CH624648A5

CH624648A5 - Process for the manufacture of fibres from a ductile substance using gas streams

Info

Publication number: CH624648A5
Application number: CH888578A
Authority: CH
Inventors: Marcel Levecque; Jean A Battigelli; Dominique Plantard
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1978-08-22
Publication date: 1981-08-14
Also published as: ES472781A1; DK255678A; GR66476B; NZ188219A; FR2401111A1; ATA610678A; NL7808643A; IN150783B; YU200978A; CA1109214A; GB1596373A; IE781665L; BR7805435A; IT1159105B; AU3914578A; PT68462A; TR20092A; FI781841A; FR2401111B1; NO782053L

Description

L'invention est relative à un procédé et à un dispositif pour la fabrication de fibres à partir d'une matière étirable et concerne notamment l'étirage de matières thermoplastiques, en particulier de matières minérales telles que du verre ou des compositions similaires qui sont amenées à l'état fondu par chauffage et de certaines matières organiques comme le polystyrène, le polypropy-lène, les polycarbonates ou les polyamides; cependant, le dispositif étant plus particulièrement intéressant dans le cas de l'étirage du verre et des matières thermoplastiques similaires, la description se réfère, à titre d'exemple, au cas du verre. The invention relates to a method and a device for the manufacture of fibers from a stretchable material and relates in particular to the drawing of thermoplastic materials, in particular mineral materials such as glass or similar compositions which are brought in the molten state by heating and certain organic materials such as polystyrene, polypropylene, polycarbonates or polyamides; however, the device being more particularly advantageous in the case of drawing glass and similar thermoplastic materials, the description refers, by way of example, to the case of glass.

Certaines techniques utilisant des courants tourbillonnaires pour fabriquer des fibres par étirage de verre fondu sont déjà connues. Certain techniques using vortex currents to manufacture fibers by drawing molten glass are already known.

En particulier la publication de brevet français N° 2223318 décrit la formation de paires de tourbillons contrarotatifs dans une zone d'interaction créée en dirigeant et en faisant pénétrer un jet gazeux secondaire ou jet porteur dans un courant gazeux principal de plus grandes dimensions, un filet de verre fondu étant amené dans cette zone pour y être étiré. Plusieurs jets peuvent être associés à un même courant principal. In particular, French patent publication No. 2223318 describes the formation of pairs of counter-rotating vortices in an interaction zone created by directing and causing a secondary gas jet or carrier jet to penetrate into a larger main gas stream, a net of molten glass being brought into this area to be drawn there. Several jets can be associated with the same main stream.

De plus, dans la demande de brevet française N° 76.37884, il est prévu d'effectuer de préférence un étirage en deux étapes, la première d'entre elles se produisant dans chaque jet secondaire, tandis que la seconde a lieu dans les zones d'interaction correspondantes du courant principal. Dans cette demande, des jets secondaires sont émis à distance du courant principal et de la source d'alimentation en matière étirable, et on produit une perturbation de ces jets par un déflecteur. In addition, in French patent application No. 76.37884, provision is preferably made for drawing in two stages, the first of them occurring in each secondary jet, while the second takes place in the zones d corresponding interaction of the main current. In this application, secondary jets are emitted at a distance from the main current and from the supply source of stretchable material, and a disturbance of these jets is produced by a deflector.

Plus précisément, les jets secondaires, émis à partir d'une série d'orifices, sont dirigés vers la surface d'un déflecteur qui provoque leur déviation et l'écoulement des jets déviés en direction du courant principal. En pénétrant dans le courant principal, ces jets déviés y créent des zones d'interaction avec des paires de tourbillons où s'effectue l'étirage, comme précisé ci-dessus. Il est aussi prévu de disposer les jets par rapport au déflecteur de manière que, par impact sur la surface de celui-ci, les jets s'épanouissent latéralement, les jets étant par ailleurs suffisamment rapprochés pour obtenir l'impact de jets adjacents les uns sur les autres à proximité du bord libre du déflecteur. Cette déviation et cet impact des jets provoquent la formation de paires de tourbillons et de zones à basse pression, zones situées juste en aval du bord du déflecteur, et dans lesquelles des gaz ou de l'air ambiants sont entraînés. More specifically, the secondary jets, emitted from a series of orifices, are directed towards the surface of a deflector which causes them to deflect and the flow of the deflected jets towards the main current. Upon entering the main stream, these deflected jets create areas of interaction with pairs of vortices where stretching takes place, as specified above. It is also planned to arrange the jets relative to the deflector so that, by impact on the surface of the latter, the jets open out laterally, the jets being moreover close enough to obtain the impact of adjacent jets on the others near the free edge of the deflector. This deflection and impact of the jets cause the formation of pairs of vortices and low pressure zones, zones located just downstream of the edge of the deflector, and in which ambient gases or air are entrained.

Les tourbillons se forment sur les bords de chaque jet et entourent ainsi chaque zone à basse pression où l'écoulement est pratiquement laminaire. Les filets de verre fondu sont introduits dans ces zones d'écoulement laminaire, ce qui permet de stabiliser l'alimentation en filets de verre dans le système. Chaque filet de verre est ensuite entraîné par l'écoulement de chaque jet et acheminé vers la zone d'interaction correspondante formée par pénétration du jet dans le courant principal, zone d'interaction dans laquelle il est étiré. The vortices form on the edges of each jet and thus surround each low pressure zone where the flow is practically laminar. The molten glass fillets are introduced into these laminar flow zones, which makes it possible to stabilize the supply of glass fillets to the system. Each glass stream is then entrained by the flow of each jet and conveyed to the corresponding interaction zone formed by penetration of the jet into the main stream, interaction zone in which it is stretched.

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10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

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40 40

45 45

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55 55

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65 65

3 3

624 648 624,648

La présente invention prévoit, comme la demande N° 76.37884, la formation de zones d'interaction par pénétration de jets dans un courant principal et l'étirage des filets de verre dans ces zones mais, d'une part, les jets sont engendrés différemment et, d'autre part, l'alimentation en filets de verre fondu vers ces jets s'effectue dans des positions différentes. The present invention provides, like application No. 76.37884, for the formation of interaction zones by penetration of jets into a main stream and the drawing of the glass nets in these zones, but, on the one hand, the jets are generated differently and, on the other hand, the supply of molten glass fillets to these jets takes place in different positions.

Le procédé de fabrication selon la présente invention est caractérisé par la revendication 1. The manufacturing method according to the present invention is characterized by claim 1.

Bien que le procédé consiste à diriger tout d'abord les filets de verre entre les jets pour les amener ensuite dans ces jets, il permet cependant de stabiliser très efficacement l'alimentation en verre du fait que les zones d'écoulement laminaire sont situées sur une structure mécanique fixe, à savoir sur la surface de l'élément de guidage. Although the method consists in first directing the glass threads between the jets and then bringing them into these jets, it nevertheless makes it possible to very effectively stabilize the glass supply since the laminar flow zones are located on a fixed mechanical structure, namely on the surface of the guide element.

La description suivante, en référence aux dessins, fait apparaître clairement les avantages de l'invention et décrit en particulier l'étirage en deux étapes sans fragmentation intermédiaire des filets de matière étirable. The following description, with reference to the drawings, clearly shows the advantages of the invention and describes in particular the two-stage stretching without intermediate fragmentation of the stretchable material threads.

La fig. 1 représente schématiquement, en élévation, les principaux éléments d'un dispositif de fibrage et de réception des fibres selon l'invention, avec certaines parties en coupe. Fig. 1 schematically shows, in elevation, the main elements of a fiberizing and receiving device of the fibers according to the invention, with certain parts in section.

La fig. 2 est une vue schématique, en perspective, et à plus grande échelle, des principaux éléments du dispositif de fibrage comprenant plusieurs centres de fibrage avec certaines parties en coupe et d'autres arrachées. Fig. 2 is a schematic view, in perspective, and on a larger scale, of the main elements of the fiberizing device comprising several fiber centers with certain parts in section and others cut away.

La fig. 3 est une section verticale, à grande échelle, dans un plan passant par un orifice d'émission d'un jet, et représentant les divers éléments d'un centre de fibrage. Fig. 3 is a vertical section, on a large scale, in a plane passing through an orifice for emitting a jet, and representing the various elements of a fiberizing center.

La fig. 4 est une section verticale similaire à la fig. 3, mais dans le plan d'un téton d'alimentation en verre, c'est-à-dire dans un plan intermédiaire à deux orifices d'émission de jets voisins. Fig. 4 is a vertical section similar to FIG. 3, but in the plane of a glass supply nipple, that is to say in an intermediate plane with two orifices for emitting neighboring jets.

La fig. 5 représente certaines dimensions qui doivent être prises en considération pour établir les conditions de fonctionnement relatives à la mise en œuvre préférée de l'invention, pour un centre de fibrage. Fig. 5 shows certain dimensions which must be taken into account to establish the operating conditions relating to the preferred implementation of the invention, for a fiberizing center.

La fig. 6 est une vue schématique, en élévation, suivant la ligne VI-VI de la fig. 5, et la fig. 7 une section horizontale suivant la ligne VII-VII de la fig. 5 indiquant aussi certaines dimensions à considérer. Fig. 6 is a schematic view, in elevation, along the line VI-VI of FIG. 5, and fig. 7 a horizontal section along line VII-VII of FIG. 5 also indicating certain dimensions to be considered.

On se réfère tout d'abord à la fig. 1 où la référence 10 représente un générateur, tel qu'un brûleur, muni d'une tuyère 11 émettant un courant principal B. Ce générateur de courant principal est alimenté par de l'air et du combustible au moyen de la connexion 12. We first refer to fig. 1 where the reference 10 represents a generator, such as a burner, provided with a nozzle 11 emitting a main current B. This main current generator is supplied with air and fuel by means of the connection 12.

La fig. 2 montre des orifices d'émission de jets 22a, 22b, 22c, 22d, 22e et 22f émettant les jets à partir de la nourrice 13. Ces orifices successifs sont espacés les uns des autres et disposés le long d'un élément de guidage convexe 14. Ils présentent une dimension plus grande le long du bord d'attaque de l'élément de guidage que dans une direction normale à celui-ci. De plus, ils admettent des plans de symétrie qui sont perpendiculaires à l'élément de guidage et avantageusement parallèles entre eux. Fig. 2 shows jets emitting orifices 22a, 22b, 22c, 22d, 22e and 22f emitting the jets from the manifold 13. These successive orifices are spaced from one another and arranged along a convex guide element 14. They have a larger dimension along the leading edge of the guide element than in a direction normal to it. In addition, they admit planes of symmetry which are perpendicular to the guide element and advantageously parallel to one another.

Les orifices d'émission des jets sont pratiquement rectangulaires, le rapport entre les deux dimensions des orifices étant précisé ci-après en référence aux fig. 5 et 6. The jet emission orifices are practically rectangular, the ratio between the two dimensions of the orifices being specified below with reference to FIGS. 5 and 6.

Les fig. 1 à 4 montrent que les jets b, c, d, e sont émis initialement adjacents au bord d'attaque de l'élément de guidage courbe 14 et selon une direction pratiquement tangentielle à sa surface, le cœur de chaque jet épousant la surface courbe, comme représenté sur la fig. 3 pour le cœur bc du jet b. Du fait de la position et de la forme des orifices d'émission prévues de manière que la face de plus grande dimension de chaque jet se trouve au contact de la surface de guidage courbe, les jets sont soumis à un effet Coanda, c'est-à-dire qu'ils s'écoulent en adhérant à la surface convexe de l'élément 14 et subissent ainsi une déviation selon une trajectoire qui suit sensiblement la courbure de ladite surface. L'écoulement de chaque jet, par exemple du jet émis par l'orifice 22b, provoque en même temps une induction de gaz ou d'air ambiant, les actions combinées de déviation et d'appel d'air induit engendrant une paire de tourbillons schématisée par 23b-23b sur la fig. 2 pour le jet b, à l'endroit où ce jet apparaît en vue éclatée. Les courants d'air sont représentés par des flèches sur les fig. 2, 3 et 4. Figs. 1 to 4 show that the jets b, c, d, e are emitted initially adjacent to the leading edge of the curved guide element 14 and in a direction practically tangential to its surface, the heart of each jet marrying the curved surface , as shown in fig. 3 for the bc core of the jet b. Because of the position and the shape of the emission orifices provided so that the larger face of each jet is in contact with the curved guide surface, the jets are subjected to a Coanda effect, this is that is to say, they flow while adhering to the convex surface of the element 14 and thus undergo a deviation along a trajectory which substantially follows the curvature of said surface. The flow of each jet, for example of the jet emitted by the orifice 22b, causes at the same time an induction of gas or ambient air, the combined actions of deflection and induced air call generating a pair of vortices shown schematically by 23b-23b in fig. 2 for jet b, where this jet appears in exploded view. The air currents are represented by arrows in figs. 2, 3 and 4.

Comme on le voit sur la fig. 2, le sens de rotation des tourbillons 23b est dirigé vers le bas sur les bords latéraux du jet b en particulier, et de chaque jet en général. Du fait que les orifices d'émission des jets sont espacés latéralement les uns des autres, les gaz ambiants ou l'air sont induits entre deux jets voisins; ils s'écoulent sur la surface de l'élément de guidage 14, de façon quasi laminaire, et selon la même direction générale que l'écoulement des jets. Ces régions en écoulement laminaire sont représentées, sur la fig. 2, par des lignes pointillées sur la surface de l'élément de guidage et sont caractérisées par des pressions relativement faibles, une certaine stabilité ou, plus justement, une absence de turbulence. On place les tétons d'alimentation en verre fondu 16 entre les jets, de préférence en des positions telles que les filets de verre sont introduits dans les zones d'écoulement laminaire situées entre ces jets. L'alimentation en verre est effectuée à partir d'une source schématisée en 15 comprenant une filière 17 qui possède une série de tétons d'alimentation espacés entre eux. Le verre fondu s'écoule dans les tétons d'alimentation 16 terminés par des orifices 25, ce qui permet d'obtenir de façon avantageuse des bulbes de verre ou des cônes effilés T qui sont transformés en filets de verre S. Sur la fig. 2, on a représenté une série de tels cônes Tb, Te, Td et Te, chacun d'eux étant situé dans un plan intermédiaire à deux jets voisins, et on remarque que le cône Tb donne naissance à un filet de verre qui entre ultérieusement dans le jet b, tandis que les cônes Te et Td permettent la formation des filets de verre pénétrant par la suite dans les écoulements respectifs des jets c et d. Pour obtenir cette répartition des filets de verre dans les jets respectifs, il est préférable que les tétons d'alimentation en verre 16, et par conséquent les cônes T, soient décalés vers l'un des jets voisins tout en restant dans des plans situés entre ces jets, comme précisé ci-dessus. Cette position asymétrique des tétons d'alimentation sera explicitée plus largement ci-après en référence à la fig. 6. Cette asymétrie est fortement souhaitable dans le but d'assurer l'entrée de chaque filet de verre dans un jet donné. As seen in fig. 2, the direction of rotation of the vortices 23b is directed downwards on the lateral edges of the jet b in particular, and of each jet in general. Because the emission orifices of the jets are spaced laterally from each other, the ambient gases or the air are induced between two neighboring jets; they flow on the surface of the guide element 14, in an almost laminar fashion, and in the same general direction as the flow of the jets. These laminar flow regions are shown in FIG. 2, by dotted lines on the surface of the guide element and are characterized by relatively low pressures, a certain stability or, more precisely, an absence of turbulence. The molten glass supply nipples 16 are placed between the jets, preferably in positions such that the glass threads are introduced into the laminar flow zones located between these jets. The glass supply is carried out from a source shown diagrammatically by comprising a die 17 which has a series of feeding pins spaced apart. The molten glass flows into the supply nipples 16 terminated by orifices 25, which makes it possible to advantageously obtain glass bulbs or tapered cones T which are transformed into glass fillets S. In FIG. 2, a series of such cones Tb, Te, Td and Te has been shown, each of them being situated in an intermediate plane with two neighboring jets, and it is noted that the cone Tb gives rise to a glass thread which subsequently enters in jet b, while cones Te and Td allow the formation of glass streaks which subsequently penetrate into the respective flows of jets c and d. To obtain this distribution of the glass threads in the respective jets, it is preferable that the glass supply pins 16, and consequently the T cones, are offset towards one of the neighboring jets while remaining in planes located between these jets, as specified above. This asymmetrical position of the feeding pins will be explained more fully below with reference to FIG. 6. This asymmetry is highly desirable in order to ensure the entry of each glass stream in a given stream.

La fig. 3 est une vue schématique dans le plan de symétrie de l'orifice d'émission 22b et du jet b correspondant; le téton d'alimentation 16, le cône de verre Tb et le filet S, qui entre dans le jet b, y sont donc représentés en élévation. Au contraire, la section de la fig. 4 est effectuée dans le plan du téton d'alimentation 16 formant le cône de verre Tb et ceux-ci apparaissent donc en coupe. Fig. 3 is a schematic view in the plane of symmetry of the emission orifice 22b and of the corresponding jet b; the supply nipple 16, the glass cone Tb and the thread S, which enters the jet b, are therefore shown in elevation. On the contrary, the section of fig. 4 is carried out in the plane of the supply stud 16 forming the glass cone Tb and these therefore appear in section.

En ce qui concerne le filet de verre, sa partie inférieure S'est représentée en pointillé sur la fig. 4 pour indiquer qu'elle se trouve alors dans le plan du jet b et que ce jet conduit ainsi le filet dans la zone d'interaction avec le courant principal B. Regarding the glass net, its lower part is shown in dotted lines in FIG. 4 to indicate that it is then in the plane of the jet b and that this jet thus leads the net into the zone of interaction with the main current B.

La représentation de la fig. 2 pour l'écoulement de chaque jet doit être interprétée comme suit: dans la région voisine du bord aval de l'élément de guidage 14, les tourbillons sont particulièrement bien formés et atteignent leur puissance maximale comme indiqué en 23b; leur intensité diminue ensuite au fur et à mesure que les jets progressent vers le bas, cette diminution d'intensité étant indiquée par les lignes mal définies 23c qui apparaissent à l'endroit où le jet est en vue éclatée, soit environ à mi-chemin entre le bord aval de l'élément de guidage 14 et la région où le jet pénètre dans le courant principal. The representation of fig. 2 for the flow of each jet should be interpreted as follows: in the region near the downstream edge of the guide element 14, the vortices are particularly well formed and reach their maximum power as indicated in 23b; their intensity then decreases as the jets progress downward, this decrease in intensity being indicated by the ill-defined lines 23c which appear at the place where the jet is in exploded view, ie about halfway between the downstream edge of the guide element 14 and the region where the jet enters the main stream.

En approchant du courant principal, bien que l'intensité des mouvements tourbillonnaires diminue dans chaque jet et que les tourbillons se mélangent à d'autres parties de l'écoulement et fusionnent, chaque jet possède encore dans son ensemble une énergie cinétique suffisante pour pénétrer dans le courant principal et former les paires de tourbillons 24b, 24c, 24d. En d'autres termes, l'écoulement fusionné a donc encore une énergie cinétique Approaching the main current, although the intensity of the vortex movements decreases in each jet and the vortices mix with other parts of the flow and merge, each jet as a whole still has sufficient kinetic energy to penetrate into the main current and form the pairs of vortices 24b, 24c, 24d. In other words, the merged flow therefore still has kinetic energy

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

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65 65

624 648 624,648

4 4

par unité de volume supérieure à celle du courant principal. Le mode de formation de ces tourbillons dans la zone d'interaction a déjà été expliqué en détail dans les demandes ou la publication de brevet mentionnées précédemment, et il est donc suffisant de rappeler ici qu'outre la condition relative aux énergies cinétiques respectives, on utilise, pour former la zone d'interaction, un jet secondaire dont la section présente, dans une direction transversale au courant principal, une dimension inférieure à celle de ce dernier. De préférence, le jet secondaire possède une section droite inférieure à celle du courant principal. per unit volume greater than that of the main stream. The mode of formation of these vortices in the interaction zone has already been explained in detail in the applications or patent publication mentioned above, and it is therefore sufficient to recall here that in addition to the condition relating to the respective kinetic energies, we uses, to form the interaction zone, a secondary jet whose section has, in a direction transverse to the main current, a dimension smaller than that of the latter. Preferably, the secondary jet has a cross section smaller than that of the main stream.

Une des caractéristiques de l'émission des jets décrite ci-dessus est relative aux dimensions des jets et des orifices correspondants. Il est en effet recommandé d'utiliser des orifices d'émission possédant une plus grande dimension le long de l'élément de guidage que dans une direction normale à celui-ci et ayant de préférence une forme rectangulaire. Cette configuration favorise l'adhérence des jets le long de la surface de guidage et le développement, dans chaque jet, des paires de tourbillons recherchées. On remarquera cependant qu'il est encore possible d'utiliser des orifices de forme carrée, mais une telle réalisation éloigne des conditions optimales de fonctionnement. One of the characteristics of the emission of the jets described above relates to the dimensions of the jets and the corresponding orifices. It is in fact recommended to use emission orifices having a larger dimension along the guide element than in a direction normal to it and preferably having a rectangular shape. This configuration promotes the adhesion of the jets along the guide surface and the development, in each jet, of the desired pairs of vortices. Note, however, that it is still possible to use orifices of square shape, but such an embodiment distances optimal operating conditions.

Il est à noter, par ailleurs, que les tourbillons se forment sans nécessiter soit l'impact mutuel de jets voisins, soit la présence de structures mécaniques placées le long des faces latérales de chaque jet pour les canaliser. Grâce à cette caractéristique, il devient possible de choisir n'importe quel espacement entre les orifices d'émission des jets, à condition toutefois que la distance soit suffisante pour laisser subsister, sur la surface du déflecteur 14 et entre les jets successifs, des plages intermédiaires où les gaz ambiants induits créeront des zones à écoulement laminaire dans lesquelles on amènera les filets de verre. It should be noted, moreover, that the vortices form without requiring either the mutual impact of neighboring jets, or the presence of mechanical structures placed along the lateral faces of each jet to channel them. Thanks to this characteristic, it becomes possible to choose any spacing between the emitting orifices of the jets, provided however that the distance is sufficient to allow the areas on the deflector 14 and between the successive jets to remain. intermediaries where the induced ambient gases will create laminar flow zones into which the glass nets will be brought.

Le mode de réalisation tel que décrit ci-dessus, caractérisé par la formation des zones à écoulement laminaire sur la surface d'une élément solidaire du dispositif, à savoir l'élément de guidage à courbure convexe 14, permet d'obtenir une très grande stabilité non seulement de ces zones, mais aussi des parties adjacentes des jets, ce qui contribue à stabiliser l'introduction des filets de verre dans les zones. The embodiment as described above, characterized by the formation of laminar flow zones on the surface of an element integral with the device, namely the guide element with convex curvature 14, makes it possible to obtain a very large stability not only of these zones, but also of the adjacent parts of the jets, which helps to stabilize the introduction of the glass fillets into the zones.

Les énergies cinétiques du jet et du courant principal sont influencées par plusieurs facteurs, en particulier leurs vitesses et leurs températures. En effet, la densité des gaz variant avec leurs températures, ces dernières constituent un paramètre déterminant. Dans certaines publications de brevets, telles que la publication N° 2223318 citée précédemment, le jet et le courant principal présentent tous deux des températures très supérieures à celle ambiante, respectivement de l'ordre de 800° C et de 1580°C par exemple; cependant, on préfère utiliser dans de nombreux cas un jet ayant une température beaucoup plus basse, voisine de la température ambiante par exemple. Pour alimenter le jet en gaz, il devient alors possible d'utiliser une source d'air quelconque à la place d'un brûleur ou de tout autre organe chauffant. De plus, la vitesse du jet peut être diminuée jusqu'à être inférieure à celle du courant principal tout en lui permettant de conserver une énergie cinétique suffisante pour qu'il pénètre dans le courant principal et forme la zone d'interaction comprenant les tourbillons utilisés pour l'étirage du filet de verre dans le courant principal. The kinetic energies of the jet and the main current are influenced by several factors, in particular their velocities and their temperatures. Indeed, the density of the gases varying with their temperatures, the latter constituting a determining parameter. In certain patent publications, such as publication No. 2223318 cited above, the jet and the main current both have temperatures much higher than ambient, respectively of the order of 800 ° C and 1580 ° C for example; however, it is preferred in many cases to use a jet having a much lower temperature, close to room temperature for example. To supply the jet with gas, it then becomes possible to use any air source in place of a burner or any other heating element. In addition, the speed of the jet can be reduced until it is lower than that of the main stream while allowing it to conserve sufficient kinetic energy for it to penetrate into the main stream and form the interaction zone comprising the vortices used. for drawing the glass net in the main stream.

On rappellera aussi que les jets associés à l'élément de guidage courbe et la position particulière de l'alimentation en verre décrits précédemment peuvent être employés seuls pour effectuer un étirage, mais on préfère y ajouter le courant principal et le combiner avec les jets pour soumettre dans ce cas chaque filet de verre à deux étapes d'étirage, l'une dans l'écoulement de chaque jet et la seconde dans la zone d'interaction d'un jet avec le courant principal. It will also be recalled that the jets associated with the curved guide element and the particular position of the glass supply described above can be used alone for drawing, but it is preferable to add the main stream and combine it with the jets for in this case subject each glass stream to two stages of drawing, one in the flow of each jet and the second in the zone of interaction of a jet with the main stream.

On se réfère maintenant aux fig. 5, 6 et 7 pour préciser quelques paramètres. La fig. 5 représente schématiquement les principaux éléments, à savoir le générateur de courant principal, l'émetteur de jet, l'élément de guidage convexe déviant l'écoulement et formant les tourbillons dans le jet, ainsi que la source d'alimentation en matière étirable. On y a reporté, ainsi que sur les fig. 6 et 7, des symboles identifiant divers paramètres tels que dimensions et angles auxquels se réfèrent les tableaux qui donnent 5 à la fois les domaines appropriés de variation des dimensions et des angles et leurs valeurs préférées. We now refer to Figs. 5, 6 and 7 to specify some parameters. Fig. 5 schematically represents the main elements, namely the main current generator, the jet emitter, the convex guide element deflecting the flow and forming the vortices in the jet, as well as the source of supply of stretchable material. It is reported there, as in figs. 6 and 7, symbols identifying various parameters such as dimensions and angles to which the tables refer which give both the appropriate ranges of variation of dimensions and angles and their preferred values.

Tableau I: Filière et tétons d'alimentation en matière étirable Table I: Stretch material supply nipples and pins

10 „ 10 „

Symbole Symbol

Valeur préférée (mm) Preferred value (mm)

Plage dT It DT It Beach

15 lR dR 15 lR dR

Dr Dr

2 2

1 5 1 5

2 5 2 5

1— 5 1— 5 1— 5 1— 5

0—10 0—10

1— 5 1 — 10 1— 5 1 - 10

Tableau II: Emetteur du jet et élément de guidage 20 à courbure convexe Table II: Jet emitter and guide element 20 with convex curvature

Symbole Symbol

Valeur préférée (mm, degrés) Preferred value (mm, degrees)

Plage Beach

25 25

dj Dj Yjj dj Dj Yjj

Yjf Yjf

30 30

Rd d, Rd d,

aD aJB aD aJB

35 35

2 2

3 2 3 2

2 2

2,5 2.5

45 45 45 45

0,5— 4 1 — 4 0.5— 4 1 - 4

1 —10 1 —10

Dj D, Yh Dj D, Yh

2 2 2, 2 2 2,

2— 4 2— 4

30 — 90 20 — 90 30 - 90 20 - 90

Comme représenté sur la fig. 6, la distance entre les orifices d'alimentation en verre est sensiblement la même que celle entre les plans de symétrie successifs des orifices d'émission de jets. De 40 plus, chaque téton d'alimentation en verre est disposé de manière à amener un filet de verre S entre deux jets voisins, dans la zone d'écoulement laminaire recouvrant l'élément de guidage courbe 14, mais de préférence en une position décalée par rapport à la position médiane. Le téton d'alimentation ainsi placé plus 45 près d'un jet que du jet voisin débite un filet de verre qui, en conséquence, entrera toujours dans l'écoulement du jet le plus proche, et cela de façon très stable. As shown in fig. 6, the distance between the glass supply orifices is substantially the same as that between the successive planes of symmetry of the jet emission orifices. In addition, each glass feeding nipple is arranged so as to bring a glass thread S between two neighboring jets, in the laminar flow zone covering the curved guide element 14, but preferably in an offset position. relative to the middle position. The feeding nipple thus placed more close to a jet than to the neighboring jet delivers a glass net which, consequently, will always enter the flow of the nearest jet, and this very stably.

Tableau III: Courant principal Table III: Main current

50 — ' 50 - '

Symbole Valeur préférée (mm) Plage Symbol Preferred value (mm) Range

1b 10 5 — 20 1b 10 5 - 20

Tableau IV: Positions relatives des divers éléments Table IV: Relative positions of the various elements

Symbole Symbol

Valeur préférée (mm) Preferred value (mm)

Plage Beach

Zjf Zjf

5 5

1 — 1 -

15 15

Zjb Zjb

20 20

12 — 12 -

30 30

Xbf Xbf

- 5 - 5

0 — 0 -

-20 -20

Xjf Xjf

5 5

0 — 0 -

10 10

65 Le nombre des centres de fibrage peut s'élever à 150 mais, 65 The number of fiber centers can be as high as 150 but,

dans une installation normale de fibrage de verre ou d'une matière thermoplastique similaire, une filière adéquate comprendra environ 70 tétons d'alimentation. in a normal fiber-drawing installation of glass or a similar thermoplastic material, an adequate die will comprise approximately 70 feeding nipples.

L'orifice d'alimentation en matière étirable peut être soit un orifice isolé, soit une série d'orifices, soit une fente d'alimentation associée à une rangée de jets s'écoulant sur l'élément de guidage courbe. Dans le cas où les orifices d'alimentation sont remplacés par une fente, celle-ci est disposée transversalement au courant principal et, de préférence, en aval d'une rangée de jets associés à l'élément de guidage, la matière étirable issue de la fente étant alors divisée en une série de cônes et de filets sous l'influence des jets et des courants qu'ils induisent. The stretch material supply orifice can be either an isolated orifice, or a series of orifices, or a supply slot associated with a row of jets flowing on the curved guide element. In the case where the feed orifices are replaced by a slot, this is arranged transversely to the main stream and, preferably, downstream of a row of jets associated with the guide element, the stretchable material from the slit then being divided into a series of cones and nets under the influence of the jets and the currents which they induce.

Il convient de signaler aussi que les conditions de marche varieront en fonction de divers facteurs, par exemple selon les caractéristiques de la matière à fibrer. It should also be noted that the operating conditions will vary depending on various factors, for example depending on the characteristics of the material to be fiberized.

Comme indiqué plus haut, le procédé peut s'appliquer à l'étirage d'une large gamme de matières étirables. La température de la filière ou de la source d'alimentation variera, bien entendu, selon la matière particulière à fibrer et, dans le cas de l'étirage du verre ou d'autres matières thermoplastiques inorganiques, en général dans une gamme de températures pouvant se situer entre 1400 et 1800° C environ. Avec une composition de verre de type courant, la température de la filière est voisine de 1480°C. As indicated above, the method can be applied to the drawing of a wide range of stretchable materials. The temperature of the die or the power source will, of course, vary depending on the particular material to be fiberized and, in the case of drawing glass or other inorganic thermoplastic materials, generally within a range of temperatures which may be between 1400 and 1800 ° C approximately. With a composition of glass of common type, the temperature of the die is close to 1480 ° C.

Le débit unitaire peut varier entre 20 et 150 kg/trou/24 h, 50 à 80 kg/trou/24 h étant des valeurs typiques. The unit flow can vary between 20 and 150 kg / hole / 24 h, 50 to 80 kg / hole / 24 h being typical values.

Certaines valeurs relatives au jet et au courant principal ont aussi de l'importance, comme indiqué dans les tableaux dans les- Certain values relating to the jet and the main current are also important, as indicated in the tables in the

quels on utilise les symboles suivants which of the following symbols are used

P P

= pression = pressure

T T

= température = temperature

V V

= vitesse = speed

P P

= masse volumique. = density.

5 624 648 5,624,648

Tableau V: Emission du jet Table V: Jet emission

Symbole Symbol

Valeur préférée Preferred value

Plage Beach

Pj (bars) Pj (bars)

2,5 2.5

1 — 1 -

50 50

Tj (°C) Tj (° C)

20 20

— -

1860 1860

Vj (m/s) Vj (m / s)

300 300

200 — 200 -

900 900

pjVj2 (bars) pjVj2 (bars)

2,1 2.1

0,8 — 0.8 -

40 40

Tableau VI: Courant principal Table VI: Main current

Symbole Symbol

Valeur préférée Preferred value

Plage Beach

PB (mbars) PB (mbar)

95 95

30 — 30 -

250 250

TB(°C) TB (° C)

1450 1450

1300 — 1300 -

1800 1800

Vb (m/s) Vb (m / s)

320 320

200 200

550 550

PbVb2 (bars) PbVb2 (bars)

0,2 0.2

0,06 0.06

0,5 0.5

Lorsque l'on met en œuvre à la fois les jets gazeux et le cou-25 rant principal, chaque jet possède, comme précisé précédemment, une énergie cinétique par unité de volume supérieure à celle du courant principal; on utilisera par exemple un jet dont l'énergie cinétique par unité de volume est égale à environ 10 fois celle du courant principal. When both the gaseous jets and the main stream are used, each jet has, as previously specified, a kinetic energy per unit volume greater than that of the main stream; for example, a jet will be used whose kinetic energy per unit volume is approximately 10 times that of the main current.

R R

4 feuilles dessins 4 sheets of drawings

Claims

624,648

1. A method of manufacturing fibers from a stretchable material, by means of gas streams, characterized in that a plurality of successive jets distant from each other and adjacent to a convex guide surface is generated, the jets and the currents they induce are deflected by flow and adhesion along the convex guide surface, the induced currents forming on the latter, between neighboring jets, laminar flow zones, and nets are brought in of stretchable material between the jets in the laminar flow zones, the threads being thus entrained and drawn in the flow of the jets.

2. Method according to claim 1, characterized in that the section of each jet has, along the guide surface, a dimension larger than in a direction normal thereto.

2

3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that a pair of counter-rotating vortices is formed on the lateral edges of each jet by deflection of the jets along the guide surface with convex curvature, the zones laminar flow formed by the currents induced on the guide surface being located between the pairs of neighboring vortices.

4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the jets admit planes of symmetry perpendicular to the convex guide surface.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the stretchable material nets are brought towards the laminar flow zones in positions offset laterally with respect to the planes located at equal distance from two neighboring jets.

6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that one generates a main gas stream of section greater than that of the jets and directed transversely to the deflected jets, the latter each having a kinetic energy per unit volume greater than that of the main current to penetrate the latter and create interaction zones into which the partially stretched material nets are introduced to undergo additional stretching.

7. Method according to claim 6, characterized in that the trajectory of the deflected jets is oriented downwards in the direction of the main current.

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the gas jets is close to ambient temperature.

9. Device for implementing the method according to claim 1, comprising at least one emitter of gaseous jets provided with emission orifices and a source of supply of stretchable material provided with at least one supply orifice, characterized in that the emission orifices (22) of the gas jets are spaced laterally from one another and arranged along a guide element (14) adjacent to the jets and having a convex surface which deviates their trajectories, and in that the source of supply (16, 17) of stretchable material is placed opposite the convex face of the guide element to direct the threads of material towards the currents induced by the jets in zones situated between the latter on the curved surface of the guide element.

10. Device according to claim 9, characterized in that each jet emission orifice has, along the guide element, a larger dimension than in a direction normal thereto.

11. Device according to one of claims 9 or 10, characterized in that the leading edge of the guide element is adjacent to the jets flowing on its convex face, and in that the orifices (25) d 'material supply disposed between the jets are offset from the middle position.

12. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the jets emission orifices admit planes of symmetry perpendicular to the convex guide element.

13. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that each jet emission orifice is substantially rectangular.

14. Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that the emission orifices of the jets are arranged so that one of the adjacent faces of the jets is substantially tangent to the part of the convex surface close to the edge attack.

15. Device according to one of claims 9 to 14, characterized in that it comprises a generator (10, 11) generating a main current (B) of section greater than that of the jets, directed transversely to the deflected jets and intercepting them .