranged successively on the path of the glass fibers, the two projection elements comprising a first annular projection element of the sizing composition and a second annular projection element of the anti-dust agent, respectively produced by at least one specific annular ring surrounding the glass fibers on which said products are sprayed, the second annular projection element of the dust-proof agent being arranged downstream of the first annular spray projection element the sizing composition relative to the path of the glass fibers.
  • the product projection system allows an independent projection of the anti-dust agent, which favors a direct distribution of this agent on the external surface of the glass fibers bonded with binder, and which thus allows a better action of this agent on dust.
  • the distinction between the stages of spraying of binder and anti-dust, and their succession with a spray of anti-dust agent downstream of the spray of binder makes it possible to ensure the disposal of the dust-proof agent.
  • this anti-dust agent is not embedded in the thickness of the binder of the glued glass fibers. The effectiveness of this anti-dust agent is improved.
  • the anti-dust agent is whole oil.
  • whole oil is meant an oil which is not diluted and which is not injected into the glass fibers in the form of an emulsion.
  • the presence of two separate projection elements in the product projection system facilitates the projection of whole oil, the high viscosity of which makes transport and projection special.
  • the fact that the distribution of the anti-dust agent is carried out separately, distinctly from that of the sizing composition makes it possible to choose, for example according to the type of sizing composition used, in what form. anti-dust agent, and more particularly mineral oil, silicone oil or vegetable oil must be brought into its projection element.
  • a sizing composition taking the form of a binder based on biobased products which, as may have been specified previously, implies an increased presence of water to facilitate its distribution in the network of glass fibers , it may thus be preferred to spray a whole oil without emulsion, in order to limit the amount of water present in the end in the glass fiber mat brought to the oven.
  • This limitation allows on the one hand an improvement in the quality of the final product and on the other hand an economy in the transport of oil to the manufacturing site, because only the oil is therefore to be transported, and no longer l oil and water necessary for the emulsion.
  • the stability of the liquid is more reliable in the case of using a whole oil than in the case of an emulsified oil for which it is important to use the oil in the short or medium term. under penalty of no longer having an emulsified oil available under the prescribed conditions.
  • At least the second annular element for projecting the anti-dust agent is configured so that the annular ring comprises two separate distribution circuits and among which a first distribution circuit makes it possible to convey the anti-dust agent and a second distribution circuit for conveying compressed air;
  • a distribution conduit is specifically dedicated to the transport of the anti-dust agent; it can therefore be implemented both specific pumps and temperature control means, the change in the distribution temperature of this anti-dust agent, and in particular of the whole oil, making it possible to modify its viscosity and its penetration rate in glass fibers;
  • the first distribution circuit has an average section of diameter less than the diameter of the average section of the second distribution circuit
  • the second annular projection element of the anti-dust agent comprises a plurality of spraying members arranged between the two distribution circuits so as to be in fluid communication with each of said distribution circuits;
  • the spraying members are nozzles with external mixing; these nozzles are particularly suitable for spraying a high-viscosity anti-dust agent;
  • the spraying members can be configured to project a flat jet; it should be noted that the choice of these nozzles makes it possible to generate a more homogeneous projection with the overlap of the jets; -
  • the annular ring forming the second annular projection element of the anti-dust agent comprises a single supply and a plurality of orifices communicating respectively with a spraying member.
  • the annular elements for projecting the anti-dust agent and the sizing composition are produced distinctly by respective annular rings, the passage section of the annular crown dedicated to the projection of the anti dust agent having a value lower than that of the passage section of the annular ring dedicated to the projection of the sizing composition.
  • the two separate annular projection elements according to the invention have similar annular shapes facilitating the integration of the projection device comprising these two annular projection elements in a glass wool manufacturing installation.
  • the annular shapes are similar, it should be noted that the dimensions are different in order to adapt one of the projection elements to the specificities of the anti-dust agent, and in particular of the whole oil when it is used. .
  • the viscosity of such an oil implies a much lower flow rate than that of the sizing composition, so it is desirable to reduce the passage section of the projection element dedicated to the projection of oil relative to to the projection element dedicated to the projection of sizing composition.
  • the second annular projection element comprises spraying members and that the circulation rate of the anti-dust agent between oi and iokg / h per organ, and more particularly between 0.2 and 3 kg / h / organ.
  • a particular value of this flow rate can in particular be of the order of ikg / h / organ.
  • the first annular projection element comprises projection nozzles and that the flow rate of circulation of the sizing composition comprised between iokg / h and 30 kg / h per nozzle, and more particularly between 50 and 150 kg / h / nozzle.
  • a particular value of this flow rate can in particular be of the order of 50 to 7 kg / h / nozzle.
  • the dynamic viscosity of the anti-dust agent capable of being sprayed onto previously glued fibers measured here in centipoise for a given temperature of the anti-dust agent of 20 ° C.
  • a dynamic viscosity of the oil can be between 300 and 2ioocP, more particularly from 300 to 6oocP at 20 ° C.
  • Advantage is taken of the fact that the viscosity drops with a rise in temperature.
  • an oil is advantageously used whose viscosity at 40 ° C is less than 200CP, preferably less than 140CP at 40 ° C.
  • spraying members and nozzles are regularly distributed over the annular ring dedicated to the projection of the anti-dust agent and on the annular ring dedicated to the projection of the sizing composition, the spraying members distributed over the annular ring dedicated to the projection of the anti-dust agent being less in number than the number of spray nozzles distributed over the annular ring dedicated to the projection of sizing composition.
  • the spraying members distributed on the annular ring dedicated to the projection of the anti-dust agent are between five and fifteen and the spray nozzles distributed on the annular ring dedicated to the projection of composition of sizing is between five and forty-two, the number possibly varying in particular depending on the type of spray nozzles used.
  • the number of spraying members provided on the annular ring dedicated to the projection of the anti-dust agent can be equal to eight, while the number of spray nozzles provided on the annular ring dedicated to the projection of the sizing composition can be equal to seven or nine for a first type of nozzle and equal to sixteen or twenty-four for a second type of nozzle.
  • the invention also relates to an installation for manufacturing glass wool comprising a system for projecting products onto glass fibers as previously mentioned.
  • the installation is configured in such a way that the projection system is arranged on the glass fiber path at the outlet of a fiberizing station and upstream of a conveyor configured to bring the glass fibers on which have been were screened said products.
  • the installation may include a whole oil tank directly connected to the second annular projection element of the anti-dust agent.
  • a pump, and where appropriate a device for measuring the temperature of the oil brought into the spraying element, may be provided elsewhere.
  • the invention further relates to a process for manufacturing glass wool during which a successive spraying, at the outlet of a fiberizing station in which molten glass is transformed into glass fibers, a sizing composition and then l oil forming an anti-dust agent.
  • the spraying of the whole oil is carried out between the spraying of the sizing composition and a step of hardening a carpet of glued and oiled glass fibers.
  • the step of spraying the oil forming the anti-dust agent is carried out as close as possible to the step of spraying the sizing composition in order to avoid dust as quickly as possible in the sized fibers. And this oil spraying step is advantageously carried out before the oven in which the sizing composition finishes hardening.
  • FIG. i is a schematic representation of a part of a glass wool manufacturing installation, in particular illustrating a projection system according to one aspect of the invention in which a sizing composition and then an anti-dust agent are sprayed onto a fiber core via two successive annular projection elements;
  • FIG. 2 is a detailed view of the projection system shown schematically in Figure 1, in which the two annular projection elements have been made more visible;
  • FIG. 3 is a perspective view of the annular projection element caused to project the anti-dust agent according to one aspect of the invention and forming part of the projection system of Figure 2;
  • FIGS. 4 and 5 are sectional views of a spray nozzle caused to equip one and the other of the annular projection elements
  • FIG. 6 is a bar graph illustrating the results of tests for the presence of dust in a volume of fibers passed through a standard projection system and in a projection system according to one aspect of the invention.
  • the invention relates to the implementation of specific devices for the successive spraying of a sizing composition, or binder, and of a dust-proofing agent onto a toroid of glass fibers.
  • the anti-dust agent is sprayed separately from the binder, after the latter, so that it is on the surface of the glass fibers and that the effectiveness of its anti-dust functions is immediate.
  • Illustrated in FIG. 1 is a part of an installation 100 for manufacturing glass wool, and more particularly different successive stations. participating in the creation of an insulating mattress composed of glued glass fibers composing an insulating material such as glass wool.
  • a first station called fiberizing station 1
  • a binder here a "green binder
  • the bonded and oiled fibers are placed in a forming station on a conveyor 4, which takes them to an oven forming a crosslinking station 5 and inside which they are heated to crosslink the binder.
  • the conveyor 4 is permeable to gases and to water, and it extends above suction boxes 6 for gases such as air, fumes and excess aqueous compositions resulting from the fiberizing process previously described. There is thus formed on the conveyor 4 a mattress 7 of glass wool fibers intimately mixed with the sizing composition. The mattress 7 is led by the conveyor 4 to the oven forming the crosslinking station 5 of the binder.
  • the fiberizing station 1 is here configured for the implementation of a fiberizing process by internal centrifugation. It will be understood that any type of centrifugation and associated centrifuge can be implemented with the lessons which will follow as soon as fibers are obtained at the outlet of the centrifuge for their passage to come into the gluing station.
  • the molten glass can be brought into a net 14 from a melting furnace and first recovered in a centrifuge 12, then to escape via holes drilled in the side wall of the plate in the form of a multitude of filaments driven in rotation.
  • the centrifuge 12 is also surrounded by an annular burner 15 which creates, at the periphery of the wall of the centrifuge, a gas stream at high speed and at a sufficiently high temperature to stretch the glass filaments into fibers in the form of a torus 16.
  • fiberizing station is indicative and not limiting of the invention, and that we can also provide a fiberizing process by internal centrifugation with a basket and a perforated bottom wall, or with a plate with a solid bottom, as soon as the molten glass stretches by centrifugation to subsequently spread in the form of a toroid of fibers 16 in the gluing station.
  • the fiber core 16 thus created at the outlet of the fiberizing station is brought to pass through a projection system 20 specific to the invention in that it comprises two distinct annular projection elements 120, 220 and arranged successively along the passage fiber core.
  • a first annular projection element 120 is configured to surround the core of fibers and allow the projection of a sizing composition 121 formed, for example, by a "green binder", the first annular projection element being denoted by the continued sizing device 120, of which only two spray nozzles 122 are shown in FIG. 1.
  • a second annular projection element 220 is configured to surround the toroid of fibers leaving the first annular projection element and to allow the projection of an oil 221, for example whole oil, the second annular projection element being denoted by the following oil projection device 220, of which only two spraying members 222 are shown in FIG. 1.
  • oil projection device 220 of which only two spraying members 222 are shown in FIG. 1.
  • the sizing device 120 comprises an annular ring having a general shape of revolution around an axis of revolution X-X.
  • the crown comprises two separate distribution conduits offset along the axis of revolution X-X and a plurality of spray nozzles 122 arranged between these two distribution conduits and configured to ensure fluid communication with the distribution conduits.
  • the annular ring of the sizing device 120 comprises in particular a first annular tube 123 inside which a first distribution duct is formed to allow circulation of the sizing composition, as well as a second annular tube 125, which extends along a plane of revolution, perpendicular to the axis of revolution XX of the annular ring, and parallel to the plane of revolution of the first annular tube 123.
  • a plane of revolution P of the annular projection device as being one or the other of the planes of revolution as they have just been described, or at the very least a plane parallel to them.
  • a second distribution duct is provided inside this second annular tube 125 to allow the circulation of compressed air, capable of projecting the sizing composition 121 onto the fibers passing through the sizing device 120.
  • the first annular tube 123 has a tubular shape whose internal wall, delimiting the first distribution conduit, has a constant section, or substantially constant over the entire periphery of the tube.
  • substantially constant section is meant a section which remains the same with a spacing margin of less than 5%.
  • the section average of the first annular tube can have a diameter Di of between 15mm and 30mm.
  • the first annular tube 123 has a single supply area 127 in which is attached a supply pipe 128 of the sizing composition, connected at its other end to a reservoir of this sizing composition not shown here.
  • the sizing composition here consists of a binder with a low formaldehyde content, preferably even without formaldehyde, which will subsequently be described as a binder based on bio-based products, or “green binder”, it being noted that the viscosity of these bio-based products involve the use of water in large quantities to dilute the whole and form a binder capable of being sprayed by the nozzles.
  • the supply pipe 128, by which “the green binder”, or else binder based on bio-based products, is brought into the sizing device, is here arranged parallel to the axis of revolution of the annular distribution ring, but it is understood that one could arrange this supply differently without departing from the context of the invention. It should however be noted that according to a characteristic of the invention, the "green binder” is injected into the first distribution conduit of the first annular tube via a single supply zone, the "green binder” being intended moreover to circulate all around the first distribution duct.
  • the first annular tube 123 delimiting the first distribution conduit also comprises a plurality of outlet orifices, regularly distributed over the entire periphery of the first annular tube. As will be described in more detail below, each of these outlet orifices opens onto a spray nozzle 122 arranged to be in fluid communication with the first distribution conduit via the corresponding outlet orifice.
  • the first annular tube 123 is dedicated to the distribution of the "green binder" in the direction of the spray nozzles 122. i ⁇
  • the second annular tube 125 has a tubular shape whose internal wall, delimiting the second distribution conduit, has a constant section, or substantially constant over the entire periphery of the tube.
  • substantially constant section is meant a section which remains the same with a spacing of less than 5%.
  • the average section of the second annular tube can have a diameter D2 between 30mm and 50mm.
  • the second annular tube 125 has a single supply zone 131 in which a supply connection 131 ’is attached for a compressed air supply.
  • the compressed air supply connection 131 ′ is arranged parallel to the axis of revolution of the annular distribution ring and parallel to the supply pipe 128 of “green binder”, but it is understood that this could be arranged differently. supply of compressed air without departing from the context of the invention. It should however be noted that according to a characteristic of the invention, the compressed air is injected into the second distribution duct of the second annular tube via a single supply zone, the compressed air being intended moreover to circulate over all the periphery of the second distribution duct.
  • the second annular tube 125 delimiting the second distribution conduit also comprises a plurality of outlet orifices, regularly distributed over the entire periphery of the second annular tube.
  • each of these outlet orifices opens onto a spray nozzle 122 arranged to be in fluid communication with the second distribution conduit via the corresponding outlet orifice, each of the spray nozzles 122 of the sizing device 120 being in fluid communication on the one hand with the first distribution conduit and on the other hand with the second distribution conduit. It follows from the above that the second annular tube 125 is dedicated to the distribution of compressed air towards the spray nozzles 122.
  • This second annular tube 125 delimiting the second distribution conduit dedicated to the circulation of compressed air, is disposed above the first annular tube 123, delimiting the first distribution conduit dedicated to the circulation of the sizing composition.
  • the diameter of the ring formed by the first annular tube is greater than the corresponding diameter of the second annular tube, so that these two annular tubes are arranged one above the other with a radial offset so that the second tube annular is more inside than the first annular tube.
  • Different alternative embodiments can be provided in which the spray nozzles are fixed on the annular tubes so that their angle of inclination relative to the axis of revolution is constant over the entire periphery of the annular projection device or else that this angle of inclination varies from one nozzle to another.
  • the first and second annular tubes are configured so that their internal wall respectively delimiting the first and second distribution conduits has a different average section from one another.
  • the internal wall of the second tube defines an average section of diameter greater than the diameter of the average section of the internal wall of the second annular tube.
  • the passage section for the "green binder" is thus smaller than the passage section for compressed air.
  • first annular tube and the second annular tube.
  • these two annular tubes have a constant mean section. It is understood that the viscous nature of these components presents a risk of seeing them remain attached to any excessively marked roughness inside the annular tube and that the context of application of these green binders in the annular projection device according to the invention implies taking into account this surface roughness and the dimensioning of the annular tube in which the green binder is caused to circulate.
  • the annular tubes 123, 125 are arranged one above the other in such a way that the first outlet orifices of the first distribution duct and the second outlet orifices of the second distribution duct are superposed axially, that is to say ie they are angularly distributed in the same way around the corresponding axis of revolution of the conduit.
  • the spray nozzle 122 which puts in fluid communication a first outlet orifice of the first distribution duct with a second outlet orifice of the second distribution duct, extends axially, that is to say in a plane comprising the axis of revolution XX of the annular crown.
  • the spray nozzle 122 comprises a body 132 which extends between the two annular tubes, a liquid nozzle which extends across this body 132 along an axis of orientation AA and at the free end of which is disposed a spray head, or air cap, configured to allow nebulization of the binder based on bio-based products, or "green binder", according to a flat jet.
  • the set of spray nozzles 122 is arranged so as to have an angle of inclination a between the orientation axis AA of the liquid nozzle and the plane of revolution P of the annular projection device here equal to 40 °.
  • the spray nozzles can have a common angle of inclination, between 0 and 80 °.
  • each spray nozzle 122 is welded to the annular tubes, once its ends are placed opposite the outlet orifices provided in each of the tubes.
  • the body 132 has in its center internal channels configured to separately bring the compressed air and the sizing composition near the spray head, which has a domed shape defining a mixing chamber at the outlet of the liquid nozzle, in which the compressed air and the sizing composition mix to form the drops which are caused to be projected via a spraying slot formed in the spraying head.
  • the spray nozzle 122 is configured to allow fluid communication between the first distribution duct of the first annular tube 123 and the second distribution duct of the second annular tube 125, and that the spray slot, through which the binder base of bio-based products comes out of the annular projection device, is configured for the projection of a sizing spray on the fiber core and the dispersion of this spray over a determined angular range.
  • the operation of the sizing device equipped with at least one spray nozzle as just described is as follows.
  • Appropriate control means make it possible to control the arrival of the “green binder” inside the first distribution conduit via the supply pipe 128.
  • the “green binder” is pushed to circulate around the entire periphery of the annular tube delimiting this first distribution conduit, and to circulate towards each of the first orifices 129 communicating with the spray nozzle 122.
  • the “green binder” penetrating into the spray nozzle 122 passes inside the liquid nozzle and is pushed towards the head and the mixing chamber.
  • suitable control means allow the compressed air supply to be controlled, at a desired flow and pressure, inside the second distribution conduit via the supply connection 131 '.
  • the air flow and pressure are in particular determined as a function of the dosage of the sizing composition.
  • the compressed air is pushed to circulate around the entire periphery of the annular tube delimiting this second distribution conduit, and to circulate towards each of the second orifices communicating with the spray nozzle 122.
  • the compressed air penetrating into the spray nozzle 122 is pushed into circulation pipes at the periphery of the liquid nozzle towards the spray head and the mixing chamber, in which the mixture of compressed air and “green binder” participates in the nebulization of the binder, controlling the flow of air as a function of the quantity of binder sprayed, making it possible in particular to influence the size of the drops.
  • the spray nozzles 122 associated with the first annular projection element 120 here have an internally mixed structure, as illustrated by way of example in FIG. 5.
  • the sizing device comprises a plurality of spray nozzles distributed angularly regularly over the entire periphery of the crown.
  • the sizing device comprises a series of twenty-four spray nozzles, so that the angular spacing between two successive nozzles of the series is 15 ° in a plane perpendicular to the axis of the fiber core.
  • the oil distribution device 220 forming the second annular projection element is arranged downstream of the sizing device 120 relative to the path of the glass fibers.
  • the oil distribution device 220 comprises an annular ring having a general shape of revolution around an axis of revolution parallel and advantageously coincident with the axis of revolution XX previously described.
  • Two separate distribution circuits offset by a distance d along the axis of revolution XX are provided, similar to the distribution conduits of the sizing device, and a plurality of spraying members 222 are arranged between these two. distribution circuits and configured to ensure fluid communication with the distribution circuits.
  • the annular ring of the oil distribution device comprises in particular a first tubular distribution circuit 223 configured to allow a circulation of anti-dust agent, here in the form of whole oil, as well as a second tubular distribution circuit 225, which extends along a plane of revolution parallel to the plane of revolution of the first tubular distribution circuit 223.
  • the second tubular distribution circuit 225 is configured to allow a circulation of compressed air, capable of projecting the whole oil onto the fibers passing through the projection system according to one aspect of the invention.
  • the first tubular distribution circuit 223 has a tubular shape, the internal wall of which has a constant section, or substantially constant over the entire periphery of the tubular circuit.
  • substantially constant section is meant a section which remains the same with a spacing of less than 5%.
  • a mean section of the first tubular distribution circuit 223 will be given below, with reference to the structural differences existing between the two annular projection elements.
  • the first tubular distribution circuit 223 comprises a single supply zone 231 in which is attached a supply pipe 231 ′ of a whole oil, connected at its other end to a reservoir 300 of this whole oil shown diagrammatically in the figure 1.
  • the anti-dust agent is advantageously a whole oil which does not need to be injected in the form of an emulsion, so that the oil reservoir whole is directly connected to the first tubular distribution circuit 223, a pump being provided specifically between the oil tank and the second annular projection element 220 to allow the whole oil, which has a high viscosity, to reach this first tubular distribution circuit.
  • the first tubular distribution circuit 223 has a plurality of outlet orifices, regularly distributed over the entire periphery of the first tubular distribution circuit, and each of these outlet orifices opens onto a spraying member 222 arranged to be in fluid communication with the first tubular distribution circuit via the corresponding outlet orifice.
  • the first tubular distribution circuit 223 is dedicated to the distribution of the anti-dust agent, that is to say here the whole oil, towards the spraying members 222.
  • the second tubular distribution circuit 225 has a tubular shape whose internal wall has a constant section, or substantially constant over its entire periphery.
  • substantially constant section is meant a section which remains the same with a spacing of less than 5%.
  • the second tubular distribution circuit 225 comprises a single supply zone 227 in which a supply connection 228 is attached for a compressed air supply. Again, the compressed air is injected into the second tubular distribution circuit via a single supply zone, the compressed air also being intended to circulate around the entire periphery of the second tubular distribution circuit.
  • supply pipes and fittings specific to the second annular projection element 220 have different orientations, and here perpendicular, to those of the supply pipes and fittings. specific to the first annular projection element 120, for reasons of space.
  • the second tubular distribution circuit 225 comprises a plurality of outlet orifices, regularly distributed over the entire periphery of the second tubular distribution circuit, each of these orifices outlet opening onto a spraying member 222 arranged to be in fluid communication with the second tubular distribution circuit 225 via the corresponding outlet orifice.
  • each of the spraying members 222 of the oil distribution device 220 is in fluid communication on the one hand with the first tubular distribution circuit 223 and on the other hand with the second tubular distribution circuit 225.
  • the second tubular distribution circuit 225 dedicated to the circulation of compressed air, is arranged above the first tubular distribution circuit 223, dedicated to the circulation of oil.
  • the second tubular distribution circuit 225 disposed above the first tubular distribution circuit 223 is disposed as close as possible to the first annular projection element 120, so that the glass fibers which have just been bonded are caused to pass through completely. 'first through the second tubular distribution circuit dedicated to compressed air.
  • the diameter of the ring formed by the first tubular distribution circuit is greater than the corresponding diameter of the second tubular distribution circuit, so that these two tubular elements are arranged one above the other with a radial offset so that the second tubular circuit is more inside than the first tubular circuit.
  • the spraying members are fixed to the tubular circuits so that their angle of inclination relative to the plane of revolution of the annular device is constant over the entire periphery of the annular projection element or else so that this angle of inclination varies from organ to organ.
  • a particular embodiment provides a constant angle of inclination of approximately 25 °.
  • the tubular distribution circuits 223, 225 are arranged one above the other such that the first outlet orifices of the first tubular circuit and the second outlet orifices of the second tubular circuit are superposed axially, that is to say that is to say they are angularly distributed in the same way around the axis of revolution of the second annular projection element 220.
  • the spraying member 222 which puts in fluid communication a first outlet orifice of the first tubular circuit with a second outlet orifice of the second tubular circuit, extends axially, that is to say in a plane including the axis of revolution XX.
  • the spraying member 222 comprises a body 232 which extends between the two tubular circuits and a liquid nozzle which extends across this body along an axis of orientation A-A.
  • the set of spraying members 222 is arranged so as to have an angle of inclination a between the orientation axis AA of the liquid nozzle and the plane of revolution P of the annular projection device here equal to 25 °.
  • the spraying members can have an angle of inclination of between 10 ° and 80 °, and more particularly between 25 ° and 6o °. An even more precise range can be between 25 ° and 45 °, with the preferred value of 25 ° previously mentioned. It is understood that the inclination value of the nozzles of each ring must meet, according to the invention, a first requirement specific to the projection at the level of each crown and a second requirement specific to the combined projection of the two rings.
  • the first requirement is such that on the one hand the binder and the oil must respectively reach the core of fibers, so that the angle of inclination cannot be close to 90 ° and such that on the other hand the binder and the oil must not arrive substantially perpendicular to the direction of flow of the toroid of fibers so as not to rebound and return to the spraying members, so that the angle of inclination cannot be close to o °.
  • the second requirement is such that the angles of inclination of the members and of the spray nozzles must allow the binder to impact the fiber core before the oil does. In this way, it is advantageous that the angle of inclination of the spraying members 22 is at least equal to the angle of inclination of the spray nozzles.
  • each spraying member 222 is welded to the tubular circuits, once its ends are placed opposite the outlet orifices provided in each of the tubes.
  • the spray members 222 differ from the spray nozzles 122 previously described in that they consist of nozzles with external mixing.
  • FIG. 4 illustrates such an external mixing nozzle respectively forming the spraying members 222 arranged on the second annular projection element.
  • the external mixing nozzle does not have a mixing chamber formed by an air cap, but a flared ejection zone 234 at the end of the liquid nozzle and onto which the ends of the channels carrying compressed air.
  • Such an external mixing nozzle is particularly advantageous for spraying a product with high viscosity.
  • the operation of the oil spraying device equipped with at least one spraying member as just described is as follows.
  • Appropriate control means make it possible to control the arrival of the oil inside the first tubular distribution circuit 223 via the supply pipe 231 '.
  • the whole oil is pushed to circulate around the entire periphery of the tubular circuit, and to circulate towards each of the first orifices communicating with the spraying member 222.
  • the whole oil penetrating into the spraying member 222 passes inside the liquid nozzle and is pushed towards the flared ejection zone 234.
  • appropriate control means make it possible to control the supply of compressed air, at a desired flow and pressure, inside the second tubular distribution circuit 225 via the supply connector 228.
  • the flow and the air pressure are determined in particular according to the oil flow.
  • the compressed air is pushed to circulate around the entire periphery of the second tubular distribution circuit, and to circulate towards each of the second orifices communicating with the spraying member 222.
  • the compressed air entering the spraying member 222 is pushed in circulation pipes at the periphery of the liquid nozzle, so as to disturb the output of the flared zone 234 the whole oil.
  • the oil distribution device also differs from the sizing device in the number of members and spray nozzles distributed angularly regularly.
  • the oil distribution device may comprise a series of eight spraying members, so that the angular spacing between two successive members of the series is 45 ° in a plane perpendicular to the axis of the fiber core, while it is recalled that the sizing device can comprise a series of twenty-four spray nozzles, so that the angular spacing between two successive nozzles of the series is 15 ° in a plane perpendicular to the axis fiber core. It is understood that, for a homogeneous distribution of the nozzles, respectively of the spraying members, the angular spacing corresponds to the division of 360 ° by the number of nozzles, respectively of members, to be provided.
  • the first and second tubular distribution circuits are configured so that their internal wall has a mean section different from each other.
  • the internal wall of the second tube defines an average section of diameter greater than the diameter of the average section of the internal wall of the second annular tube.
  • the passage section for whole oil is thus smaller than the passage section for compressed air.
  • At least the first tubular distribution circuit 223 is subjected to a chemical and / or mechanical deburring operation, in order to remove the edges at the connection of the outlet orifices 229 and the supply pipe on this first circuit tubular distribution 223.
  • the viscous nature of the whole oil and the low flow rate of the circulation imply this regular surface condition in order to prevent oil from stagnating and collecting inside the duct.
  • the spraying of oil takes place separately from the spraying of binder and by means of a specific annular ring surrounding the toroid of glass fibers and arranged downstream of the annular ring specifically dedicated to the projection of binder.
  • the oil sprayed on the glass fibers is not covered by the binder, which makes its dust retention action more effective.
  • annular crowns differ in particular in the size of the tubes brought to receive the oil. or the binder, in order to adapt these tubes to the viscosity of the fluid circulating within them. They also differ in the design and number of nozzles that these tubes have.
  • the dimensions of the annular ring dedicated to the projection of the anti-dust agent that is to say the dimensions of the second annular projection element 220
  • the average diameter of the second annular element of projection 220, composed of two superimposed tubular distribution circuits is less than the average diameter of the first annular projection element 120, composed of two superimposed annular tubes.
  • the passage section of the tubular distribution circuit traversed by the oil in the second annular projection element 220 is less than the passage section of the annular tube traversed by the binder in the first annular projection element 120 .
  • the difference in dimensions mentioned between the annular projection elements 120, 220 is a characteristic linked to the separation of the projections of the binder and of the oil according to the invention, these two products having different properties.
  • the higher viscosity and the reduced flow rate of the oil must be taken into account in relation to the viscosity and the flow rate of the binder.
  • the oil flow can be of the order of 1 kg / h for a spraying member, in comparison with a flow of the order of 6 kg / h for a spray nozzle in the device gluing.
  • the mean section of the first tubular distribution circuit 223 in the second annular projection element 220 can consist of a diameter D3 of between 5 mm and 15mm, while as mentioned above, the mean section of the first annular tube 123 in the first annular projection element 120 may consist of a diameter Di of between 15mm and 30mm.
  • the nozzles with external mixture forming the spraying members are configured to generate a flat jet, that is to say a jet which extends in a main direction, here the first direction. More particularly, the nozzles are configured so that the flat jet has in the first direction a determined opening angle which can here be between 40 ° and 120 °. It is advantageous that the first direction is parallel to the planes of revolution of the annular projection elements, that is to say the planes in which each of the annular tubes of the device are inscribed, and therefore 2C
  • the spraying members may include a head with a slot of rectangular section which extends mainly in a direction parallel to the plane of revolution of the device.
  • the rectangular section of the at least one spray nozzle is arranged so that the long side of the rectangle forming this rectangular section extends parallel to a plane of revolution of the annular projection device .
  • the low flow rate of the whole oil circulating in the dedicated annular projection element and the configuration of the spraying members to form a flat jet make it possible to ensure a low penetration force of the oil so that it remains on the surface. glued glass fibers forming the fiber core.
  • the results table presented in FIG. 6 illustrates in particular this observation, by representing the number of dust particles present in a given unit of mass of glass wools.
  • the anti-dust efficiency of the oil-in-water emulsions according to the invention is evaluated using an internal device.
  • a 20 cm x 30 cm sample of glass wool is fixed in a frame so that at least one of its main faces is free.
  • a perforated plate having dimensions slightly smaller than that of the sample, fixed on an articulated arm, strikes the free face of the sample.
  • An optical device counts the number of particles released. More particularly, the first frame 60, on the left of FIG. 6, represents the number of dust particles for a given unit of mass of a glass wool, in the case of application of oil in the form of an emulsion directly injected into the binder, with a dosage of 0.4% of oil relative to the total weight of glass. An average value of 400 particles is reached, with a significant standard deviation from one measurement to another of the order of 250 particles.
  • the second frame 62 illustrates the number of dust particles measured in a unit of equivalent mass, when the oil is sprayed separately from the binder through the projection system described above.
  • the advantage of using the projection system with whole oil has also been illustrated, that is to say not in the form of an emulsion.
  • the combined advantage of using a whole oil available instantaneously and the implementation of a separate projection makes it possible to reduce the number of dust particles to an average value of approximately 160 particles , with a reduced standard deviation of around 70.
  • the combined advantage of using a whole oil available instantaneously and the implementation of a separate projection makes it possible to reduce the number of dust particles to an average value of approximately 150 particles , with a reduced standard deviation of around 20.
  • An arrangement in accordance with the invention can be implemented in the device described and illustrated above, and can also be implemented, without departing from the context of the invention, in other embodiments of devices.
  • such a device in accordance with the invention in that it comprises a whole oil distribution circuit distinct from a binder distribution circuit and a plurality of nozzles / spraying members communicating fluidly with the circulation circuit. corresponding distribution for projecting the corresponding product onto the glass fibers intended to pass inside the projection system.
  • the close position of the two annular projection elements can in particular make it possible to pool the supply of compressed air, in a variant here not shown.

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Abstract

L'invention concerne un système de projection (20) de produits sur des fibres de verre (3) configuré pour projeter sur les fibres de verre au moins une composition d'encollage (121) et un agent anti-poussière (221). Le système de projection comporte deux éléments annulaires de projection distincts et agencés successivement sur le trajet des fibres de verre, les deux éléments de projection comportant un premier élément annulaire de projection (120) de la composition d'encollage et un deuxième élément annulaire de projection (220) de l'agent anti-poussière, respectivement réalisés par au moins une couronne annulaire spécifique entourant les fibres de verre. Le deuxième élément annulaire de projection (220) de l'agent anti-poussière est agencé en aval du premier élément annulaire de projection (120) de la composition d'encollage par rapport au trajet des fibres de verre (3).

Description

INSTALLATION DE FABRICATION DE LAINE DE VERRE ET
SYSTEME DE PROJECTION DE PRODUITS SUR DES FIBRES EQUIPANT UNE TELLE INSTALLATION
L’invention a trait au domaine de la fabrication de laine de verre, et elle concerne plus particulièrement les opérations et les systèmes correspondants de projection de composition d’encollage et d’agent anti-poussière entre et/ou sur les fibres de verre.
Des installations de fabrication de laine de verre comportent classiquement plusieurs postes successifs parmi lesquels un poste de fusion, dans lequel on génère du verre fondu, un poste de fibrage, dans lequel on crée la fibre de verre, un poste d’encollage, dans lequel on lie les fibres entre elles par ajout d’une composition d’encollage, et un poste de réticulation dans lequel on transforme par chauffage le matelas de fibres encollées entre elles obtenu précédemment pour former la laine de verre.
Dans un mode de réalisation particulier des postes de fibrage, du verre fondu est déposé dans une assiette rotative qui forme dans le poste de fibrage un dispositif de centrifugation, à l’extérieur duquel s’échappent des fibres de verres qui tombent en direction d’un convoyeur, sous l’effet d’un flux d’air descendant.
Sur le passage des fibres tombant vers ce convoyeur, la composition d’encollage est pulvérisée, participant à former le liant sur le passage des fibres. Afin d’éviter l’évaporation de la composition d’encollage, on peut réaliser une opération de refroidissement des fibres à encoller, par la projection d’un liquide de refroidissement et notamment de l’eau en aval de l’opération d’encollage. Les fibres encollées une fois refroidies tombent sur le convoyeur et le matelas ainsi formé est ensuite dirigé en direction d’une étuve formant le poste de réticulation, dans laquelle le matelas est simultanément asséché et soumis à un traitement thermique spécifique qui provoque la polymérisation (ou « durcissement ») de la résine du liant présent à la surface des fibres. Le matelas continu de laine de verre est ensuite destiné à être découpé pour former par exemple des panneaux ou rouleaux d'isolation thermique et/ ou acoustique.
La projection de liant est maîtrisée au moment du passage des fibres à encoller. On connaît de l’art antérieur, et notamment du document EP1807259, un dispositif de projection de liant comportant deux couronnes annulaires porteuses de buses de pulvérisation et à l’intérieur desquelles passent successivement les fibres de verres. Une première couronne est reliée à un réservoir de liant et chaque buse de pulvérisation associée à cette première couronne est configurée pour recevoir d’une part une quantité de ce liant et d’autre part une quantité d’air comprimé via une alimentation indépendante pour projeter du liant au passage des fibres de verres.
Il est connu par ailleurs d’associer à la composition d’encollage un corps gras, par exemple de l’huile minérale, de l’huile silicone ou encore de l’huile végétale, émulsionnée ou non, dont les propriétés permettent de retenir la poussière. Ceci est notamment le cas lorsque l’installation permet l’obtention de laine de verre, qui est plus particulièrement destinée à une utilisation domestique et pour laquelle il est souhaité pour l’utilisateur final un produit libérant moins de poussière.
Pour garantir nn mélange homogène de l'huile avec la composition aqueuse d'encollage et une quantité d'agents anti-poussière appliquée qui est stable au cours du temps, il est connu de conditionner l'huile sous forme d'une émulsion huile-dans-eau stabilisée ou non par des agents tensioactifs.
Le document WO2010/120748 divulgue un liant dans lequel l’huile est présente sous forme d’émulsion pour ses propriétés anti-poussière. Ce document vise à décrire une composition de liant comportant un pourcentage déterminé d’huile dans sa composition massique, afin de permettre l’obtention d’un produit fibreux final doux au toucher et qui ne perde pas beaucoup de fibres. La quantité d’huile présente dans le produit final est définie, et il est précisé que l’émulsion d’huile peut être introduite dans le réseau de fibres en même temps que le liant ou après celui-ci, sans qu’il soit pour autant divulgué des informations sur l’étape d’application de l’émulsion d’huile dans le réseau de fibres.
Le document WO2018/042085 divulgue un liant dans lequel l’huile présente sous forme d’émulsion est ajoutée de manière à présenter un diamètre calibré de gouttelettes d’huile. Ce document donne des informations sur le calibrage des gouttelettes et évoque de quelle manière la composition d’encollage est mélangée avec les émulsions huile-dans-eau formant agent anti poussière. Dans ce document, l'application de la composition d'encollage sur les fibres de la laine de verre se fait au moyen d'une couronne de pulvérisation comportant une pluralité de buses. Selon un premier exemple de réalisation présenté dans le document WO2018/042085, l'émulsion huile-dans-eau est introduite dans la composition d'encollage par injection d'un flux d'émulsion huile-dans-eau dans le flux de composition d'encollage alimentant la couronne de pulvérisation. Dans un deuxième exemple de réalisation, l'émulsion huile- dans-eau est ajoutée dans un réservoir contenant la composition d'encollage et le mélange obtenu est brassé jusqu'à une répartition homogène des gouttelettes d'huile, en amont de la couronne de pulvérisation.
Dans chacun de ces documents, l’huile est présente dans ou sur le tore de fibres de verre sous la forme de gouttelettes d’huile emprisonnées dans des gouttelettes d’eau ou de liant.
Or, il est supposé en général que la fraction d'huile efficace pour retenir les poussières est celle étalée à la surface de la couche de liant durci à la fin de l'étape de cuisson, c’est-à-dire à la surface formant interface entre le liant et l’air. L'huile doit donc se séparer - pendant l'étape d'application sur les fibres ou immédiatement après - des autres ingrédients présents dans le liant pour former une couche superficielle enrobant la couche de liant. En effet, des gouttelettes d'huile piégées dans le liant durci seraient inefficaces pour retenir les particules de poussière. La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à proposer un procédé et un ensemble associé de projection sur des fibres de verre, d’une composition de liant et d’un agent anti-poussière qui permette une réduction améliorée des poussières, et notamment une mise en œuvre plus rapide des propriétés anti-poussière.
Par ailleurs, concernant les liants, il est connu d’utiliser des liants à base de composés phénoliques, pour lesquels aussi bien la pulvérisation du liant, le mélange du liant avec les fibres que le passage en étuve de ces fibres encollées sont facilement maîtrisés par les industriels. Les résines phénoliques utilisées pendant plusieurs dizaines d'années en tant que liants sont remplacées de plus en plus par des produits issus de sources renouvelables et n'émettant pas, ou très peu, de formaldéhyde, également appelés « Liants Verts ». Il est ainsi connu, par exemple de US 8197587 et de US 2011/0223364, de lier des fibres de verre avec des compositions aqueuses d'encollage exemptes de formaldéhyde contenant, en tant que réactifs thermoréticulables, des hydrates de carbone et des acides polycarboxyliques.
Il convient de noter que la présente invention peut s’inscrire dans le contexte d’utilisation d’un liant à base de produits biosourcés, c’est-à-dire un liant sans composants phénoliques, et donc plus écologique, pour former un « liant vert », également connu sous la dénomination de « Green Binder ». Si l’utilisation d’un liant vert est moins problématique que celle d’un liant de type phénolique d’un point de vue écologique, les inventeurs ont constaté que la pulvérisation était rendue plus compliquée car les composants de ce liant vert génèrent un liant plus visqueux que le liant de type phénolique. Pour cela, il est nécessaire d’ajouter de l’eau au liant vert avant sa projection sur le tore de fibres. Cet apport supplémentaire d’eau peut poser un problème d’évaporation dans les postes faisant suite au poste d’encollage.
La présente invention s’inscrit également dans ce contexte et vise à proposer un procédé et nn ensemble associé de projection sur des fibres de verre, d’une composition de liant et d’un agent anti-poussière qui permette une gestion de l’eau utilisée dans les opérations de réalisation de la laine de verre, et notamment un apport contrôlé de l’eau en amont de l’étuve.
L’invention concerne un système de projection de produits sur des fibres de verre configuré pour projeter sur les fibres au moins une composition d’encollage et un agent anti-poussière. Le système de projection comporte deux éléments annulaires de projection distincts et agencés successivement sur le trajet des fibres de verre, les deux éléments de projection comportant un premier élément annulaire de projection de la composition d’encollage et un deuxième élément annulaire de projection de l’agent anti-poussière, respectivement réalisés par au moins une couronne annulaire spécifique entourant les fibres de verre sur lesquelles lesdits produits sont projetés, le deuxième élément annulaire de projection de l’agent anti-poussière étant agencé en aval du premier élément annulaire de projection de la composition d’encollage par rapport au trajet des fibres de verre.
Ainsi, le système de projection de produits permet une projection indépendante de l’agent anti-poussière, ce qui favorise une répartition directe de cet agent sur la surface extérieure des fibres de verre encollées de liant, et qui permet ainsi une meilleure action de cet agent sur les poussières. Notamment, la distinction des étapes de projection de liant et d’anti-poussière, et leur succession avec une projection d’agent anti-poussière en aval de la projection de liant, permet d’assurer la disposition de l’agent anti-poussière en surface des fibres de verre encollées, qui constituent le tore de fibres de verre qui passe en regard des éléments de projection de produits, et cet agent anti poussière n’est pas noyé dans l’épaisseur du liant des fibres de verre encollées. L’efficacité de cet agent anti-poussière en est améliorée.
Selon une caractéristique de l’invention, l’agent anti-poussière est de l’huile entière. Par huile entière, on entend une huile qui n’est pas diluée et qui n’est pas injectée dans les fibres de verres sous forme d’émulsion. La présence de deux éléments de projection distincts dans le système de projection de produits facilite la projection d’huile entière dont la forte viscosité rend le transport et la projection particuliers. Evidemment, le fait que la distribution de l’agent anti-poussière soit réalisée à part, distinctement de celle de la composition d’encollage, permet de choisir, par exemple selon le type de composition d’encollage utilisé, sous quelle forme l’agent anti-poussière, et plus particulièrement l’huile minérale, l’huile silicone ou l’huile végétale doit être amené dans son élément de projection. Dans le cas d’une composition d’encollage prenant la forme d’un liant à base de produits biosourcés qui, comme cela a pu être précisé précédemment, implique une présence accrue d’eau pour faciliter sa répartition dans le réseau de fibres de verre, il peut ainsi être préféré la projection d’une huile entière sans émulsion, afin de limiter la quantité d’eau présente au final dans le tapis de fibres de verre amené à passer en étuve. Cette limitation permet d’une part une amélioration de la qualité du produit final et d’autre part une économie dans le transport de l’huile vers le site de fabrication, car seule l’huile est dès lors à transporter, et non plus l’huile et l’eau nécessaire à l’émulsion.
Le choix d’une huile entière plutôt qu’une émulsion huile-dans-eau implique par ailleurs que l’huile est directement disponible, sans qu’il soit nécessaire pour la gouttelette d’huile emprisonnée dans la gouttelette d’eau dans le cas de l’émulsion de migrer en surface. Cela implique également l’absence d’agents tensioactifs nécessaires à l’émulsion dans les fibres de verre encollées. D’autres avantages peuvent être notés comme, à titre d’exemples non limitatifs, le fait qu’il n’y ait pas besoin d’agitation dans la cuve de stockage d’huile lorsque l’on utilise une huile entière, ou le fait que le développement bactérien dans cette cuve de stockage soit inférieur avec une huile entière.
Par ailleurs, l’utilisation d’une huile entière permettrait une moins grande sensibilité aux variations de températures. Contrairement à une huile émulsionnée où une casse de l’émulsion peut apparaître, le gel ou la chauffe d’une huile entière serait moins critique car le phénomène serait réversible en réchauffant le fluide.
Il convient de noter également que la stabilité du liquide est plus fiable dans le cas d’une utilisation d’une huile entière que dans le cas d’une huile émulsionnée pour laquelle il importe d’utiliser l’huile à court ou moyen terme sous peine de ne plus avoir à disposition une huile émulsionnée dans les conditions prescrites.
Selon différentes caractéristiques de l’invention, prises seules ou en combinaison, on pourra prévoir que :
- au moins le deuxième élément annulaire de projection de l’agent anti poussière est configuré de sorte que la couronne annulaire comporte deux circuits de distribution distincts et parmi lesquels un premier circuit de distribution permet d’acheminer l’agent anti-poussière et un deuxième circuit de distribution permet d’acheminer de l’air comprimé ; on comprend que selon l’invention, un conduit de distribution est spécifiquement dédié au transport de l’agent anti-poussière ; il peut dès lors être mis en œuvre aussi bien des pompes spécifiques que des moyens de contrôle de température, l’évolution de la température de distribution de cet agent anti-poussière, et notamment de l’huile entière, permettant de modifier sa viscosité et son taux de pénétration dans les fibres de verre ;
- le premier circuit de distribution présente une section moyenne de diamètre inférieur au diamètre de la section moyenne du deuxième circuit de distribution ;
- le deuxième élément annulaire de projection de l’agent anti-poussière comporte une pluralité d’organes de pulvérisation ménagés entre les deux circuits de distribution de manière à être en communication fluidique avec chacun desdits circuits de distribution ;
- les organes de pulvérisation sont des buses à mélange externe ; ces buses sont particulièrement appropriées à la projection d’un agent anti-poussière dont la viscosité est importante ;
- les organes de pulvérisation peuvent être configurés pour projeter un jet plat ; il convient de noter que le choix de ces buses permet de générer une projection plus homogène avec le recouvrement des jets ; - la couronne annulaire formant le deuxième élément annulaire de projection de l’agent anti-poussière comporte une alimentation unique et une pluralité d’orifices communiquant respectivement avec un organe de pulvérisation.
Selon une caractéristique de l’invention, les éléments annulaires de projection de l’agent anti-poussière et de la composition d’encollage sont réalisés distinctement par des couronnes annulaires respectives, la section de passage de la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti poussière présentant une valeur inférieure à celle de la section de passage de la couronne annulaire dédiée à la projection de la composition d’encollage. Il est notable selon cette caractéristique que les deux éléments annulaires de projection distincts selon l’invention présentent des formes annulaires similaires facilitant l’intégration du dispositif de projection comportant ces deux éléments annulaires de projection dans une installation de fabrication de laine de verre. Toutefois, si les formes annulaires sont similaires, il convient de noter que les dimensions sont différentes pour adapter l’un des éléments de projection aux spécificités de l’agent anti-poussière, et notamment de l’huile entière lorsque celle-ci est utilisée. La viscosité d’une telle huile implique un débit bien plus faible que celui de la composition d’encollage, de sorte qu’il est souhaitable de diminuer la section de passage de l’élément de projection dédié à la projection d’huile par rapport à l’élément de projection dédié à la projection de composition d’encollage.
Selon des caractéristiques de l’invention, on pourra prévoir, à titre d’exemples non limitatifs, que le deuxième élément annulaire de projection comporte des organes de pulvérisation et que le débit de circulation de l’agent anti-poussière compris entre o.i et iokg/h par organe, et plus particulièrement compris entre 0.2 et 3 kg/h/organe. Une valeur particulière de ce débit peut notamment être de l’ordre de ikg/h/organe.
Par ailleurs, on pourra prévoir, à titre d’exemples non limitatifs, que le premier élément annulaire de projection comporte des buses de projection et que le débit de circulation de la composition d’encollage compris entre iokg/h et 30okg/h par buse, et plus particulièrement compris entre 50 et 150 kg/h/buse. Une valeur particulière de ce débit peut notamment être de l’ordre de 50 à 7okg/h/buse.
Selon une caractéristique de l’invention, la viscosité dynamique de l’agent anti-poussière apte à être projeté sur des fibres préalablement encollées, mesurée ici en centiPoise pour une température donnée de l’agent anti poussière de 20°C, peut être comprise entre 50 et 3000 cP, et notamment comprise entre 200 et 2500CP. Plus particulièrement, une telle viscosité dynamique de l’huile peut être comprise entre 300 et 2ioocP, plus particulièrement de 300 à 6oocP à 20°C. On tire avantage du fait que la viscosité chute avec une élévation de température. Et ainsi on utilise avantageusement une huile dont la viscosité à 40°C est inférieure à 200CP, de préférence inférieure à 140CP à 40°C.
Selon une caractéristique de l’invention, des organes et des buses de pulvérisation sont répartis régulièrement sur la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti-poussière et sur la couronne annulaire dédiée à la projection de la composition d’encollage, les organes de pulvérisation répartis sur la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti-poussière étant en nombre inférieur au nombre des buses de pulvérisation réparties sur la couronne annulaire dédiée à la projection de composition d’encollage.
Selon une caractéristique de l’invention, les organes de pulvérisation répartis sur la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti poussière sont entre cinq et quinze et les buses de pulvérisation réparties sur la couronne annulaire dédiée à la projection de composition d’encollage sont entre cinq et quarante-deux, le nombre pouvant notamment varier en fonction du type de buses de pulvérisation mises en œuvre.
A titre d’exemple, le nombre d’organes de pulvérisation prévues sur la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti-poussière peut être égal à huit, tandis que le nombre de buses de pulvérisation prévues sur la couronne annulaire dédiée à la projection de la composition d’encollage peut être égal à sept ou neuf pour un premier type de buses et égal à seize ou vingt- quatre pour un deuxième type de buses.
L’invention concerne également une installation de fabrication de laine de verre comportant un système de projection de produits sur des fibres de verre tel que précédemment évoqué. L’installation est configurée de telle sorte que le système de projection est disposé sur le trajet de fibres de verre en sortie d’un poste de fibrage et en amont d’un convoyeur configuré pour amener vers une étuve les fibres de verre sur lesquelles ont été projetés lesdits produits.
Selon une caractéristique de l’invention, dans le cas où le système de projection est configuré pour projeter de l’huile entière, c’est-à-dire non émulsionnée, l’installation peut comporter un réservoir d’huile entière directement relié au deuxième élément annulaire de projection de l’agent anti poussière. Une pompe, et le cas échéant un dispositif de mesure de la température de l’huile amenée à pénétrer dans l’élément de projection, peuvent être prévus par ailleurs.
Et l’invention concerne en outre un procédé de fabrication de laine de verre au cours duquel on projette successivement, en sortie d’un poste de fibrage dans lequel du verre fondu est transformé en fibres de verre, une composition d’encollage puis de l’huile entière formant agent anti-poussière.
Selon une caractéristique de ce procédé selon un aspect de l’invention, la projection de l’huile entière est réalisée entre la projection de la composition d’encollage et une étape de durcissement d’un tapis de fibres de verre encollées et huilées.
Ainsi, on réalise l’étape de projection de l’huile formant l’agent anti poussière au plus près de l’étape de projection de composition d’encollage afin d’éviter au plus vite la présence de poussières dans les fibres encollées. Et cette étape de projection de l’huile est avantageusement réalisée avant l’étuve dans laquelle la composition d’encollage finit de durcir. D’autres caractéristiques, détails et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci- après à titre indicatif, en relation avec les différents exemples de réalisation de l’invention illustrés sur les figures suivantes :
- la figure i est une représentation schématique d’une partie d’une installation de fabrication de laine de verre, illustrant notamment un système de projection selon un aspect de l’invention dans lequel une composition d’encollage puis un agent anti-poussière sont pulvérisés sur un tore de fibres par l’intermédiaire de deux éléments annulaires de projection successifs ;
- la figure 2 est une vue détaillée du système de projection représenté schématiquement sur la figure î, dans laquelle on a rendu plus visibles les deux éléments annulaires de projection ;
- la figure 3 est une vue en perspective de l’élément annulaire de projection amené à projeter l’agent anti-poussière selon un aspect de l’invention et formant partie du système de projection de la figure 2 ;
- les figures 4 et 5 sont des vues en coupe d’une buse de pulvérisation amenée à équiper l’un et l’autre des éléments annulaires de projection ;
- et la figure 6 est un diagramme à bâtons illustrant les résultats de tests de présence de poussière dans un volume de fibres passées dans un système de projection standard et dans un système de projection selon un aspect de l’invention.
L’invention porte sur la mise en œuvre de dispositifs spécifiques pour la projection successive d’une composition d’encollage, ou liant, et d’un agent anti-poussière sur un tore de fibres de verre. Tel que cela sera décrit ci-après, l’agent anti-poussière est pulvérisé distinctement du liant, après celui-ci, de sorte qu’il se trouve en surface des fibres de verre et que l’efficacité de ses fonctions anti-poussière est immédiate.
On a illustré sur la figure 1 une partie d’une installation de fabrication 100 de laine de verre, et plus particulièrement différents postes successifs participant à la création d’un matelas isolant composé de fibres de verres encollées composant un matériau isolant de type laine de verre.
Un premier poste, dit poste de fibrage 1, consiste en l'obtention de fibres par l'intermédiaire d'une assiette de centrifugation, en aval de laquelle se trouve un deuxième poste, dit poste d’encollage 2, dans lequel on réalise selon l’invention d’une part l'encollage des fibres 3 préalablement obtenues par un liant, ici un « liant vert », pour les lier entre elles et d’autre part la projection d’huile directement au contact des fibres de verre.
Les fibres encollées et huilées se posent dans un poste de formage sur un convoyeur 4, qui les emmène vers une étuve formant un poste de réticulation 5 et à l'intérieur de laquelle elles sont chauffées pour réticuler le liant.
Le convoyeur 4 est perméable aux gaz et à l'eau, et il s’étend au-dessus de caissons d'aspiration 6 des gaz tels que l'air, les fumées et les compositions aqueuses excédentaires issues du processus de fibrage précédemment décrit. Il se forme ainsi sur le convoyeur 4 un matelas 7 de fibres de laine de verre mélangées intimement avec la composition d'encollage. Le matelas 7 est conduit par le convoyeur 4 jusqu'à l’étuve formant le poste de réticulation 5 du liant.
Le poste de fibrage 1 est ici configuré pour la mise en œuvre d’un procédé de fibrage par centrifugation interne. On comprendra que tout type de centrifugation et de centrifugeur associé peut être mis en œuvre avec les enseignements qui vont suivre dès lors que des fibres sont obtenues en sortie du centrifugeur pour leur passage à venir dans le poste d’encollage.
A titre d’exemple illustré sur la figure 1, le verre fondu peut être amené en un filet 14 depuis un four de fusion et d'abord récupéré dans un centrifugeur 12, pour ensuite s'échapper via des trous percés dans la paroi latérale de l’assiette sous la forme d'une multitude de filaments entraînés en rotation. Le centrifugeur 12 est par ailleurs entouré par un brûleur annulaire 15 qui crée à la périphérie de la paroi du centrifugeur un courant gazeux à grande vitesse et à température suffisamment élevée pour étirer les filaments de verre en fibres sous la forme d'un tore 16.
On comprend que l’exemple de poste de fibrage donné ci-dessus est indicatif et non limitatif de l’invention, et que l’on pourra prévoir aussi bien un procédé de fibrage par centrifugation interne avec un panier et une paroi de fond trouée, ou avec une assiette avec un fond plein, dès lors que le verre fondu s’étire par centrifugation pour s’étendre par la suite sous forme de tore de fibres 16 dans le poste d’encollage.
Par ailleurs, on pourra prévoir d’autres variantes non limitatives de l’invention pour ce poste de fibrage, et notamment des moyens alternatifs ou cumulatifs par rapport au bruleur annulaire, et par exemple des moyens de chauffage 18, par exemple du type inducteur, servant à maintenir le verre et le centrifugeur à la bonne température.
Le tore de fibres 16 ainsi créé en sortie du poste de fibrage est amené à passer dans un système de projection 20 spécifique de l’invention en ce qu’il comporte deux éléments annulaires de projection 120, 220 distincts et agencés successivement le long du passage du tore de fibres.
Un premier élément annulaire de projection 120 est configuré pour entourer le tore de fibres et permettre la projection d’une composition d’encollage 121 formée à titre d’exemple par un « liant vert », le premier élément annulaire de projection étant dénommé par la suite dispositif d'encollage 120, dont seules deux buses de pulvérisation 122 sont représentées sur la figure 1.
Un deuxième élément annulaire de projection 220 est configuré pour entourer le tore de fibres sortant du premier élément annulaire de projection et pour permettre la projection d’une huile 221, par exemple de l’huile entière, le deuxième élément annulaire de projection étant dénommé par la suite dispositif de projection d’huile 220, dont seuls deux organes de pulvérisation 222 sont représentés sur la figure 1. On va maintenant décrire dans un premier temps le premier élément annulaire de projection, ou dispositif d'encollage 120, en se référant notamment à la figure 2 et à la figure 5, puis dans un deuxième temps le deuxième élément annulaire de projection, ou dispositif de projection d’huile 220, en se référant notamment aux figures 2 à 4.
Le dispositif d'encollage 120 comporte une couronne annulaire présentant une forme générale de révolution autour d’un axe de révolution X-X. La couronne comporte deux conduits de distribution distincts décalés le long de l’axe de révolution X-X et une pluralité de buses de pulvérisation 122 agencées entre ces deux conduits de distribution et configurées pour assurer une communication fluidique avec les conduits de distribution.
Dans l’exemple illustré, la couronne annulaire du dispositif d’encollage 120 comporte notamment un premier tube annulaire 123 à l'intérieur duquel un premier conduit de distribution est ménagé pour permettre une circulation de la composition d’encollage, ainsi qu’un deuxième tube annulaire 125, qui s’étend selon un plan de révolution, perpendiculaire à l’axe de révolution X-X de la couronne annulaire, et parallèle au plan de révolution du premier tube annulaire 123. On définit pour la suite un plan de révolution P du dispositif annulaire de projection comme étant l’un ou l’autre des plans de révolution tels qu’ils viennent d’être décrits, ou à tout le moins un plan parallèle à ceux-ci.
A l’intérieur de ce deuxième tube annulaire 125, un deuxième conduit de distribution est ménagé pour permettre une circulation d'air comprimé, susceptible de projeter la composition d’encollage 121 sur les fibres passant à travers le dispositif d'encollage 120.
Le premier tube annulaire 123 présente une forme tubulaire dont la paroi interne, délimitant le premier conduit de distribution, présente une section constante, ou sensiblement constante sur tout le pourtour du tube. Par section sensiblement constante, on entend une section qui reste la même avec une marge d’écartement inférieur à 5%. A titre d’exemple indicatif, la section moyenne du premier tube annulaire peut avoir un diamètre Di compris entre 15mm et 30mm.
Le premier tube annulaire 123 comporte une unique zone d’alimentation 127 dans laquelle est rapporté un tuyau d'alimentation 128 de la composition d’encollage, relié à son autre extrémité à un réservoir de cette composition d’encollage ici non représenté.
La composition d’encollage consiste ici en un liant à faible teneur en formaldéhyde, de préférence même sans formaldéhyde, que l’on qualifiera par la suite de liant à base de produits biosourcés, ou « liant vert », étant noté que la viscosité de ces produits biosourcés implique l’utilisation d’eau en grande quantité pour diluer l’ensemble et former un liant susceptible d’être projeté par les buses.
Le tuyau d’alimentation 128, par lequel « le liant vert », ou bien liant à base de produits biosourcés, est amené dans le dispositif d’encollage, est ici agencé parallèlement à l’axe de révolution de la couronne annulaire de distribution, mais on comprend que l’on pourrait agencer différemment cette alimentation sans sortir du contexte de l’invention. Il convient toutefois de noter que selon une caractéristique de l’invention, le « liant vert » est injecté dans le premier conduit de distribution du premier tube annulaire via une zone d’alimentation unique, le « liant vert » étant destiné par ailleurs à circuler sur tout le pourtour du premier conduit de distribution.
Le premier tube annulaire 123 délimitant le premier conduit de distribution comporte également une pluralité d'orifices de sortie, régulièrement répartis sur tout le pourtour du premier tube annulaire. Tel que cela sera décrit plus en détails ci-après, chacun de ces orifices de sortie débouche sur une buse de pulvérisation 122 agencée pour être en communication fluidique avec le premier conduit de distribution via l’orifice de sortie correspondant.
Il résulte de ce qui précède que le premier tube annulaire 123 est consacré à la distribution du « liant vert » en direction des buses de pulvérisation 122. iό
Par ailleurs, le deuxième tube annulaire 125 présente une forme tubulaire dont la paroi interne, délimitant le deuxième conduit de distribution, présente une section constante, ou sensiblement constante sur tout le pourtour du tube. Par section sensiblement constante, on entend une section qui reste la même avec une marge d’écartement inférieur à 5%. A titre d’exemple indicatif, la section moyenne du deuxième tube annulaire peut avoir un diamètre D2 compris entre 30mm et 50mm.
Conformément au premier tube annulaire, le deuxième tube annulaire 125 comporte une unique zone d’alimentation 131 dans laquelle est rapporté un raccord d’alimentation 131’ pour une arrivée d’air comprimé.
Le raccord d’alimentation 131’ en air comprimé est agencé parallèlement à l’axe de révolution de la couronne annulaire de distribution et parallèlement au tuyau d’alimentation 128 de « liant vert », mais on comprend que l’on pourrait agencer différemment cette alimentation en air comprimé sans sortir du contexte de l’invention. Il convient toutefois de noter que selon une caractéristique de l’invention, l’air comprimé est injecté dans le deuxième conduit de distribution du deuxième tube annulaire via une zone d’alimentation unique, l’air comprimé étant destinée par ailleurs à circuler sur tout le pourtour du deuxième conduit de distribution.
Le deuxième tube annulaire 125 délimitant le deuxième conduit de distribution comporte également une pluralité d'orifices de sortie, régulièrement répartis sur tout le pourtour du deuxième tube annulaire. Conformément à ce qui a pu être décrit pour le premier tube annulaire 123, chacun de ces orifices de sortie débouche sur une buse de pulvérisation 122 agencée pour être en communication fluidique avec le deuxième conduit de distribution via l’orifice de sortie correspondant, chacune des buses de pulvérisation 122 du dispositif d’encollage 120 étant en communication fluidique d’une part avec le premier conduit de distribution et d’autre part avec le deuxième conduit de distribution. Il résulte de ce qui précède que le deuxième tube annulaire 125 est consacré à la distribution d’air comprimé en direction des buses de pulvérisation 122.
Ce deuxième tube annulaire 125, délimitant le deuxième conduit de distribution dédié à la circulation d’air comprimé, est disposé au-dessus du premier tube annulaire 123, délimitant le premier conduit de distribution dédié à la circulation de la composition d’encollage. Pour la bonne compréhension du terme au-dessus, on se réfère à la position du dispositif d’encollage dans l’installation.
Le diamètre de l’anneau que forme le premier tube annulaire est supérieur au diamètre correspondant du deuxième tube annulaire, de sorte que ces deux tubes annulaires sont agencés l’un au-dessus de l’autre avec un décalage radial pour que le deuxième tube annulaire soit plus à l’intérieur que le premier tube annulaire. Il en résulte une orientation inclinée, par rapport à l’axe de révolution de la couronne annulaire, des buses de pulvérisation 122 qui sont solidaires de chacun des deux tubes annulaires. Différentes variantes de réalisation peuvent être prévues dans lesquelles les buses de pulvérisation sont fixées sur les tubes annulaires de sorte que leur angle d’inclinaison par rapport à l’axe de révolution soit constant sur tout le pourtour du dispositif annulaire de projection ou bien de sorte que cet angle d’inclinaison varie d’une buse à l’autre.
Les premier et deuxième tubes annulaires sont configurés de sorte que leur paroi interne délimitant respectivement les premier et deuxième conduits de distribution présente une section moyenne différente l’une de l’autre. Notamment la paroi interne du deuxième tube définit une section moyenne de diamètre supérieur au diamètre de la section moyenne de la paroi interne du deuxième tube annulaire. La section de passage pour le « liant vert » est de la sorte plus petite que la section de passage pour l’air comprimé. Une telle caractéristique permet de s’assurer du fait que le premier conduit de distribution, plus étroit, est constamment rempli du liant et qu’il n’y pas de défaut d’alimentation des buses de pulvérisation. Par ailleurs, le fait de dimensionner petitement le premier conduit de distribution permet d’accélérer la vitesse de déplacement du « liant vert » dans ce premier conduit et donc de prévenir d’un éventuel encrassement du premier tube annulaire.
Il convient de noter, dans le même contexte, la distinction à apporter au premier tube annulaire et deuxième tube annulaire. Comme cela a été précisé précédemment, ces deux tubes annulaires présentent une section moyenne constante. On comprend que le caractère visqueux de ces composants présente un risque de les voir rester accrochés à toute rugosité trop marquée à l’intérieur du tube annulaire et que le contexte d’application de ces liants verts dans le dispositif annulaire de projection selon l’invention implique de tenir compte de cette rugosité de surface et du dimensionnement du tube annulaire dans lequel le liant vert est amené à circuler.
Les tubes annulaires 123, 125 sont agencés l’un au-dessus de l’autre de telle sorte que les premiers orifices de sortie du premier conduit de distribution et les deuxièmes orifices de sortie du deuxième conduit de distribution se superposent axialement, c'est-à-dire qu'ils sont répartis angulairement de la même façon autour de l'axe de révolution correspondant du conduit.
De la sorte, la buse de pulvérisation 122 qui met en communication fluidique un premier orifice de sortie du premier conduit de distribution avec un deuxième orifice de sortie du deuxième conduit de distribution, s’étend axialement, c’est-à-dire dans un plan comprenant l’axe de révolution X-X de la couronne annulaire.
La buse de pulvérisation 122 comporte un corps 132 qui s’étend entre les deux tubes annulaires, une buse liquide qui s’étend en travers de ce corps 132 selon un axe d’orientation A-A et à l’extrémité libre de laquelle est disposé une tête de pulvérisation, ou cap à air, configurée pour permettre la nébulisation du liant à base de produits biosourcés, ou « liant vert », selon un jet plat.
L’ensemble des buses de pulvérisation 122 est agencé de manière à présenter un angle d’inclinaison a entre l’axe d’orientation A-A de la buse liquide et le plan de révolution P du dispositif annulaire de projection égal ici à 40°. De manière générale, les buses de pulvérisation peuvent présenter un angle d’inclinaison commun, compris entre o et 8o°.
Le corps 132 de chaque buse de pulvérisation 122 est soudé sur les tubes annulaires, une fois que ses extrémités sont mises en regard des orifices de sortie ménagés dans chacun des tubes.
Le corps 132 comporte en son centre des canaux internes configurés pour amener séparément l’air comprimé et la composition d’encollage à proximité de la tête de pulvérisation, qui présente une forme bombée définissant une chambre de mélange en sortie de la buse liquide, dans laquelle l’air comprimé et la composition d’encollage se mélangent pour former les gouttes amenées à être projetées via une fente de pulvérisation ménagée dans la tête de pulvérisation.
On comprend que la buse de pulvérisation 122 est configurée pour permettre une communication fluidique entre le premier conduit de distribution du premier tube annulaire 123 et le deuxième conduit de distribution du deuxième tube annulaire 125, et que la fente de pulvérisation, par laquelle le liant à base de produits biosourcés sort du dispositif annulaire de projection, est configurée pour la projection d’un spray d’encollage sur le tore de fibres et la dispersion de ce spray sur une plage angulaire déterminé.
Le fonctionnement du dispositif d’encollage équipé d’au moins une buse de pulvérisation telle qu’elle vient d’être décrit est le suivant. Des moyens de contrôle appropriés permettent de piloter l’arrivée du « liant vert » à l’intérieur du premier conduit de distribution via le tuyau d’alimentation 128. Le « liant vert » est poussé pour circuler sur tout le pourtour du tube annulaire délimitant ce premier conduit de distribution, et pour circuler vers chacun des premiers orifices 129 communiquant avec la buse de pulvérisation 122. Le « liant vert » pénétrant dans la buse de pulvérisation 122 passe à l’intérieur de la buse liquide et est poussé vers la tête de pulvérisation et la chambre de mélange.
Simultanément, des moyens de contrôle appropriés permettent de piloter l’arrivée d’air comprimé, à un débit et à une pression souhaités, à l’intérieur du deuxième conduit de distribution via le raccord d’alimentation 131’. Le débit et la pression de l’air sont notamment déterminés en fonction du dosage de la composition d’encollage. L’air comprimé est poussé pour circuler sur tout le pourtour du tube annulaire délimitant ce deuxième conduit de distribution, et pour circuler vers chacun des deuxièmes orifices communiquant avec la buse de pulvérisation 122. L’air comprimé pénétrant dans la buse de pulvérisation 122 est poussé dans des conduites de circulation en périphérie de la buse liquide vers la tête de pulvérisation et la chambre de mélange, dans laquelle le mélange de l’air comprimé et du « liant vert » participe à la nébulisation du liant, le contrôle du débit d’air en fonction de la quantité de liant projeté permettant notamment de jouer sur la taille des gouttes.
On comprend de ce qui précède que les buses de pulvérisation 122 associés au premier élément annulaire de projection 120 présentent ici une structure à mélange interne, tel que cela est illustré à titre d’exemple sur la figure 5.
Le dispositif d’encollage comporte une pluralité de buses de pulvérisation réparties angulairement régulièrement sur tout le pourtour de la couronne. Notamment, le dispositif d’encollage comporte une série de vingt-quatre buses de pulvérisation, de sorte que l’écartement angulaire entre deux buses successives de la série est de 15° dans un plan perpendiculaire à l’axe du tore de fibres.
Tel que cela a été décrit précédemment et notamment visible sur la figure 2, le dispositif de distribution d’huile 220 formant le deuxième élément annulaire de projection est ménagé en aval du dispositif d’encollage 120 par rapport au trajet des fibres de verre.
On va maintenant décrire plus en détails le dispositif de distribution d’huile 220 en se référant notamment à la figure 3, en reprenant dans un premier temps les similitudes de conception d’un élément annulaire de projection à l’autre.
Le dispositif de distribution d’huile 220 comporte une couronne annulaire présentant une forme générale de révolution autour d’un axe de révolution parallèle et avantageusement confondu avec l’axe de révolution X-X précédemment décrit. Deux circuits de distribution distincts décalés d’une distance d le long de l’axe de révolution X-X sont prévus, de manière similaire aux conduits de distribution du dispositif d’encollage, et une pluralité d’organes de pulvérisation 222 sont agencés entre ces deux circuits de distribution et configurées pour assurer une communication fluidique avec les circuits de distribution.
Dans l’exemple illustré, la couronne annulaire du dispositif de distribution d’huile comporte notamment un premier circuit de distribution tubulaire 223 configuré pour permettre une circulation d’agent anti-poussière, ici sous la forme d’huile entière, ainsi qu’un deuxième circuit de distribution tubulaire 225, qui s’étend selon un plan de révolution parallèle au plan de révolution du premier circuit de distribution tubulaire 223.
Le deuxième circuit de distribution tubulaire 225 est configuré pour permettre une circulation d'air comprimé, susceptible de projeter l’huile entière sur les fibres passant à travers le système de projection selon un aspect de l’invention.
Le premier circuit de distribution tubulaire 223 présente une forme tubulaire dont la paroi interne présente une section constante, ou sensiblement constante sur tout le pourtour du circuit tubulaire. Par section sensiblement constante, on entend une section qui reste la même avec une marge d’écartement inférieur à 5%. Une section moyenne du premier circuit de distribution tubulaire 223 sera donnée ci-après, en référence aux différences structurelles existant entre les deux éléments annulaires de projection.
Le premier circuit de distribution tubulaire 223 comporte une unique zone d’alimentation 231 dans laquelle est rapporté un tuyau d'alimentation 231’ d’une huile entière, relié à son autre extrémité à un réservoir 300 de cette huile entière représenté schématiquement sur la figure 1. Dans l’exemple illustré, l’agent anti-poussière est avantageusement une huile entière qui ne nécessite pas d’être injectée sous forme d’émulsion, de telle sorte que le réservoir d’huile entière est directement relié au premier circuit de distribution tubulaire 223, une pompe étant prévue spécifiquement entre le réservoir d’huile et le deuxième élément annulaire de projection 220 pour permettre à l’huile entière, qui présente une forte viscosité, de parvenir à ce premier circuit de distribution tubulaire.
Par analogie avec ce qui a été décrit précédemment pour le premier élément annulaire de projection, le premier circuit de distribution tubulaire 223 comporte une pluralité d'orifices de sortie, régulièrement répartis sur tout le pourtour du premier circuit de distribution tubulaire, et chacun de ces orifices de sortie débouche sur un organe de pulvérisation 222 agencé pour être en communication fluidique avec le premier circuit de distribution tubulaire via l’orifice de sortie correspondant.
Il résulte de ce qui précède que le premier circuit de distribution tubulaire 223 est consacré à la distribution de l’agent anti-poussière, c’est-à-dire ici l’huile entière, en direction des organes de pulvérisation 222.
Par ailleurs, le deuxième circuit de distribution tubulaire 225 présente une forme tubulaire dont la paroi interne présente une section constante, ou sensiblement constante sur tout son pourtour. Par section sensiblement constante, on entend une section qui reste la même avec une marge d’écartement inférieur à 5%.
Conformément au premier circuit de distribution tubulaire 223, le deuxième circuit de distribution tubulaire 225 comporte une unique zone d’alimentation 227 dans laquelle est rapporté un raccord d’alimentation 228 pour une arrivée d’air comprimé. Là encore, l’air comprimé est injecté dans le deuxième circuit de distribution tubulaire via une zone d’alimentation unique, l’air comprimé étant destinée par ailleurs à circuler sur tout le pourtour du deuxième circuit de distribution tubulaire.
Il convient ici de noter que les tuyau et raccord d’alimentation propres au deuxième élément annulaire de projection 220 présentent des orientations différentes, et ici perpendiculaires, à celles des tuyau et raccord d’alimentation propres au premier élément annulaire de projection 120, pour des questions d’encombrement.
Par analogie avec ce qui a été décrit précédemment pour le premier élément annulaire de projection, le deuxième circuit de distribution tubulaire 225 comporte une pluralité d'orifices de sortie, régulièrement répartis sur tout le pourtour du deuxième circuit de distribution tubulaire, chacun de ces orifices de sortie débouchant sur un organe de pulvérisation 222 agencé pour être en communication fluidique avec le deuxième circuit de distribution tubulaire 225 via l’orifice de sortie correspondant.
De la sorte, chacun des organes de pulvérisation 222 du dispositif de distribution d’huile 220 est en communication fluidique d’une part avec le premier circuit de distribution tubulaire 223 et d’autre part avec le deuxième circuit de distribution tubulaire 225.
Le deuxième circuit de distribution tubulaire 225, dédié à la circulation d’air comprimé, est disposé au-dessus du premier circuit de distribution tubulaire 223, dédié à la circulation de l’huile. Pour la bonne compréhension du terme au-dessus, on se réfère à la position du dispositif de distribution d’huile dans l’installation. Le deuxième circuit de distribution tubulaire 225 disposé au-dessus du premier circuit de distribution tubulaire 223 est disposé au plus près du premier élément annulaire de projection 120, de sorte que les fibres de verre qui viennent d’être encollées sont amenées à passer tout d’abord à travers le deuxième circuit de distribution tubulaire dédié à l’air comprimé.
Par analogie avec ce qui précède, le diamètre de l’anneau que forme le premier circuit de distribution tubulaire est supérieur au diamètre correspondant du deuxième circuit de distribution tubulaire, de sorte que ces deux éléments tubulaires sont agencés l’un au-dessus de l’autre avec un décalage radial pour que le deuxième circuit tubulaire soit plus à l’intérieur que le premier circuit tubulaire. Il en résulte une orientation inclinée, par rapport à l’axe de révolution de la couronne annulaire, des organes de pulvérisation 222. Là encore, différentes variantes de réalisation peuvent être prévues dans lesquelles les organes de pulvérisation sont fixés sur les circuits tubulaires de sorte que leur angle d’inclinaison par rapport au plan de révolution du dispositif annulaire soit constant sur tout le pourtour de l’élément annulaire de projection ou bien de sorte que cet angle d’inclinaison varie d’un organe à l’autre. Un exemple de réalisation particulier prévoit un angle constant d’inclinaison d’environ 25°.
Les circuits de distribution tubulaires 223, 225 sont agencés l’un au- dessus de l’autre de telle sorte que les premiers orifices de sortie du premier circuit tubulaire et les deuxièmes orifices de sortie du deuxième circuit tubulaire se superposent axialement, c'est-à-dire qu'ils sont répartis angulairement de la même façon autour de l'axe de révolution du deuxième élément annulaire de projection 220.
De la sorte, l’organe de pulvérisation 222 qui met en communication fluidique un premier orifice de sortie du premier circuit tubulaire avec un deuxième orifice de sortie du deuxième circuit tubulaire, s’étend axialement, c’est-à-dire dans un plan comprenant l’axe de révolution X-X.
Tel qu’illustré sur la figure 4, l’organe de pulvérisation 222 comporte un corps 232 qui s’étend entre les deux circuits tubulaires et une buse liquide qui s’étend en travers de ce corps selon un axe d’orientation A-A.
L’ensemble des organes de pulvérisation 222 est agencé de manière à présenter un angle d’inclinaison a entre l’axe d’orientation A-A de la buse liquide et le plan de révolution P du dispositif annulaire de projection égal ici à 25°. De manière générale, les organes de pulvérisation peuvent présenter un angle d’inclinaison compris entre io° et 8o°, et plus particulièrement compris entre 25° et 6o°. Une plage encore plus précise peut être comprise entre 25° et 45°, avec la valeur préférée de 25° précédemment évoquée. On comprend que la valeur d’inclinaison des buses de chaque couronne doit répondre selon l’invention à une première exigence propre à la projection au niveau de chaque couronne et à une deuxième exigence propre à la projection combinée des deux couronnes. La première exigence est telle que d’une part le liant et l’huile doivent respectivement atteindre le tore de fibres, de sorte que l’angle d’inclinaison ne peut pas être proche de 90° et telle que d’autre part le liant et l’huile ne doivent pas arriver sensiblement perpendiculairement à la direction d’écoulement du tore de fibres pour ne pas rebondir et revenir vers les organes de pulvérisation, de sorte que l’angle d’inclinaison ne peut pas être proche de o°. La deuxième exigence est telle que les angles d’inclinaison des organes et des buses de pulvérisation doivent permettre que le liant impacte le tore de fibres avant que ne le fasse l’huile. De la sorte, il est avantageux que l’angle d’inclinaison des organes de pulvérisation 22 soit au moins égal à l’angle d’inclinaison des buses de pulvérisation.
Le corps 232 de chaque organe de pulvérisation 222 est soudé sur les circuits tubulaires, une fois que ses extrémités sont mises en regard des orifices de sortie ménagés dans chacun des tubes.
Les organes de pulvérisation 222 diffèrent des buses de pulvérisation 122 précédemment décrites en ce qu’elles consistent en des buses à mélange externe. La figure 4 illustre une telle buse à mélange externe formant respectivement les organes de pulvérisation 222 agencés sur le deuxième élément annulaire de projection. Contrairement à ce qui a pu être décrit précédemment, la buse à mélange externe ne comporte pas de chambre de mélange formée par un cap à air, mais une zone d’éjection évasée 234 en bout de la buse liquide et sur laquelle débouche des extrémités de canaux transportant l’air comprimé. Une telle buse à mélange externe est particulièrement avantageuse pour la projection d’un produit à forte viscosité.
Le fonctionnement du dispositif de projection d’huile équipé d’au moins un organe de pulvérisation telle qu’il vient d’être décrit est le suivant. Des moyens de contrôle appropriés permettent de piloter l’arrivée de l’huile à l’intérieur du premier circuit de distribution tubulaire 223 via le tuyau d’alimentation 231’. L’huile entière est poussée pour circuler sur tout le pourtour du circuit tubulaire, et pour circuler vers chacun des premiers orifices communiquant avec l’organe de pulvérisation 222. L’huile entière pénétrant dans l’organe de pulvérisation 222 passe à l’intérieur de la buse liquide et est poussé vers la zone d’éjection évasée 234.
Simultanément, des moyens de contrôle appropriés permettent de piloter l’arrivée d’air comprimé, à un débit et à une pression souhaités, à l’intérieur du deuxième circuit de distribution tubulaire 225 via le raccord d’alimentation 228. Le débit et la pression de l’air sont notamment déterminés en fonction du débit d’huile. L’air comprimé est poussé pour circuler sur tout le pourtour du deuxième circuit de distribution tubulaire, et pour circuler vers chacun des deuxièmes orifices communiquant avec l’organe de pulvérisation 222. L’air comprimé pénétrant dans l’organe de pulvérisation 222 est poussé dans des conduites de circulation en périphérie de la buse liquide, de manière à perturber en sortie de la zone évasée 234 l’huile entière.
Le dispositif de distribution d’huile diffère par ailleurs du dispositif d’encollage dans le nombre d’organes et de buses de pulvérisation répartis angulairement régulièrement. Notamment, le dispositif de distribution d’huile peut comporter une série de huit organes de pulvérisation, de sorte que l’écartement angulaire entre deux organes successifs de la série est de 45° dans un plan perpendiculaire à l’axe du tore de fibres, alors qu’il est rappelé que le dispositif d’encollage peut comporter une série de vingt-quatre buses de pulvérisation, de sorte que l’écartement angulaire entre deux buses successives de la série est de 15° dans un plan perpendiculaire à l’axe du tore de fibres. On comprend que, pour une répartition homogène des buses, respectivement des organes, de pulvérisation, l’écartement angulaire correspond à la division de 360° par le nombre de buses, respectivement d’organes, à prévoir.
Par analogie avec ce qui a été décrit précédemment, les premier et deuxième circuits de distribution tubulaires sont configurés de sorte que leur paroi interne présente une section moyenne différente l’une de l’autre. Notamment la paroi interne du deuxième tube définit une section moyenne de diamètre supérieur au diamètre de la section moyenne de la paroi interne du deuxième tube annulaire. La section de passage pour l’huile entière est de la sorte plus petite que la section de passage pour l’air comprimé. Une telle caractéristique est rendue nécessaire par la viscosité de l’huile entière et le faible débit de circulation qui en résulte, afin de s’assurer que, dans ce premier circuit de distribution tubulaire, plus étroit, la vitesse de l’huile soit suffisante pour qu’il n’y ait pas de défaut d’alimentation des organes de pulvérisation.
Au moins le premier circuit de distribution tubulaire 223 fait l’objet d’une opération d’ébavurage chimique et/ou mécanique, afin de supprimer les arêtes au niveau du raccordement des orifices de sortie 229 et du tuyau d’alimentation sur ce premier circuit de distribution tubulaire 223. Le caractère visqueux de l’huile entière et le faible débit de la circulation impliquent cet état de surface régulier afin d’éviter que de l’huile stagne et s’amasse à l’intérieur du conduit.
Dans le système de distribution selon un aspect de l’invention, il est notable que la projection d’huile se fait distinctement de la projection de liant et par l’intermédiaire d’une couronne annulaire spécifique entourant le tore de fibres de verre et disposée en aval de la couronne annulaire spécifiquement dédiée à la projection de liant. De la sorte, l’huile projetée sur les fibres de verre n’est pas recouverte par le liant, ce qui rend son action de retenue de la poussière plus efficace.
Si le même type de couronne annulaire est utilisé pour l’un et l’autre des dispositifs d’encollage et de projection d’huile, il convient de noter que ces couronnes annulaires diffèrent notamment dans la dimension des tubes amenés à recevoir l’huile ou le liant, afin d’adapter ces tubes à la viscosité du fluide circulant en leur sein. Elles diffèrent également dans la conception et le nombre des buses que ces tubes comportent.
Tel que cela est notamment illustré sur la figure 2, les dimensions de la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti-poussière, c’est-à-dire les dimensions du deuxième élément annulaire de projection 220, sont inférieures aux dimensions de la couronne annulaire dédiée à la projection de la composition d’encollage, c’est-à-dire les dimensions du premier élément annulaire de projection 120. Dans l’exemple illustré, d’une part le diamètre moyen du deuxième élément annulaire de projection 220, composé de deux circuits de distribution tubulaires superposés, est inférieur au diamètre moyen du premier élément annulaire de projection 120, composé de deux tubes annulaires superposés. Et d’autre part, la section de passage du circuit de distribution tubulaire traversé par l’huile dans le deuxième élément annulaire de projection 220 est inférieure à la section de passage du tube annulaire traversé par le liant dans le premier élément annulaire de projection 120.
La différence de dimensions évoquée entre les éléments annulaires de projection 120, 220 est une caractéristique liée à la séparation des projections du liant et de l’huile selon l’invention, ces deux produits présentant des propriétés différentes.
Il convient notamment de prendre en compte la viscosité plus forte et le débit réduit de l’huile par rapport à la viscosité et le débit du liant. A titre d’exemple, le débit de l’huile peut être de l’ordre de îkg/h pour un organe de pulvérisation, en comparaison avec un débit de l’ordre de 6okg/h pour une buse de pulvérisation dans le dispositif d’encollage.
A titre d’exemple non limitatif, mais représentatif de la différence de dimensions entre les éléments annulaires de projection, la section moyenne du premier circuit de distribution tubulaire 223 dans le deuxième élément annulaire de projection 220 peut consister en un diamètre D3 compris entre 5mm et 15mm, alors que tel que cela a été évoqué précédemment, la section moyenne du premier tube annulaire 123 dans le premier élément annulaire de projection 120 peut consister en un diamètre Di compris entre 15mm et 30mm.
Les buses à mélange externe formant les organes de pulvérisation sont configurées pour générer un jet plat, c’est-à-dire un jet qui s’étend selon une direction principale, ici la première direction. Plus particulièrement, les buses sont configurées pour que le jet plat présente selon la première direction un angle d’ouverture déterminé qui peut ici être compris entre 40° et 120°. Il est avantageux que la première direction soit parallèle aux plans de révolution des éléments annulaires de projection, c’est-à-dire les plans dans lesquels s’inscrivent respectivement chacun des tubes annulaires du dispositif, et donc 2Ç
que cette première direction soit perpendiculaire à la direction de déplacement des fibres à travers le système de projection 20. Ainsi, on s’assure une pulvérisation d’huile sur une portion angulaire importante du tore de fibres. A titre d’exemple, les organes de pulvérisation peuvent comporter une tête avec une fente à section rectangulaire qui s’étend principalement selon une direction parallèle au plan de révolution du dispositif. En d’autres termes, la fente à section rectangulaire de l’au moins une buse de pulvérisation est agencée de sorte que le grand côté du rectangle formant cette fente à section rectangulaire s’étend parallèlement à un plan de révolution du dispositif annulaire de projection.
Le faible débit de l’huile entière circulant dans l’élément annulaire de projection dédié et la configuration des organes de pulvérisation pour former un jet plat permettent d’assurer une faible force de pénétration de l’huile afin que celle-ci reste en surface des fibres de verre encollées formant le tore de fibres.
La mise en œuvre d’un dispositif de projection d’huile indépendant du dispositif d’encollage permet de réduire significativement la poussière présente dans un volume donné de fibres de verre, et d’avoir une quantité acceptable de poussières qui est reproductible d’une fabrication à l’autre.
Le tableau de résultats présenté en figure 6 illustre notamment ce constat, en représentant le nombre de particules de poussière présentes dans une unité de masse donnée de laines de verre.
L'efficacité anti-poussières des émulsions huile-dans-eau selon l'invention est évaluée à l'aide d'un dispositif interne. Un échantillon de 20 cm x 30 cm de laine de verre est fixé dans un cadre de manière à ce qu'au moins une de ses faces principales soit libre. Une plaque perforée ayant des dimensions légèrement inférieures à celle de l'échantillon, fixée sur un bras articulé, vient frapper la face libre de l'échantillon. Un dispositif optique compte le nombre de particules libérées. Plus particulièrement, le premier cadre 60, à gauche de la figure 6, représente le nombre de particules de poussières pour une unité de masse donnée d’une laine de verre, dans un cas d’application d’huile sous forme d’émulsion directement injecté dans le liant, avec un dosage de 0.4% d’huile par rapport au poids total de verre. Une valeur moyenne de 400 particules est atteinte, avec un écart type important d’une mesure à l’autre de l’ordre de 250 particules.
Le deuxième cadre 62, à droite, illustre le nombre de particules de poussière mesurées dans une unité de masse équivalente, lorsque l’huile est projetée séparément du liant par l’intermédiaire du système de projection précédemment décrit. Dans ce cadre, on a illustré également l’avantage d’utiliser le système de projection avec de l’huile entière, c’est-à-dire non sous forme d’émulsion. De gauche à droite dans ce deuxième cadre, on a illustré le nombre de particules de poussière mesurée dans le cas d’utilisation d’une émulsion d’huile 63 équivalente à celle utilisée dans l’art antérieur du premier cadre 60, d’une première huile entière 64 et d’une deuxième huile entière 65, étant bien entendu que le dosage de l’huile est dans tous les cas similaire à celui de l’art antérieur, à savoir 0.4% d’huile par rapport au poids total de verre, ici préalablement, dans les fibres.
Il est notable qu’avec la même émulsion d’huile 63, la mise en œuvre d’une projection séparée permet de réduire le nombre de particules de poussière à une valeur moyenne d’environ 180 particules, avec un écart type réduit d’environ 100.
Avec la première huile 64, l’avantage combinée de l’utilisation d’une huile entière disponible instantanément et de la mise en œuvre d’une projection séparée permet de réduire le nombre de particules de poussière à une valeur moyenne d’environ 160 particules, avec un écart type réduit d’environ 70.
Avec la deuxième huile 65, l’avantage combiné de l’utilisation d’une huile entière disponible instantanément et de la mise en œuvre d’une projection séparée permet de réduire le nombre de particules de poussière à une valeur moyenne d’environ 150 particules, avec un écart type réduit d’environ 20. Un agencement conforme à l’invention peut être mis en œuvre dans le dispositif décrit et illustré précédemment, et peut également être mis en œuvre, sans sortir du contexte de l'invention, dans d’autres modes de réalisation de dispositifs. À titre d'exemple, on pourra prévoir que le dispositif comporte des buses et/ou des organes de pulvérisation agencés directement sur le tube ou le circuit tubulaire correspondant, l’air étant apporté indépendamment pour chaque buse ou organe, sans qu’il soit nécessaire de prévoir un conduit de distribution d’air commun à chaque buse ou organe et donc des buses ou organes de pulvérisation agencées entre deux circuits ou conduits tels qu’ils ont été décrits précédemment. Dès lors, un tel dispositif est conforme à l’invention en ce qu’il comporte un circuit de distribution d’huile entière distinct d’un circuit de distribution de liant et une pluralité de buses/organes de pulvérisation communiquant fluidiquement avec le circuit de distribution correspondant pour projeter le produit correspondant sur les fibres de verre destinées à passer à l’intérieur du système de projection.
Selon un autre exemple, on pourra prévoir que les buses/organes de pulvérisation soient des buses hydrauliques, également connues sous le nom de buses « air-less », c’est-à-dire des buses fonctionnant sans apport d’air comprimé pour réaliser la projection de liant ou d’huile. Dans ce cas, il peut être prévu de conserver la structure précédemment décrite avec un deuxième circuit de distribution tubulaire ou un deuxième tube annulaire qui présente uniquement une fonction structurelle, sans servir de circuit pour l’air comprimé.
La position rapprochée des deux éléments de projection annulaire peut permettre notamment de mettre en commun l’arrivée d’air comprimé, dans une variante ici non représentée.
De manière générale, les modes de réalisation qui sont décrits ci-dessus ne sont nullement limitatifs : on pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques mentionnées dans ce document, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de projection (20) de produits sur des fibres de verre (3) configuré pour projeter sur les fibres de verre au moins une composition d’encollage (121) et un agent anti-poussière (221), caractérisé en ce qu’il comporte deux éléments annulaires de projection (120, 220) distincts et agencés successivement sur le trajet des fibres de verre, les deux éléments de projection comportant un premier élément annulaire de projection (120) de la composition d’encollage et un deuxième élément annulaire de projection (220) de l’agent anti-poussière, respectivement réalisés par au moins une couronne annulaire spécifique entourant les fibres de verre sur lesquelles lesdits produits sont projetés, le deuxième élément annulaire de projection (220) de l’agent anti-poussière étant agencé en aval du premier élément annulaire de projection (120) de la composition d’encollage par rapport au trajet des fibres de verre (3).
2. Système de projection (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la viscosité dynamique de l’agent anti-poussière apte à être projeté sur des fibres préalablement encollées est comprise entre 50 et 3000 cP à 20°C.
3. Système de projection (20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième élément annulaire de projection (220) comporte des organes de pulvérisation (222) et en ce que le débit de circulation de l’agent anti-poussière est compris entre 0.1 kg/h et iokg/h par organe.
4. Système de projection (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le débit de circulation de l’agent anti-poussière est compris entre 0.2 kg/h et 3 kg/h par organe.
5. Système de projection (20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément annulaire de projection (120) comporte des buses de projection (122) et en ce que le débit de circulation de la composition d’encollage est compris entre iokg/h et 30okg/h par buse.
6. Système de projection (20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’agent anti-poussière (221) est de l’huile entière.
7. Système de projection (20) selon la revendication précédente, en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que les organes de pulvérisation (222) sont des buses à mélange externe.
8. Système de projection (20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments annulaires de projection (120, 220) de l’agent anti-poussière et de la composition d’encollage sont réalisés distinctement par des couronnes annulaires respectives, la section de passage de la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti poussière présentant une valeur inférieure à celle de la section de passage de la couronne annulaire dédiée à la projection de la composition d’encollage.
9. Système de projection (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que des organes et buses de pulvérisation sont répartis régulièrement sur la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti-poussière et sur la couronne annulaire dédiée à la projection de la composition d’encollage, les organes de pulvérisation (222) répartis sur la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti-poussière étant en nombre inférieur ou égal au nombre des buses de pulvérisation (122) réparties sur la couronne annulaire dédiée à la projection de composition d’encollage.
10. Système de projection (20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que des organes et buses de pulvérisation sont répartis régulièrement sur la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti-poussière et sur la couronne annulaire dédiée à la projection de la composition d’encollage, les organes de pulvérisation (222) répartis sur la couronne annulaire dédiée à la projection de l’agent anti-poussière étant entre cinq et quinze et les buses de pulvérisation (122) réparties sur la couronne annulaire dédiée à la projection de composition d’encollage étant entre cinq et quarante-deux.
11. Installation de fabrication de laine de verre comportant un système de projection (20) de produits selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système de projection est disposé sur le trajet de fibres de verre (3) en sortie d’un poste de fibrage (1) et en amont d’un convoyeur (4) configuré pour amener vers une étuve (5) les fibres de verre sur lesquelles ont été projetés lesdits produits.
12. Procédé de fabrication de laine de verre au cours duquel on projette successivement, en sortie d’un poste de fibrage dans lequel du verre fondu est transformé en fibres de verre, une composition d’encollage puis de l’huile entière formant agent anti-poussière.
13. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la projection de l’huile entière est réalisée entre la projection de la composition d’encollage et une étape de durcissement d’un tapis de fibres de verre encollées et huilées.
14. Laine de verre obtenue par un procédé de fabrication selon l’une des revendications 12 ou 13.
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