Brevet FR2511054A1 — publié le 19830211

Tissu à trois couches pour la formation de feuilles, en particulier de feuilles de papier sur une machine à papier à deux toiles. La présente invention concerne les tissus pour la formation de feuilles et particulièrement ceux utilisés sur des machines de fabrication de papier à deux toile Il existe de nombreux types connus de machines de formation de feuilles de papier à double toile dans toutes lesquelles on injecte un lit ou courant de pâte à papier contenant habituellement plus de 99% d'eau dans un intervalle convergent formé par deux tissus sans fin séparés, appelés toiles se déplaçant dans la même direction et à la même vitesse. L'intervalle est conçu pour converger jusqu'à ce que les tissus se déplacent ensemble dans une section de déshydratation avec la couche de pâte à papier prise en sandwich entre eux. La pâte à papier est comprimée au fur et à mesure que le sandwich est tiré sur un rouleau cylindrique ou un sabot fixe courbé ou encore une série de lames déflectrices disposées suivant une configuration curviligne de manière à assurer le support du tissu intérieur ou tissu de transport pendant que le tissu extérieur ou tissu de soutien converge en exprimant l'eau de la pâte à papier tandis que les fibres de cette pâte restent sensiblement"figees" dans leur position. En raison de leur possibilité de vitesse plus grande et de leur besoin plus faible en espace et en énergie, les machines de formation de feuilles de papier à double toile ont été de plus en plus utilisées ces dernières années. Toutefois, par suite d'une tendance persistante à produire du papier ayant une apparence striée, l'utilisation des machines de formation de feuilles de papier à double toile a été limitée à la fabrication de certainesqualitésde papier dans lesquelesces défauts de qualité n'ont pas une importance capitale. La striure dans le papier formé sur une machine à double toile est provoquée par une disposition inégale des fibres de la pâte et on a invariablement attribué ceci aux conditions de la machine, comme par exemple un réglage incorrect des organes de la machine par rapport à la caisse de tête ou à l'ajutage de cette tête ou un réglage incorrect des sabots ou lames déflectrices de la section de déshydratation de la machine. On s'est alors aperçu qu'une cause de striure est l'épaisseur inégale du lit ou jet en forme de feuille de la pâte à papier qui est injecté dans l'intervalle convergent cunéiforme entre les deux tissus avant que ceux-ci ne passent sur les rouleaux cylindriques ou le sabot curviligne. Les variations d'épaisseur tendent à dévier le tissu extérieur de soutien ou d'appui en y formant des sillons ou rigoles peu profonds disposés dans la direction de fonctionnement de la machine.Une rigole qui sépare les tissus tend à maintenir une concentration plus élevée de fibres dans cette zone, ce qui se traduit par une raie ou strie plus opaque dans le papier. I1 se produit de façon correspondante une concentration plus faible de fibres de pâte à papier dans les zones adjacentes à la rigole,ce qui se traduit par une raie ou strie moins opaque dans le papier en amplifiant ainsi l'état. Un facteur qui influence la constitution inégale du lit ou jet de pâte à papier réside dans le fait que la distance de parcours du jet à partir de la sortie de caisse de tête jusqu'au point de rencontre avec l'un ou l'autre des tissus est obligatoirement très longue, de l'ordre d'environ 40 cm ou plus dans certaines machines et d'au moins 25 cm sur la plupart des petites machines. Avant que cette distance à partir de la sortie de la caisse de tête soit atteinte, le jet en forme de ruban a perdu son caractère uniforme sur ses deux surfaces et commence à présenter un aspect ondulé d'un caractère irrégulier.Ces ondulations,qui s'étendent dans la direction de la machine, apparaissent sous la forme de variations d'épaisseur dans la direction transversale la machine et peuvent être provoquées par des défauts mineurs dans les lèvres de la caisse de tête par l'adhérence de la pâte à papier. ou d'objets étrangers ou même par la turbulence dans la caisse de tête elle-même. Toutefois, que la fabrication de. la caisse de tête soit en pratique parfaite et que cette tête soit maintenue dans un état parfait, le lit ou jet devient inévitahlement irrégulier sur une distance d'environ 25 cm ou moins. Toutes défectuosités telles que celles mentionnées ci-dessusaggravent simplement les conditions. On a constaté en outre que si l'on augmente la rigidité, dans le sens transversal de la machine, du tissu extérieur de certaines machines de formation de feuilles à double toile de manière à réduire la tendance de ce tissu à former des rigoles, les inégalités dans l'épaisseur du lit ou jet de pâte à papier diminuent également ou sont éliminées et il en résulte une concentration plus uniforme des fibres de la pâte sur toute l'étendue. Les toiles métalliques de formation de feuilles étaient, jusqu'à un passé assez récent, tissées à l'aide de fils de chaine en bronze et de fils de trame en laiton ou en bronze. La toile métallique était tissée suivant un dessin semi-croisé à couche unique. Elle était rigide de façon inhérente dans la direction transversale à la machine et assurait un bon support pour la pâte à papier en raison de la finesse de la maille, ceci rendant la toile particulièrement bien appropriée pour entre utilisée, par exemple, sur une machine de fabrication de papier "Bel Baie II". D'un point de vue pratique, il est des plus souhaitable d'utiliser des tissus de formation de feuilles de papier en fiE polymèresplastiquestisse,en raison de leur plus grande flexibilité et de leur meilleure résistance à l'usure et à la corrosion.Toutefois, un inconvénient des tissus classiques en matière plastique, et qui limite leur aptitude à être utilisés sur des machines de fabrication de papier à double toile, réside dans le fait que par suite de la flexibilité naturelle des fils en matière plastique s'étendant dans le sens transversal de la machine, des plis ou sillons s'étendant dans la direction de la machine ont tendance à se former dans le tissu. Cet état se trouve généralement amplifié par la tension élevée sous laquelle les tissus se deplacent normalement sur la machine de formation de feuilles de papier à double toile, ainsi que par les variations d'épaisseur dans le lit ou jet comme expliqué précédemment. On voit, d'après ce qui précde, qu'il serait avantageux de réaliser un tissu en matière plastique destiné à la formation de feuilles de papier ayant une épaisseur accrue dans le sens transversal de la machine. Bien que l'on puisse obtenir ce résultat jusqu'à un certain point dans les tissus classiques par augmentation du calibre et du nombre des films s'étendant dans la direction transversale de la machine, cette mesure. n'est pas entièrement satisfaisante, car elle se traduit par une perte dans la capacité d'égouttage, La présente invention constitue un moyen permettant de surmonter l'inconvénient mentionné ci-dessus en réalisant un tissu à monofilaments polymèresplastiquprésentant une rigidité élevée dans le sens transversal de la machine, de manière à résister à une déviation produite par le flux ou jet de pâte à papier, tout en conservant de bonnes caractéristiques d'égouttage et de support de fibres.Le tissu, selon la présente invention, comprend une pluralité de fils de chaine polymères monofilaments entrelacés, dans une structure à un seul pli ou épaisseur, avec trois couches de fils de trame polymèrsmono- filaments, le nombre de fils de trame, dans la surface en contact avec la pâte à papier, étant supérieur à environ 40 par 25,4 mm. Le tissu, dans un des modes de réalisation de l'invention, présente dans le sens transversal de la machine une valeur de rigidité qui, mesurée à l'aide d'un dispositif d'essai de rigidité 'PGurley", est supérieure à 15 grammes. Les fils de trame sont disposés par groupes de trois alignés verticalement et la couche supérieure, qui est la plus près de la nappe de pâte à papier, présente un nombre de fils compris entre 40 et 60. par25,4 mm. Ce tissu procure la rigidité nécessaire dans le sens transversal de la machine ainsi qu'un bon support de fibres et un égouttage adéquat. Le dispositif d'essai de rigidité " Eurley" est bien connu dans la technique et a été utilisé de la façon connue pour établir la rigidité du tissu selon l'invention et la comparer avec celle du tissu classique. Au cours d'essaiS en laboratoire effectués a l'aide de cet instrument, on a comparé des échantillons d'un tissu synthétique classique deux couches et d'une toile métallique classique. à une seule couche avec des échantillons de tissu à trois couches selon la présente invention. Les résultats représentatifs d'un essai de comparai son sont donnés dans le tableau A ci-dessous, dans lequel les dimensions des échantillons étaient de 38,1 mm en ce qui concerne la longueur et 25,4 iris en ce qui concerne la largeur. TABLEAU A Tissu de pas 7 Tissu de pas 8 Toile métallique en bronze de pas 3 (7 foules) (8 foules) (3 foules) 2 couches 3 couches 2 couches 3 couches sei-croisée MAILLES 146x91 146x159 182x136 180x174 68x54 DIAM. CHAîNE 0,170 0,170 0,140 0,140 0,210 (mm) DIAM. TRAME 0,220 0,220 0,173 0,173 0,240 (mm) RIGIDITE TRAME (g.) 8,1 26,7 5,6 13,8 22,4 PERMEABILITE 1,488 1,372 0,717 1,906 2,623 A L'AIR (m3/dm2/min) On voit d'après le tableau A que ces tissus synthétiques particuliers à trois couches sont deux à trois fois plus rigides dans le sens transversal de la machine que les tissus synthétiques classiques à deux couches comportant des fils de chaîne et de trame de même dimension.En outre, en les comparant avec une toile en bronze semi-croisée à une seule couche qui assurerait un support équivalent pour les fibres, on voit qu'ils ont à peu près les mêmes valeurs de rigidité que la toile métallique. Trois autres tissus synthétiques à trois couches, convenant pour être utilisés sur des machines de fabrication de papier à deux toiles, présentaient des valeurs de rigidité dans le sens transversal de la machine de l'ordre de 20 à 25 grammes, les valeurs de rigidité des tissus préférés atteignant 30 grammes. Une caractéristique du tissu selon la présente invention réside dans le fait que chaque fil de chaîne s'entrelace avec toutes les trois couches de fils de trame et s'étend dans la direction de la machine. La trame est disposée par groupe de trois fils alignés verticalement. Une autre caractéristique réside dans le fait que le remplissage de la chaîne est normalement de 100%. Le remplissage de la chaîne est défini comme étant la quantité de chaîne dans un espace donné par rapport à l'espace-total considéré. Par exemple un remplissage de chaîne de 60% signifie que 60% de l'espace dans la direction de la trame est occupé par la chaîne, cette chaîne étant supposée alignée horizontalement dans un plan. I1 est possible d'obtenir un remplissage de chaîne supérieur à 100% en raison du chevauchement qui se produit entre les fils de chaîne, particulièrement lorsqu'ils sont entrelacés avec deux ou plus de deux couches de fils de trame. Les tissus à trois couches selon la présente invention présentent un remplissage de chaîne compris entre 70% et 130%. La caractéristique principale du tissu selon la présente invention réside dans le fait qu'il présente une meilleure résistance à la flexion dans le sens transversal de la machine. Une autre caractéristique réside dans le fait que la surface du tissu sur laquelle le papier est formé peut être tissée suivant un dessin à mailles qui assure un support adéquat pour les fibres sans réduire l'égouttage. On évalue et compare l'égouttage du tissu à l'aide d'un instrument de mesure de perméabilité"Frasier PermeometerZ Cet instrument est également bien connu dans la technique et est utilisé de façon classique pour mesurer la perméabilité à l'air du tissu, cette perméabilité étant exprimée par le nombre de mètrescubesd'air par minute traversant ldm2 du tissu lorsque la chute de pression dans ce tissu est de 12,7 mm d'eau. L'ins 2 trument utilise une section d'essai de tissu de 6,45 cm et est étalonné de manière que l'indication du manometre,appliquse à un graphique de référence, soit transformée en m3 d'air par minute et par dom? de tissu. Une autre caractéristique encore du tissu selon la présente invention réside dans le fait qu'il est bien adapté pour être utilisé sur une machine de. fabrication de papier à double toile et, particulièrement, lorsqu'il est disposé à l'endroit de la position du tissu extérieur ou tissu de soutien, sa plus grande propriété de rigidité réduit l'effet de striure dans le papier obtenu sur ce type de machine. Selon un large aspect de la présente invention, on réalise un tissu à un seul pli pour la formation de feuilles de papier, ce tissu constituant une courroie sans fin comportant des côtés latéraux opposés. Ce tissu de formation de feuilles de papier présente une direction latérale s'étendant entre ces cotés latéraux et une direction-longitudinale s'étendant perpendiculairement à la direction latérale. Le tissu de formation de feuilles de papier est un tissu de soutien destiné à être utilisé en combinaison avec un tissu transporteur avec lequel il converge sur une machine de fabrication de papier à deux toiles, dans laquelle un lit ou jet plat de pâte à papier est injecté entre le tissu de soutien et de transport convergents pour appliquer des pressions opposées à la pâte à papier en vue d'en éliminer l'eau de manière à former une feuille de papier. Le tissu de formation de feuilles à un seul pli comporte une pluralité de fils de chaîne polymèresmonofilaments s'étendant dans la direction longitudinale et entrelacés, le remplissage de chaîne étant d'environ 100%, avec des fils de trame polymères monofilaments s'étendant dans la direction latérale. Les fils de trame sont disposés par groupes d'au moins trois alignés verticalement afin que l'on obtienne une plus grande rigidité dans la direction latérale de manière que la pâte à papier se trouve ainsi sensiblement redistribuée latéralement lorsqu'elle est prise en sandwich entre les tissus. On va maintenant décrire des modes de réalisation préférés de la présente invention en se référant aux exemples illustrés dans les dessins annexés,.sur lesquels la figure 1 est une vue schématique simplifiée d'une machine de formation de feuilles de papier Bel Baie Il 'dans laquelle le tissu de la présente invention permet d'obtenir une meilleure performance; la figure 2 est une vue schématique agrandie de la zone d'injection de pâte de la figure 1; la figure 3 est une coupe latérale agrandie d'une partie d'un tissu à double couche et de pas 7 selon la technique antérieure; la figure 4 est une vue similaire d'une partie d'un tissu à double couche de. pas 8 selon la technique antérieure; la figure 5 est une coupe latérale agrandie d'une partie d'un tissu à trois couches de pas 7 selon la présente invention;; la figure 6 est une. vue similaire d'un tissu à trois couches de pas 6 selon la présente invention; la figure 7 est une vue similaire d'un tissu-à trois couches de pas 8 selon la présente invention; et la figure 8 est une vue similaire d'un tissu à trois couches de pas 9 selon la présente invention. En se référant à la figure 1, on voit que les éléments principaux d'une machine.de~formation de feuilles de papier à deux toiles comprennent les deux tissus ou toiles de formation de feuilles, à savoir une toile extérieure 10 et une.toile intérieure 11 qui, guidées par un rouleau de formation 12 et un rouleau de tête 13, convergent et se déplacent semble, dans la direction représentée.par.les flèches, transversalement à la structure de sabot courbez.14 qui supporte des lames déflectrices 15 le long d'un trajet curviligne. Les toiles.de formation de feuilles passent.ensuite sur des caisses aspirantes 16, s'enroulent partiellement autour d'un rouleau de presse humide aspirant 17 puis se séparent.La toile 10 passe autour des rouleaux 18, du rouleau tendeur 19 et du rouleau de guidage 28 avant de revenir au rouleau de formation 12. La toile 11 continue sur le rouleau de presse humide 17 puis passe sur le rouleau tendeur 20, le rouleau 21-et le rouleau de guidage 22 avant de revenir au rouleau.de tete 13. Le lit ou jet de pâte à papier 23 en provenance de la sortie 24 de la caisse de tête 25 est dirigé de façon sensiblement tangentielle au rouleau de tête 13 et rencontre la toile de formation .10 juste avant que celle-ci ne converge vers la toile ll,puis le lit passe entre les deux toiles, à. travers la zone de. deshydratation comprenant les lames déflectrices 15, les caisses aspirantes 16 et le rouleau de presse humide aspirant 17.La nappe. de papi.er 23' partiellement déshydratée est maintenue sur la toile. il grâce à l'action du rouleau de presse humide. aspirant et est évacuée à l'endroit du rouleau d'évacuation 30. La figure 2 montre une vue agrandie du lit ou jet de pâte à papier 23 émergeant de la sortie 24 de caisse de tête et rencontrant la toile extérieure 12 au point P Du fait que la sortie de caisse de tête est une ouverture étroite qui s'étend sur la totalité de la largeur de la feuille de pâte de papier, largeur qui peut être supérieure à 6,10 mètres, et cela sans structure de nappe de support, la règle d'admission de pâte doit obligatoirement avoir une structure massive et rigide. Ceci l'empêche de s'étendre entre les rouleaux 12 et 13 et dans la zone de convergence des deux toiles 10 et 11, ce qui réduirait la distance entre la sortie 24 et le point de rencontre P. Sur la figure 3,on a représenté un exemple d'un tissu classique à deux couches de pas 7 (7 foules) avec répétition après le 14ème fil de trame décrit dans le brevet US nO 4 071 050. Les fils de trame numérotés sont appariés et chaque fil de chaine s'entrelace avec les fils de trame comme représenté et répète l'entrelacement après le 14ème fil de trame. Les fils de chaîne consécutifs suivent chacun le même dessin de tissage, mais ne commencent pas obligatoirement leur dessin de tissage sur des paires successives de fils de trame. La figure 4 montre un exemple d'un tissu également classique à deux couches de pas 8 (8 foules) avec répétition après le 16ème fil de trame. Sur la figure 5, on a représenté un exemple d'untissu à trois couches de pas 6 (6 foules) avec répétition après le 18ème fil de trame selon la présente invention. Les fils de trame numérotés sont disposés par groupe de 3 alignés verticalement et chaque fil de chaîne s'entrelace avec les fils de trame comme représenté et répète l'entrelacement après le 18ème fil de trame. Les fils de chaîne consécutifs suivent chacun le même dessin de tissage mais ne commencent pas obligatoirement leur dessin de tissage sur des groupes successifs de fils de trame. Les figures 6, 7 et 8 représentent des exemples d'un tissu à trois couches selon la présente invention dans le cas respectivement de dessins de tissage de pas 7 (7 foules) avec répétition après le 21ème fil de trame; de pas 8 (8foules) avec répétition après le 24ème fil de trame; et de pas 9 (9 foules) avec répétition après le 27ème fil de trame. Dans chaque cas, les fils de trame sont numérotés et disposés par groupes de 3 alignés verticalement et les fils de chaîne s'entrelacent avec les fils de trame comme représenté. I1 entre également dans le cadre de la présente invention de tisser n'importe quel dessin à trois couches utilisant jusqu'à 10 foules ou pas et comprenant 10 foules ou pas. Le nombre de fils de chaîne du tissu selon la présente invention est compris entre 80et 200 par 25,4 mm et le nombre de fils de trame dans la surface supérieure en contact avec la pâte à papier est supérieur à environ 40 pr25,4 mm. Le tissu selon la présente invention présente une perméabilité à l'air 3 2 supérieure à 1,220 m /dm /minute mesuree une pression dleau de 12,7 mm à l'aide d'un instrument de mesure de perméabilité "Frasier Air Permeometer". Le tissu selon la présente invention peut être utilisé en n' importe quel endroit sur une machine de fabrication de papier où une rigidité accrue dans le sens transversal de la machine est nécessaire. I1 est bien entendu que la description qui précède nla été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Tissu de formation de feuilles à un seul pli ou épaisseur constituant une courroie sans fin comportant des bords latéraux opposés, ledit tissu de formation de feuilles présentant une direction latérale s'étendant entre ses bords latéraux et une direction longitudinale s'étendant perpendiculairement à ladite direction latérale, ledit tissu de formation de feuilles étant un tissu de soutien ou appui destiné à être utilisé en combinaison avec un tissu transporteur avec lequel il converge sur une machine de fabrication de papier à deux toiles dans laquelle un lit ou jet plat (23) de pâte à papier est injecté entre lesdits tissus de soutien et de transport convergents (10;;11) en vue d'appliquer des pressions opposées à ladite pâte à papier pour en enlever l'eau de manière à former une feuille de papier, ledit tissu à un seul pli de formation de feuilles comportant une pluralité de fils de chaîne polymèresmonofilaments s'étendant dans la direction longitudinale et s'entrelaçant, le remplissage de chaîne étant d'environ 100%, avec des fils de trame polymèresmonofilaments s'étendant dans la direction latérale, lesdits fils de trame étant disposés par groupes d'au moins 3 alignés verticalement de manière que l'on obtienne une rigidité plus grande dans la direction latérale, la pâte à papier étant ainsi sensiblement redistribùée dans le sens latéral lorsqu'elle est prise en sandwich entre lesdits tissus. 2. Tissu suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un nombre de fils de chaîne compris entre environ 80 et 200 par 25,4 mm et que le nombre de fils de trame dans la surface dudit tissu qui est en contact avec la pâte à papier est supérieur à environ 40 par 25,4 mm. 3. Tissu suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il est tissé suivant un dessin de tissage à 7 pas ou foules. 4. Tissu suivant la reyendication 2, caractérisé par le fait qu'il est tissé suivant un dessin de tissage . 8 pas ou foules. 5. Tissu suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il présente une perméabilité à l'air superieure à 3 2 1,220 m3/dm /minute mesurée à l'aide d'un instrument de mesure de perméabilité "Frasier Air Permeometer". 6. Tissu suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il présente dans le sens transversal de la machine une valeur de rigidité supérieure à 20 grammes mesurée à l'aide d'un appareil de mesure de rigidité "Gurley Stiffness Tester".