Brevet FR2034368A1 — publié le 19701211

i 2034368 L'invention concerne un procédé de fabrication continue d'une feuille ou d'un élément constitué par un réseau régulier obtenu par couchage, sur un large tapis circulant/d'un produit liquide, pâteux ou à texture fibreuse. On connaft les difficultés rencontrées lorsque l'on veut répartir unîfor-5 mément un tel produit sur un tapis de largeur importante» En particulier, les procédés classiques pour la fabrication industrielle En outre, un tel mode de distribution permet difficilement d'obtenir un écoulement parfaitement régulier et la feuille formée comporte, inévitablement, des défauts, résultant de turbulences au sein du produit à répartir. 15 On a tenté, pour éliminer ces difficultés, de remplacer cette alimenta tion linéaire par une alimentation à buse balladeuse émettant un jet ponctuel. Il est, alors, possible de régler les débits, mais ce mode de distribution dans lequel la buse est soumis à un mouvement de va-et-vient d'un bord à l'autre du tapis, détermine une répartition non uniforme du produit, du fait de l'inégalité 20 des vitesses de la buse au dessus des différents points du tapis courant. En outre, ce mode de distribution alternatif pose des problèmes mécaniques pour une alimentation à grande vitesse. L'objectif essentiel de la présente invention est d'obtenir à grande vitesse un couchage uniforme sur un large tapis mobile, d'un produit liquide, pâteux ou 25 à contexture fibreuse, en l'absence de dispositifs mécaniques complexes. A cet effet, on a imaginé, selon l'invention, un procédé de répartition consistant à utiliser un tapis sans fin déformable que l'on amène à se déformer latéralement sur une portion de son parcours et à épouser intérieurement tout ou fraction d'une surface réglée dont les génératrices sont parallèles à la direction de déplacement 30 dudit tapis ; la distribution du produit à répartir s'effectue â partir d'une source située à proximité du centre de la directrice de la surface réglée, afin que tous les points du tapis soient alimentés de façon identique par cette source. Pour pénétrer dans la surface précitée, le tapis déformable se galbe et prend provisoirement la forme de cette surface qui lui sert de guide. Cette forme 69 08213 2 2034368 qui lui est imposée, présente une certaine symétrie, tous les points du tapis se trouvant sensiblement équidistants de la source de distribution, ce qui autorise une distribution continue et uniforme du produit. On écarte, ainsi, tous les inconvénients afférents au mode de distribution alternatif et le procédé permet 5 d'obtenir une répartition parfaitement uniforme du produit sur le tapis. Le tapis pert, ensuite, sa forme courbée en s'épanouissant, â la sortie de la surface de révolution précitée, jusqu'à reprendre sa forme plane, sous l'influence de moyens de soutien et d'entrafnement. A la sortie de ladite surface, la feuille -où le réseau- formée peut être 10 fendue le long des bords du tapis et accompagner le redressement de ce dernier avant d'en être séparée. Ce mode d'extraction de la feuille est admissible du fait -et ceci peut paraître paradoxal- que le changement de forme de cette feuille s'effectue sans contraintes appréciables. En effet, on a remarqué qu'un cylindre, constitué par 15 une feuille et qui est fendu sur une fraction de sa hauteur le long d'une de ses génératrices, possède une tendance naturelle à s'ouvrir sous la simple action de son poids, à s'épanouir et à se redresser sous la forme d'une bande plane remontant de façon inattendue, jusqu'à une distance très faible de la partie non fendue, restée cylindrique; 20 II suffit, donc, pour rendre négligeables les contraintes développées au cours du redressement de la feuille, d'astreindre, â l'aide des moyens de soutien et d'entrafnement, le profil du tapis à évoluer,' de la sortie de la surface de révolution jusqu'à la z.ône où celui-ci a repris sa forme plane, comme le ferait naturellement le profil d'une feuille. 25 Dans le cas où la feuille -ou le réseau- formée est suffisamment résistante, celle-ci -ou celui-ci- peut, également, être extraite sous forme de gaine cylindrique. Elle est, alors, séparée du tapis porteur immédiatement après sa sortie de la surface de révolution. Le cylindre obtenu peut, ensuite, être tronçonné, puis chaque tronçon coupé le long d'une génératrice si l'on désire obtenir des feuilles 30 planes. Pour limiter les contraintes de déformation du tapis porteur et diminuer la largeur finale de la feuille, on peut, avantageusement, utiliser deux tapis identiques, se déroulant à la même vitesse et situés face à face à l'intérieur de la surface de révolution, lesdits tapis s'étendant sur tout ou fraction de cette surface. 69 08213 3 2034368 Dans ce cas on peut employer, pour extraire la feuille -ou le réseau-formée, un procédé analogue au procédé mentionné précédemment. La feuille est coupée le long des bords des deux tapis, formant, ainsi, deux feuilles séparées ; chacune peut être transportée par le tapis au contact duquel elle s'est 5 formée, ou bien elles peuvent être transférées sur l'un des tapis. Dans le cas où, d'une part, les deux tapis recouvrent intérieurement la totalité de la surface de révolution et où, d'autre part, la feuille produite est suffisamment consolidée, on peut extraire celle-ci sans opération de découpe préalable, sous forme de gaine cylindrique. 10 L'Invention concerne, également, un dispositif pour la fabrication conti nue, notamment à vitesse élevée, de feuilles ou de réseaux réguliers, â partir d'un produit liquide, pâteux ou à contexture fibreuse ; ce dispositif, destiné à mettre en oeuvre le procédé précédemment exposé, comprend : - au moins, un tapis sans fin, déformable, lequel est soutenu, guidé et 15 susceptible d'être entraîné, notamment à vitesse importante, par des moyens appropriés ; - une enceinte, aménagée sur le parcours du tapis sans fin et dont la surface intérieure est une surface de révolution réglée, ledit tapis subissant une déformation au contact de cette enceinte et venant épouser la forme de cette 20 dernière ; - des moyens de distribution du produit comportant, au moins, une buse de projection située, dans l'enceinte précitée, à proximité de l'axe de cette dernière. Ce dispositif permet, pendant la portion de parcours où le produit est 25 distribué -c'est-à-dire à l'intérieur de l'enceinte mentionnée précédemment- de créer une distribution régulière autour d'un axe et d'alimenter tous les points de la bande dans les mêmes conditions, ce qui est nécessaire pour l'obtention d'une répartition uniforme. Selon un mode simple de réalisation, l'enceinte du dispositif est consti-30 tuée par un cylindre, de préférence, à axe vertical, le sens de déplacement du tapis déformé étant, avantageusement, ascendant. On peut, alors, utiliser un tapis unique, présentant une largeur à plat sensiblement égale à la circonférence du cylindre. A l'intérieur de l'enceinte ce tapis prend la forme cylindrique de son guîde, ses deux bords venant s'accoter l'un à l'autre. 69 08213 4 2034368 Le dispositif peut, également, être équipé de deux tapis identiques présentant chacun une largeur sensiblement égale à la demi-circonférence du cylindre. A l'intérieur de l'enceinte, ces deux tapis prennent la forme de demi-cylindres situés, face à face, bords jointîfs. A la sortie de l'enceinte, les deux tapis 5 se séparent et s'épanouissent chacun de leur côté pour retrouver leur forme plane. Selon un autre mode de réalisation, la surface intérieure de l'enceinte présente une courbe directrice à grands rayons de courbure, déterminant une faible déformation de chaque tapis. Plusieurs tapis mobiles peuvent, alors, recouvrir la totalité de cette surface intérieure, formant autant de feuilles - ou 10 réseaux - que de tapis existants. Des zones libres peuvent, aussi, exister entre tapis courants. Selon un mode de réalisation s'appliquant au cas où le produit à répartir est en suspension dans un fluide, le tapis sans fin est filtrant et l'enceinte comporte une paroi intérieure poreuse et des moyens d'aspiration susceptibles d'aspi-15 rer, à travers cette paroi, le fluide filtré. Le dépôt des particules sur le tapis est, ainsi, accéléré, comme cela se pratique de façon classique, par exemple, sur les caisses aspirantes des machines à fabriquer du papier. Ce tapis filtrant peut, avantageusement, être constitué par une fine toile métallique dont les mailles sont susceptibles, dans la très faible mesure où 20 cela est nécessaire, de se déformer pour que le tapis épouse intimement le galbe transversal d'une surface guide. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention est, utilement, équipé de moyens de récupération des excédents de produits émis, moyens situés à la base de l'enceinte. Ces excédents sont remis en circulation de façon â limiter les 25 pertes. Ces moyens de récupération peuvent, simplement, consister en un récipient en forme d'entonnoir dont le bord, du côté évasé, est muni d'un joint souple venant au contact du tapis déformé ou de la surface intérieure de l'enceinte. Les excédents de produit ruissellent le long de ce tapis ou de cette surface et sont fi-30 naiement recueillis par l'intermédiaire du joint souple, dans le récipient en forme d'entonnoir d'où ils sont évacués par une canalisation avant d'être recyclés. En outre, la ou les buses d'écoulement équipant le dispositif, sont favorablement, nanties d'orifices d'éjection de faibles sections, capables d'émettre une nappe périphérique qui constitue un film liquide annulaire analogue au rideau 35 tombant sur les tapis des machines classiques. 69 08213 5 2034368 Dans le cas où les buses de projection sont ponctuelles, leur mouvement peut être continu et rotatif, ce qui présente des avantages mécaniques évidents par rapport à une distribution alternative. De plus, il est possible de régler, avec précision, le débit, la vitesse, ou le sens de rotation de la ou des buses, 5 paramètres qui déterminent la valeur de la vitesse d'émission du jet et les schémas d'entrecroisement des réseaux. Au surplus, la ou les buses de projection sont, de préférence, fixées sur des moyens orientables, destinés à donner la possibilité de faire varier et de régler les incidences des jets émis. 10 On sait que la vitesse d'émission du jet et son incidence sont les paramètres essentiels qui déterminent les caractéristiques anisotropiques de la feuille -ou du réseau- obtenue. Le dispositif décrit permet, donc, de faire varier et de régler ces caractéristiques. L'invention concerne, enfin, l'application des procédé et dispositif 15 décrits à la fabrication d'une feuille de papier, le produit à répartir étant une pâte à papier. La description qui suit, présentant, à titre d'exemple, cette dernière application, permettra, en référence aux dessins annexés, de mieux comprendre le principe et les avantages de l'invention. Sur ces dessins : 20 - la figure 1 est une vue simplifiée, en perspective, d'un dispositif selon l'invention ; - la figure 2 schématise une expérience effectuée à l'aide d'un cylindre de papier fendu sur une partie de sa hauteur ; - la figure 3a est une coupe schématique suivant un plan axial, d'une 25 enceinte selon l'invention ; - la figure 3b présente à échelle agrandie une variante de distributeur destiné à équiper une enceinte selon l'invention ; - les figures 4 et 5 schématisent deux modes d'extraction de feuilles de papier formées dans des dispositifs selon l'invention. 30 Sur la figure 1 est ébauché un bati parai léfépîpédique, ouvert sur sa face antérieure et supportant des rouleaux 2, 3, 4 et 5 identiques, susceptibles d'être entraînés à vitesse égale en rotation sur eux -mêmes, par des moyens d'entraînement classiques non représentés. Ces rouleaux 2, 3, 4 et 5 guident, soutiennent eh entraînent une toile déformable sans fîn 6. Cette toile 6 est 35 constituée de-deux séries de brins perpendiculaires formant des mailles souples. 69 08213 2034368 Ces éléments sont susceptibles de se déformer, de glisser les uns sur les autres, de teffe sorte que la toile puisse subir des déformations importantes. Sur la portion verticale ascendante, la toile pénètre dans une enceinte cylindrique 7, fixée au bâti 1, par exemple à l'aide de colliers tels que 8. Cette enceinte 7 est constituée (figure 3) par une paroi intérieure, filtrante et cylindrique, 9 et par une paroi extérieure 10. La section circulaire de cette paroi intérieure 9 possède une longueur égale à la largeur de la toile 7. Au contact de cette paroi intérieure 9, fa toile 7 se déforme et épouse la forme cylindrique de cette dernière, les deux bords de cette toile venant se rejoindre le long d'une génératrice de cette paroi. Par ailleurs, des moyens d'aspiration (non représentés) sont susceptibles, par un conduit 11, de créer une dépression dans le volume annulaire compris entre la paroi intérieure 9 et la paroi extérieure 10. En outre, l'enceinte 7 est munie à sa base d'un récipient en forme d'entonnoir 12 prolongé par un conduit 13. Sur le bord supérieur de ce récipient 12 est fixé un joint souple 14 venant affleurer la surface 9. Enfin, l'enceinte 7 est équpée d'une buse 15 susceptible d'émettre un jet de fluide, par exemple une matière thermoplastique se refroidissant sous la forme d'un fil. Cette buse est montée sur des moyens orientables, schématisés en 16, permettant de régler l'angle d'incidence du jet par rapporta la verticale ; par ailleurs, cette buse peut être animée d'un mouvement continu de rotation autour de l'axe de l'enceinte, au moyen d'un organe d'entraPnement symbolisé en 17 et est alimentée, en fluide, par une canalisation 18. Ainsi, pour former une feuille 21 possédant des caractéristiques anisotropiques données, on règle la vitesse de déplacement de la toile 6, l'orientation de la buse, la vitesse de rotation de celle-ci et le débit de fluide à papier dans la canalisation 18, à des valeurs prédéterminées, obtenues par exemple à l'aide d'abaques. Notons que le rapport de la vitesse de rotation de la buse 15 â la vitesse de déplacement de la toile 6, ne doit pas être inférieur à une valeur déterminée, si l'on veut obtenir une feuille présentant une surface continue. Dans le cas où cette condition ne serait pas respectée, il se formerait sur la toile une hélice de pâte, à pas plus ou moins important suivant la valeur du rapport précité. La figure 3b présente, en variante, un distributeur destiné à être disposé suivant l'axe d'une enceinte. Ce distributeur est constitué par un conduit 22 à b9 08213 7 2034368 l'extrémité intérieure duquel est fixée une tige 23, Cette tige est filetée sur sa partie extérieure au conduit 22, de façon à permettre d'assujettir, sur cette partie, un disque 24 à hauteur réglable. Ce distributeur émet, donc, un rideau fluide, présentant une symétrie de révolution par rapport à l'axe de l'enceinte 5 et offre l'avantage de ne comporter aucune pièce mobile. Ce dispositif est particulièrement intéressant pour déverser un rideau annulaire de pâte à papier qui s'écoule, sous la forme d'un flot régulier happé par le tapis ascendant. L'aspiration produite à travers la toile 6 et la paroi 9 permet d'accélérer le dépôt des fibres en suspension et d'évacuer le fluide transporteur. Les excé-10 dents de pâte à papier ruissellent sur la toile 6, puis sont récupérés, à la base de l'enceinte 7, dans l'entonnoir 12, par l'intermédiaire du joint souple 14. A la sortie de l'enceinte 7 (figure 1) la feuille formée est fendue et la toile 6 est amenée, grâce au rouleau 2, à reprendre sa forme plane. C>e changement de forme ne doit, évidemment, pas perturber la répartition de pâte à papier 15 sur la toile, en particulier, en créant des contraintes au sein de la feuille formée. La figure 2 permet de comprendre que les contraintes développées dans la feuille au cours de ce changement de forme sont, tout à fait, négligeables. Cette figure représente un cylindre de papier 25 fendu à partir d'un point 26 le long d'une de ses génératrices. On constate que le cylindre fendu s'ouvre naturellement et 20 tend à donner, à une très courte distance du point 26, une bande de papier plane. Il suffit, donc, pour que les contraintes développées dans la feuille transportée sur la toile 6 soient négligeables, de situer le rouleau 2 de façon â ce qu'il impose à cette toile 6, un changement de forme qui serait naturel à une feuille seule. Le rapprochement des figures 1 et 2 montre que cette condition est 25 vérifiée pour le dispositif représenté à la figure 1. La feuille de papier 21 est, après son passage sur le rouleau 2, séparée de la toile 6 par une presse 27 et dirigée vers des dispositifs classiques qui lui feront subir tous les traitements ultérieurs nécessaires. On conçoit l'intérêt d'un tel dispositif qui, pendant, la distribution, 30 crée une symétrie de révolution autour du distributeur et permet, en alimentant tous les points de la toile dans les mêmes conditions, d'obtenir,--même_à grande vitesse, une répartition parfaitement uniforme de la pâte à papier. En outre, un tel dispositif donne la possibilité d'obtenir une feuille possédant les caractéristiques anisotropiques désirées. 69 08213 8 2034368 On peut imaginer de nombreuses variantes au dispositif décrit, qui ne sortent, évidemment pas du cadre de l'invention ; par exemple, le dispositif peut comporteur deux toiles (28 et 29 : figure 4 ; 30 et 31 : figure 5) chacune présentant une largeur égale & la longueur de la demi-circonférence de l'en- -5 ceinte cylindrique. Cette disposition permet de réduire les déformations des toiles utilisées. A sa sortie de l'enceinte la feuille formée est coupée, le long des bords des deux bandes, donnant, ainsi, deux feuilles séparées (32 et 33 : figure 4 ; 34 et 35 : figure 5). Dans le dispositif représenté à la figure 4, chacune des feuilles est transportée par la toile sur laquelle elle s'est formée, 10 avant d'être séparée de cette toile ; au contraire dans le dispositif de la figure 5, la feuille 35 formée sur la toile 31 est transférée, par la presse 36, sur la toile 30 au dessus de la feuille 34. On peut, également, imaginer des dispositifs comportant un nombre de toiles multiple ou équipés d'enceintes à surfaces intérieures variées (surface 15 à directrice elliptique, ...), sans sortir du cadre de l'invention. Par ailleurs, à l'occasion de la figure 3b, on a décrit un déversoir annulaire de diamètre assez réduit ; bien entendu, il serait possible d'envisager des déversoirs dont le diamètre fixe ou réglable, pourrait évoluer entre une taille ponctuelle et les dimensions de l'encei nte de formation. 69 08213 9 2034368 REVENDICATIONS 1 .Procédé de couchage uniforme, notamment à grande vitesse, d'un produit liquide, pâteux ou à contexture fibreuse, sur, au moins, un large tapis mobile en vue de former une feuille ou un réseau régulier, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on utilisé, au moins un tapis sans fin déformable que l'on amè- 5 ne à se déformer latéralement sur une portion de son parcours et â épouser intérieurement tout ou fraction d'une surface réglée dont les génératrices sont parallèles à la direction de déplacement du tapis, le produit à répartir étant distribué à partir d'une source située à proximité du centre de la directrice de la surface réglée, afin que tous les points du tapis soient alimentés de façon identique par 10 cette source. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, à la sortie de la surface de révolution, la feuille - ou le réseau - formée est fendue le long des bords du tapis qui la soutient et que le profil de ce dernier évolue, en s'é-cartant de ladite surface, vers un profil plat, de telle'façon que la feuille - ou 15 le réseau - subisse, sans contraintes appréciables, le même changement de forme que ce tapis, avant d'en être séparée. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, dans le cas où la feuille - ou le réseau - formée est suffisamment résistante, celle-ci - ou celui-ci - est extraite de la surface de révolution, sous forme de gaine cylindri- 20 que. 4.Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on utilise deux tapis identiques, se déroulant à la même vitesse et situés face à face à l'intérieur de la surface de révolution, les dits tapis tapissant tout ou fraction de cette surface. 25 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que, deux feuilles - ou deux réseaux - étant constituées â la sortie de la surface de révolution, chacune est transportée par le tapis au contact duquel elle s'est formée. 6. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que les feuilles -ou réseaux - constituées à la sortie de-la surface de révolution, sont transférées 30 sur l'un des tapis. 7. Dispositif pour la fabrication continue, notamment à vitesse élevée, de feuilles ou de réseaux réguliers, à partir d'un produit liquide, pâteux ou à contexture fibreuse, ledit dispositif étant destiné à mettre en oeuvre le procédé 69 08213 10 2034368 selon la revendication 1 et étant caractérisé en ce qu'if comprend : - au moins, un tapis sans fin, déformable, lequel est soutenu, guidé et susceptible d'être entra Pné,. notamment à vitesse importante, par des moyens appropriés ; 5 - une enceinte, aménagée sur le parcours du tapis sans fin et dont la sur face intérieure est une surface de révolution réglée, ledit tapis subissant une déformation au contact de cette enceinte et venant épouser la forme de cette dernière ; - des moyens de distribution du produit comportant, au moins, un orifice 10 d'écoulement situé, dans l'enceinte précitée, à proximité de l'axe de cette dernière. 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'enceinte est constituée par un cylindre, de préférence, à axe vertical, le sens de déplacement de la bande déformée étant, avantageusement, ascendant. 15 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le tapis uti lisé a une largeur à plat sensiblement égale à la circonférence du cylindre. 10. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que ce dispositif est équipé de deux tapis identiques présentant chacun une largeur sensiblement égale à la demi-circonférence du cylindre. 20 11 . Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la surface intérieure de l'enceinte présente une courbe directrice à grands rayons de courbure, déterminant une faible déformation de chaque tapis. 12. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que, le produit à répartir étant en suspension dans un fluide, le tapis sans fin est filtrant et en 25 ce que l'enceinte comporte une paroi intérieure poreuse et des moyens d'aspiration susceptibles d'aspirer, à travers cette paroi, le fluide filtré. 13. Dispositif selon la revendication 12 caractérisé en ce que le tapis filtrant consiste en une fine toile, métallique dont les mailles sont susceptibles de se déformer pour que le tapis épouse intimement le galbe transversal d'une sur- 30 face guide. 14. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que ce disposi-1 tif comporte des moyens de récupération des excédents de produit émis, moyens situés à la base de l'enceinte. 15. Dispositif selon la revendication 14 caractérisé en ce que les moyens 69 08213 2034368 de récupération consistent en un récipient en forme d'entonnoir dont le bord, du côté évasé, est équipé d'un joint souple venant au contact du tapis déformé ou de la surface intérieure de l'enceinte. 16. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la buse de 5 projection est nantie d'au moins un orifice d'éjection de faible section, capable d'émettre une nappe périphérique qui constitue un rideau annulaire de produit à déposer sur le tapis. 17. Dispositif selon la revendication 16 caractérisé en ce que la buse de projection est fixée sur des moyens orientables, destinés à donner la possibilité 10 de faire varier et de régler l'incidence du jet émis. 18. Application du procédé selon la revendication 1 et du dispositif selon la revendication 7 à la fabrication d'une feuille de papier, le produit à répartir étant une pâte à papier.