Brevet FR2446338A1 — publié le 19800808

"FEUTRE AIGUILLETE A HAUT COEFFICIENT D'ELASTICITE POUR PRESSES DE MACHINES A FABRIQUER LE PAPIER't Dans les machines à fabriquer le papier, la pate à papier ou les produits similaires, la pulpe fibreuse est partiellement dashydratée en passant entre les rouleaux d'une presse rotative. Il est en général préférable, pour des motifs économiques, d'extraire la plus grande quantité d'eau dans la partie presse. Au cours des dernières décades, une recherche intensive a conduit à la mise au point de nouveaux types de feutres ou tissus aux fins de déshydratation dans les parties presse des machines à fabriquer le papier. On a pu ainsi, grâce à ces nouveaux produits, augmenter les exigences de rendement pour l'extraction de l'eau.En m8me temps, la vitesse des machines s'est accrue, ce qui a entraîné de nouvelles exigences de travail et de résistance à l'usure de ces produits. Les anciens types de feutre pour presse qui consistaient en un produit tissé classique qui était feutré et rendu pelucheuxtcomplètement disparu du marché ; ils ont été remplacés par du feutre aiguilleté. En principe, ces feutres aiguilletés ont une structure de base en forme de tissu de base. Ce tissu de base peut aussi être remplacé par un filé suivant une direction seulement des deux directions du feutre. La structure de base peut aussi autre dénuée de tout filé. Les feutres aiguilletés modernes pour presse comportent d'habitude une partie compressible située du cssté de la pate fibreuse à assécher et une partie moins compressible destinée à recevoir et à évacuer l'eau extraite sous pression de la pâte fibreuse.Quand un feutre de ce genre est utilisé dans une machine à fabriquer du papier la même partie du feutre passe, plusieurs fois par minute, dans la zone d'étranglement de la presse ; elle est ainsi soumise à une compression cyclique qui s'exerce dans le sens de lssépaisseur du feutre. En outre, le feutre est peu à peu déformé de façon permanente et réduit à un état où son efficacité est diminuée. Les feutres actuels peuvent aussi subir des détériorations lorsque, par exemple, il arrive que des pâtons de pulpe passent dans la zone d'étranglement de la presse, parce que la couche de feutre compressible ne possède pas les propriétés élastiques nécessaires pour absorber les contraintes de déformation engendrées à ce moment là. Une telle détérioration au feutre de presse et à son voile prend souvent la forme d'une fissure en coup de rasoir dans le sens transversal du feutre..L'as- pect de la fissure donne l'impression que le feutre se casse sous l'effet d'une très forte force de traction localisée qui s'est exercée dans le sens longitudinal du feutre.En augmentant l'épaisseur du feutre, on peut augmenter la pression totale sans affecter la partie moins compressible du feutre. Une compression locale peut ainsi être plus facilement absorbée par le feutre sans en endommager le tissu ; mais cela présente, par contre, l'inconvénient de réduire la pénétrabilité et de rendre le passage du flux d'eau plus difficile.L'augmentation de la proportion de voile ainsi comprise dans la partie compressible du feutre augmente la déformation plastique de celui-ci, ce qui entrain une diminution continue du taux de perméabilité, qui a son tour augmente les risques de détérioration, La présente invention a pour objet d'éliminer les inconvénients décrits ci-dessus en incorporant au feutre aiguillété des matériaux élastomères macro-moléculaires qui se prêtent à un allongement d'au moins deux fois leur longueur initiale et qui, après suppression des contraintes, reprennent rapidement une longueur sensiblement égale à celle d'origine.Le matériau élastomère doit avoir des propriétés telles qu'il donne au feutre une résilience suffisante toute sa vie durant ainsi que dans les conditions sévères de fonctionnement dCes tant à la vitesse des machines qu'aux hautes pressions d'extraction de l'eau. Dn a déjà essayé de mélanger des matériaux à base de caoutchouc dans des feutres tissés de séchage classiques et dans des feutres humides. Ces tentatives ont cependant été limitées à des situations qui ne correspondent pas aux exigences de vitesse et de pression des machines actuelles. Les matériaux caoutchouteux précédemment utilisés se sont révélés inadaptés à servir à la fabrication de feutres aiguilletés. Au cours de la fabrication de ces feutres aiguilletés, les barbes des aiguilles pénètrent à travers le voile et le tissu de base pour fixer directement ou indirectement les fibres du voile sur le tissu de base. Cette opération soumet le matériau fibreux à des tensions mécaniques considérables. Les matériaux caoutchouteux classiques sont immédiatement déchirés et réduits en pièces par les barbes des aiguilles. Ces matériaux ont, en outre, un coefficient d'élasticité initial relativement faible qui les rend inadaptés à une utilisation dans les machines à grande vitesse et à forte pression caractéristiques de la technique moderne de fabrication du papier. Ils n'offrent, de plus, qu'unie résistance limitée à l'ozone et aux oxydations, et vieillissent relativement vite dans l'atmosphère baignant les machines à fabriquer le papier. La présente invention consiste à utiliser des élastomères thermoplastiques macro-moléculaires ou des élastomères classiques à basa d'uréthane. Les élastomères thermoplastiques sont des matériaux qui ne nécessitent pas d'être à liaison transversale. Ils ramolissent au fur et à mesure que la température croit et peuvent être aisément travaillés comme les résines thermoplastiques classiques, c'est-à-dire extrudés en matériaux fibreux. Parmi les élastomères thermoplastiques, ceux du type polyuréthane ou polyester se sont le mieux révélés adaptés au but poursuivi par l'invention. Les élastomères à base d'uréthane à liaison transversale répondent aussi aux caractéristiques exigées des matériaux à utiliser dans les feutres employés sur les machines modernes à fabriquer le papier. Ces matériaux ont d'excellentes qualités mécaniques et une bonne stabilité chimique.Les élastomères peuvent être allongés par traction jusqu'à au moins deux fois leur longueur initiale et reprendre rapidement celle-ci, ou une longueur voisine, quand la force, à laquelle ils étaient soumis, est supprimée. Une valeur normale de l'élas- ticité de ce matériau est celle telle qu'après allongement à une longueur double de la longueur initiale il reprenne cette longueur à 5 % près, ou même moins, cinq secondes approximativement après suppression de la tension exercée. Ceci n'exclut pas cependant que des matériaux élastiques dont les propriétés diffèrent de cette valeur générale puissent convenir pour les feutres suivant l'invention. D'une façon plus précise, la présente invention concerne un feutre aiguilleté de déshydratation destiné à être utilisé dans la partie presse des machines à fabriquer le papier, la cellulose ou les produits similaires, caractérisé en cs qu'il incorpore un matériau élastomère macro-moléculaire susceptibls d'être allongé par traction à une longueur au moins double de sa longueur initiale et de rapidement reprendre sensiblement cette longueur après suppression de la force de traction. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le feutre aiguilleté incorpore des matériaux élastomères à base d'uréthane à liaison transversale susceptibles autre allongés par traction à une longueur au moins double de leur longueur initiale et de rapidement reprendre sensiblement cette longueur initiale après suppression de la force de traction. Le feutre de déshydratation de l'invention a une base classique. Cette dernière peut, suivant le cas habituel, consister en un feutre de presse tissé ou en un tissu, mais c'est de préférence un feutre aiguilleté avec ou sans tissu de base. Le voile de feutre aiguilleté peut comprendre une ou plusieurs couches dont la finesse des fibres est variable. Cette structure de base classique incorpore, selon l'invention, des élastomères macro-moléculaires en quantité telle qu'en soient affectées profondément les propriétés élasti ques du feutre. Des exemples d'application de l'invention sont donnés ci-après : I - Tissu de base d'un feutre aiguilleté tissé sans fin suivant un modèle à quatre brins de manière à former une structure à double couche comprenant deux couches dans le sens de la trame c'est-à-dire la direction de la machine. Une de ces couches consiste en des fils comprenant une âme faite d'un filament de polyuréthane élastomère autour duquel est enroulé un fil de polyamide. La seconde couche de trame du tissu de base est constituée de monofilaments ou de multifilaments dont les fils de chaîne, ou fils croisés, sont des monofilaments dont aucun n'est un matériau fortement élasti 2 que. Le poids du tissu de base est calculé pour être 75D g/m dont environ 120 g/m pour le matériau élastique.Sur le tissu de base est aiguilleté un voile dont le poids est de 450 g/m2 comprenant un mélange de fibres de polyamide de 6 et 15 deniers. Il - ême structure de tissu de base et du voile que dans l'exemple précédent, à la différence toutefois que le filament de polyuréthane autour duquel est enroulé un fil de polyamide est remplacé dans le cas présent par un filament qui est aussi de polyuréthane élastique mais sans fil autour. Dans ce cas, le poids du tissu de base est calculé pour être 750 g/m2, dont environ 200 g/m2 pour le matériau élastique. III - Tissu de base tissé sans fin suivant une structure à quatre brins en une seule couche dont, dans la channe et dans la trame, un fil sur deux est constitué de monofilaments élastiques en polyuréthane seuls ou avec d'autres fils enroulés autour d'eux. Chaque autre fil dans le sens de la machine consiste en un fil retors monofilament et chaque autre fil croisé est un monofilament seul. Le poids du tissu de base est calculé pour être 400 g/m, dont environ 200 g/m pour le matériau élastomère. Sur le tissu de base est aiguilleté de préférence un voile du type de celui de l'exemple I. IV - Tissu de base tissé sans fin suivant une structure à quatre brins en une seule couche où les fils en direction de la machine sont des monofilaments retors et les fils croisés sont des monofilaments seuls. Sur ce tissu de 2 base est aiguilleté un voile ayant un poids de 700 g/m et comprenant environ 80 % de fibres de polyamide de 6 et 15 deniers et environ 20 % de matériau fibreux fortement élastique. Dans les exemples ci-dessus, le matériau élastomère est constitué de fils ou de matériaux fibreux. Il peut aussi entrer comme composant de fibres à deux composants. Les matériaux élastomères de polyuréthane du type classique à liaison transversale aussi bien que ceux du type thermoplastique se sont révélés très adaptés à être mélangés aux feutres de déshydratation en application de la présente invention. D'autres matériaux thermoplastiques macro-moléculaires peuvent, cependant, être aussi utilisés. A titre d'exemple on peut mentionner les polymères à base de styrène, les polymères à base d'oléfine et les polymères à base d'ester. Les propriétés élastiques du feutre dépendent de la quantité de matériaux élastomères incorporés dans la structure de base. L'addition de petites quantités peut déjà entrainer des modifications physiques mesurables. L'effet optimum est obtenu cependant à condition d'inclure une quantité notable de matériau élastomère. On a trouvé que l'incorporation dans le tissu de base devrait être d'au moins 15 % du poids de ce tissu de base et d'au moins 10 % du poids total du feutre. L'utilisation de matériaux élastomères thermoplastiques et de matériaux à base d'uréthane à liaison transversale dans les feutres de déshydratation présente plusieurs avantages sur les feutres classiques de l'art antérieur. En raison de l'augmentation de ses propriétés élastiques, le feutre reprend sa forme initiale plus facilement après chaque passage dans l'étranglement de presse, et son coefficient de déformation permanente continue est abaissé. La pénétrabilité du feutre dure ainsi plus longtemps. L'aptitude du feutre à reprendre sa forme initiale après déformation diminue les risques de détérioration, par exemple dans le cas où un piton de pulpe passe dans l'étrangle- ment de presse. Dans ce cas, le matériau élastique du feutre encaisse l'effort de déformation et reprend sa forme initiale après passage du pâton dans la presse. Les machines modernes de fabrication de papier à grande vitesse sont très sensibles aux vibrations. L'incorporation de matériau élastique dans le feutre de déshydratation a un effet d'amortissement des vibrations dans ltensemble de la partie presse de la machine, Comme, en application de l'invention, le feutre reste plus pénétrable, il est plus facile de le maintenir propre. L'augmentation de l'élasticité du feutre entraîne l'avantage de pouvoir élargir les zones d'étranglement de presse et par conséquent d'obtenir des durées de pressage plus longues. On a appelé "feutre de déshydratation" le produit conforme à l'invention tel que décrit plus haut ainsi que dans les revendications ci-après. Cette expression est cependant destinée à comprendre aussi d'autres tissus à machines utilisés aux fins de déshydratation. REVENDICATIONS 1.- Feutre de déshydratation destine à la partie presse de machines à fabriquer le papier, machines à fabriquer la cellulose ou machines du même genre, caractérisé en ce qu'il incorpore un matériau macro-moléculaire élastomère thermoplastique susceptible d'être allongé par traction à une longueur au moins double de sa longueur initiale et de rapidement reprendre sensiblement cette longueur après suppression de la force de traction. 2.- Feutre de déshydratation destiné à la partie presse de machines à fabriquer le papier, machines à fabriquer la cellulose ou machines du même genre, caractérisé en ce qu'il incorpore un matériau macro-moléculaire élastomère à base d'uréthane à liaison transversale susceptible d'entre allonge par traction à une longueur au moins double de sa longueur initiale et de rapidement reprendre sensiblement cette longueur après suppression de la force de traction. 3.- Feutre de déshydratation selon la revendication i, caractéri- sé en ce que le matériau élastomère thermoplastique est un polymère à base d'urthane. 4.- Feutre de déshydratation selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le matériau élastomère thermoplastique est un polymère à base d'ester. 5.- Feutre de déshydratation selon la revendication 1, caractri- en en ce que le matériau élastomère thermoplastique est un polymère à base de styrène. 6.- Feutre de déshydratation selon la revendication 1, caracri- sé en ce que le matériau élastomère thermoplastique est un polymère à base d'oléfine. 7.- Feutre de déshydratation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau élastomère est constitué de fils de matériaux fibreux. 8.- Feutre de déshydratation selon la revendication 7, caractéri sd en ce que le matériau élastomère forme un composant d'une fibre à deux composants. 9.- Feutre de déshydratation selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le matériau élastomère est incorporé dans un feutre aiguilleté. 10.- Feutre de déshydratation selon la revendication 9, caractE- risé en ce que le matériau élastomère est incorporé au voile du feutre aiguilleté. 11.- Feutre de déshydratation selon la revendication 9 avec tissu de base, caractérisé en ce que le matériau élastomère est incorporé dans le tissu de base du feutre. 12.- Feutre de déshydratation selon la revendication 11, caracté- rise en ce que le matériau élastomère du tissu de base constitue au moins 15% en poids de ce tissu et au moins 10% en poids du poids total du feutre.