Brevet FR2498644A1 — publié le 19820730

La présente invention se rapporte à l'habillage des machines à papier et elle concerne plus particulière- ment les tissus utilisés comme feutres sécheurs ainsi que leur utilisation et les procédés de stabilisation de ces feutres. Il existe un grand nombre de descrip- tions de feutres sécheurs et de tissus de feutres sécheurs pour la fabrication des courroies de séchage destinées à être utilisées dans la sécherie d'une machine à papier. En dépit de la grande diversité des matériaux dont on peut disposer, le tissu sécheur idéal reste encore à trouver, la plupart des tissus souffrant d'une instabilité dimen- sionnelle. Une forme de courroie de séchage habi- tuellement utilisée au poste sécherie d'une machine à papier est qualifiée de "tamis" et est fabriquée par tis- sage de monofilaments synthétiques ou de multifilaments retordus dans une armure à mailles ouvertes. Bien que ces tissus ne soient soumis à aucun feutrage et par suite ne constituent pas des " feutres " au sens initial du terme, ils sont cependant connus sous le nom de feutres sécheurs. Les courroies sans fin fabriquées à partir de ces tissus sont généralement tissées à plat et à leurs extrémités sont ensuite réunies pour former une courroie sans fin. Le mode de tissage choisi peut être, par exemple, un tissage à deux ou trois couches de fils synthétiques,par exemple de fils multifilaments, filés ou monofilaments. Il va de soi que le feutre sécheur du type "tamis " est d'un dessin relativement ouvert, ce qui se traduit par une perméabilité relativement élevée du tissu, c'est-à-dire une perméabilité à l'air de l'or- dre d'environ 21 à 210 m 3/mn/m2 sous une pression stati- que de 12,7 mm de hauteur d'eau. Ces tissus laissent la vapeur les traverser librement pendant le fonctionnement de la machine à papier. Un tel haut degré d'ouverture ou de perméabilité présente certains inconvénients. Par exemple, ces tissus n'ont bas un haut degré de stabili- té dimensionnelle en utilisation, en particulier dans le sens transversal de la machine (la stabilité dans le sens longitudinal ou sens de la machine étant favorisée par la tension exercée sur la courroie de séchaae) . Le tissu feutre sécheur suivant l'invention ré- sout un grand nombre de problèmes qui étaient posés par les tissus sécheurs de la technique antérieure, en Par- ticulier ceux du type "tamis". Les tissus suivant l'in- vention sont caractérisés par une large gamme de perméa- bilité, de l'ordre de 9 à 213 m3/mn/m2 à une pression statique de 12,7 mm de hauteur d'eau. Toutefois, mème avec un coefficient élevé de perméabilité, ces tissus présentent également un degré élevé de stabilité dimen- sionnelle en utilisation. Les tissus suivant l'invention sont avantageusement utilisés pour fabriquer des feutres sécheurs pour machines à papier. Les tissus suivant l'invention résistent égale- ment à l'absorption d'eau, et permettent ainsi un excellent passage de la vapeur d'eau issue de la feuille de papier à sécher, ce qui améliore la vitesse de séchage. L'ouver- ture du tissu résiste également au comblement des vides du tissu par les particules contaminantes issues de la feuille de papier. L'invention a pour objet un tissu sécheur de machine à papier comportant des fils textiles tissés, qui comprend, dans le sens transversal à la machine de l'armure, des fils de résine polymère thermoplasti- que synthétique ramollis par la chaleur. L'invention a également pour objet un procédé de stabilisation des tissus pour feutres sécheurs et des courroies de séchage préparés à partir des tissus sécheurs stabilisés. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront d'ailleurs au cours de la description qui va suivre. Sur les dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Fig. 1 est une vue en coupe verticale de côté dans le sens de la machine d'une forme de réalisation d'un tissu précurseur du tissu suivant l'invention; la Fig.2 est une vue analogue à la Fig.l mais re- présentant un tissu selon un mode de réalisation de l'invention; la Fig.3 est une vue suivant les lignes 3-3 de la Fig.2; la Fig.4 est une vue à plus grande échelle d'une partie du tissu représenté sur la Fig.3; la Fig. 5 est une vue, en perspective, d'une courroie de séchage fabriquée à partir du tissu suivant l'inven- tion. La présente invention a pour objet un tissu pour feutre sécheur perfectionné. En général, ces tissus comprennent une structure tissée composée de fils de chaîne et de trame. Les fils peuvent être des monofi- laments, multifilaments, ou des filés de fibres dis- continues. Les tissus peuvent être à armure simple, mo- nocouche ou encore armure complexe, multicouche suivant les propriétés particulières demandées. La Fig. 1 montre une partie d'un produit précurseur du tissu sécheur suivant l'invention vu en coupe verti- cale de côté. Le tissu 10 comprend un jeu de fils trans- versaux 12 disposés en une couche supérieure A et en une couche inférieure B. Les couches A et B sont parallèles au plan transversal du tissu 10 ( transversal au sens de la machine ou sens de la circulation du feutre en utilisation, le sens de la machine MD étant indiqué par la flèche sur la Fig. 1. Les fils transversaux 12 et les couches A et B sont assemblés par des fils longi- tudinaux 14 entrelacés avec les premiers. Les fils 12 et 14 peuvent être des fils monofilaments, multifila- ments ou filés d'un titre classique quelconque. Pour un feutre sécheur, on utilise de préférence des fils monofilaments à faible absorption. On peut citer comme - 4 e x e m p i e s représentatifs des fils monofilaments préférés pour les fils 12,14 des fils monofilaments de polyester de polyamide, polyaramide, polyoléfine ou analogues qui n'absorbent pas de fortes proportions d'humidité. Les monofilaments-ont de préférence un diamètre d'environ 0,2 à 1 mm, pour renforcer la sta- bilité et l'intégrité de structure du tissu suivant l'invention. On observera sur la Fig.l qu'il existe des interstices ou vides dans les couches A et B, entre les fils transversaux 12 adjacents en des points choisis sur la longueur de ces fils transversaux 12. Ces vides 16 sont des zonesouvertes dans le corps du tissu 10, qui permettent à l'air de s'écouler librement à travers ce tissu 10, ce qui contribue à la haute perméabilité de ces tissus du type "tamis". Dans le tissu 10, les vides 16 sont partiellement comblés par des fils de trame de bourrage 18 qui jouent le rôle de remplissage et sont disposés dans le plan transversal du tissu 10, à peu près parallèlement aux fils transversaux 12. La nature des fils de trame de bourrage 18 est critique et leur dimension est choisie de façon à être appropriée pour combler partiellement les vides 16 sans augmenter l'épaisseur du tissu 10 ni boucher la totalité de l'es- pace vide 16. Des exemples représentatifs de fils qui peuvent être utilisés comme fils 18 sont des fils mono- filaments, filés et multifilaments de polymères thermo- plastiques synthétiques. Des exemples représentatifs de ces fils sont les monofilaments et multifilaments de polyoléfines telles que le polypropylène, le poly- éthylène et analogues. Une caractéristique essentielle du procédé et du tissu suivant l'invention est que les fils 18 sont choisis dans une matière résineuse poly- mère thermoplastique ayant un point de ramollissement nettement inférieur à celui des fils 12 et 14. La rai- son de cette exigence ressort de l'exposé donné ci-après. Les fils 18 sont de préférence des filés composés de fi- bres textiles à base de polypropylène. Le tissu 10 peut être tissé par des techniques de tissage classiques bien connues de l'homme de l'art. Après le tissage des tissus suivant l'invention, par exemple du tissu 10, on les fixe à la chaleur pour lesstabiliser et tirer les fils dans leurs positions re- latives désirées. Les fils longitudinaux 14 sont attirés vers l'intérieur des surfaces externes du tissu 10 et cette pression " crêpe " les fils 12 et 18 dans une cer- taine mesure. Le degré de thermofixage nécessaire pour donner au tissu 10 la structure désirée, varie naturelle- ment en fonction de la nature des fils 12, 14 et 18. La température adoptée doit être comprise dans une gamme inférieure au point de fusion des fils 12, 14 mais supé- rieure au point de ramollissement des fils 18. Pendant la phase de thermofixage, les fils 12, 14 ne subissent pas de ramollissement ni de fusion appréciable tandis que les fils 18 le font. Lors du ramollissement, les chaînes polymères se détendent et les fils se moulent dans la configuration particulière de leur tissage. Lors- que le tissu 10 thermofixé est refroidit au-dessous du point de ramollissement des fils 18, les fils se reso- lidifient dans la configuration du tissage et se stabili- sent dans cette position. Quand le polypropylène filé préféré forme la substance polymère des fils 18 préfé- rés les fibres fondent pendant le thermofixage et, en se resolidifiant, les fils 18 prennent l'apparence de mono- filaments tissés. Les fils 18 ainsi resolidifiés absor- bent et retiennent donc moins d'humidité que le filé an- térieur 18. La Fig.2 est une vue analogue à la Fig.l mais après le thermofixage du tissu 10. Ainsi qu'on peut le voir, les fils 18 ont été transformés de manière à prendre l'apparence de monofilaments; cela est également visible sur la Fig.3 qui est une coupe suivant les li- gnes 3-3 de la Fig.2. La Fig.4 est une vue à plus grande échelle des fils 18 après le traitement thermique et montre le fil 18 maintenant bloqué en place, par suite de sa fusion et de sa resolidification, dans sa configuration entre- lacée avec les fils longitudinaux 14. Ce blocage stabi- lise le tissu 10 dans le sens transversal de la machine (CD) (voir flèche sur la Fig.3). La tendance du tissu à présenter une instabilité dimensionnelle dans ce sens transversal est ainsi éliminée. Les valeurs optimales des températures et tensions appliquées au tissu pendant le thermofixage peuvent être déterminées par l'homme de l'art, en utilisant des techniques de tâtonnement, pour les différentes matières constitutives des fils. En gé- r néral, le thermofixage peut être exécuté à des tempéra- tures de l'ordre 93,3 OC à 193,30C, pendant 14 à 60 minutes. Les tissus suivant l'invention peuvent être tissés à plat et leurs extrémités réunies par les pro- cédés d'assemblages classiques, connus de l'homme de l'art, pour former des courroies de séchage 5 telles que celle représentée sur la Fig.5. Les courroies fermées en boucle sans fin qui sont ainsi obtenues peuvent fa- cilement être utilisées comme feutres sécheurs dans le poste sécherie d'une machine à papier. L'exemple donné ci-après montre le mode de mise en oeuvre préféré de l'invention mais ne doit pas être considéré comme limitatif. La perméabilité a été mesurée à l'aide d'un appareil d'essai de perméabilité à l'air du type Frazier, fabriqué par la United States Testing Company. Les mesures fournies par cet instrument sont exprimées en unités qui se référent au nombre de métres cubes d'air qui passent en une minute à travers un métre carré de tissu, à une pression correspondant à 12,7 mm de hauteur d'eau ( en abrégé m3/mn/m2 à 12,7 mm H20). EXEMPLE 1 On prépare une certaine quantité de monofila- ments de polyester de 0,508 mm de diamètre (point de fu- sion 250 C) et une certaine quantité de fils monofilaments de polyamide (nylon) de 0,553 mm de diamètre (point de fusion 216 C à 221 C). On prépare également une quantité de 35,4 grammes par 100 m de filés composés de fibres de polypropylène (point de fusion entre 160 C et 177 C; ramollissement entre 140 C et 160 C). La densité de la chaîne de monofilaments de polyester dans le produit est de 31,5 par cm. Le nombre de fils de trame en polyester dans le produit est de 7,1 monofilaments par cm et de 3,27 filés de polypropylène (fils de bourrage) par cm, soit un total de 10,37 duites par cm. Le tissu de l'exemple est fini d'une façon clas- sique, c'est-à-dire par thermofixage sous tension, à une température de 193 C, pendant 15 minutes pour présenter des propriétés spécifiques de capacité de déplacement et de stabilité dimensionnelle. Apres l'achèvement de la fabrication du tissu, on soumet ce dernier à des essais physiques et on consta- te qu'il possède les propriétés physiques suivantes, compa- rativement avec le même tissu avant thermofixage: Avant Après thermofixage thermofixage (m3/mn/m) (m3/mn/m2 Perméabilité 22,7 64 Stabilité dimen3,0% d'allongement 0,2% d'allongement sous sionnelle sous une tension une tension de 2,268 kg de 2,268 kg en en diagonale. diagonale. On fabrique un feutre sécheur sans fin à partir de ce tissu. Lorsqu'il est monté sur une machine à papier pour servir de feutre sécheur, le tissu donne de bons ré- sultats dans la fabrication du papier. La courroie reste bien sur son trajet, est facile à guider et a une longue durée de vie utile même après avoir été exposée à des températures d'environ 121 C. Les feutres suivant l'invention peuvent subir des traitements de finition de toute manière classique, c'est-à-dire par des traitements chimiques, pour présen- ter des propriétés données de capacité de déplacement et de résistance à la dégradation chimique ou abrasive. REVENDICATIONS 1. Tissu sécheur de machine à papier comprenant des fils textiles tissés, caractérisé en ce qu'il compor- te dans la direction du tissage qui est transversale à la direction du passage dans la machine, des fils (18) d'une résine polymère thermoplastique synthétique qui se ramol- lissent à la chaleur. 2. Tissu suivant la revendication 1, caracté- risée en ce que les fils restants sont des fils de bour- rage. 3. Tissu pour feutre sécheur stable dimenSion- nellement, caractérisé en ce qu'il comprend: des fils transversaux (12) disposés en plusieurs couches séparées, toutes situées dans des plans parallèles au plan transver- sal du tissu; des fils longitudinaux (14) entrelacés avec les fils transversaux et servant à relier les couches de fils transversaux entre elles pour former un tissu textile multicouche, les fils transversaux et les fils longitudi- naux étant des monofilaments synthétiques et les fils trans- versaux d'une couche donnée étant séparés des fils trans- versaux adjacents contenus dans la couche adjacente en des points de leur longueur par des espaces vides (16) du corps du tissu tissé; et des fils de bourrage (18) sensiblement parallèles aux fils transversaux placés, entre les couches de fils transversaux, et comblant une partie des espaces vides entre ces couches de fils transversaux, ces fils de bourrage (18) étant ramollis à chaud et resolidifiés en place. 4. Courroie de tissu sécheur sans fin, réalisée à partir d'un tissu suivant l'une des revendications 1 à 3. 5. Procédé de stabilisation d'un tissu pour feutre sécheur comportant des premiers fils d'une résine polymère synthétique ayant un point de fusion donné, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on incorpore dans le tissu, par tissage, des deuxiemes fils d'une résine poly- mère thermoplastique synthétique possédant un point de ra- Io mollissement inférieur au point de fusion des premiers fils; et on soumet le tissu à un traitement de thermo- formage dans des conditions dans lesquelles les fils thermoplastiques sont ramollis et prennent la forme du tis- sage tandis que les premiers fils restent sans fondre.