Brevet FR2553796A1 — publié le 19850426

L'invention concerne des tissus industriels, et se rapporte plus particulièrement, mais non exclusivement, à des tissus pour séchoirs de machine à papier qui comprennent de multiples enroulements hélicoïdaux dans une disposition entrecroisée. La contamination destissus de papeterie classiques par des débris provenant du processus de fabrication du papier entraîne la nécessité d'utiliser des procédés et un appareillage de nettoyage sophistiqués et onéreux si la vie 10 utile du tissu doit être prolongée au maximum, des tissus contaminés étant souvent retirés de la machine à papier bien que ces tissus aient une résistance suffisante pour que l'on continue à les utiliser Le contaminant peut comprendre des débris qui se rassemblent et se tassent sur la surface du tissu, pour s'écailler finalement en endommageant la feuille de papier, le problème de la contamination de surface étant particulièrement aigu lorsque la composition papetière contient une forte proportion de fibres recyclées, car ces fibres contiennent inévitablement des résidus de couchage, de liants, d'adhésifs, de charges et de matières d'impression provenant de leur utilisation antérieure. D'autres compositions papetières qui contiennent du brai ou de la résine donnent également lieu à une contamination superficielle. Le tissu peut aussi être contaminé par des débris qui sont piégés dans les interstices du tissu, ces débris étant en grande partie des débris en suspension dans:l'air provenant de parties annexes de la machine à papier et qui, avec le temps, affectent défavorablement les caractéristi30 ques de perméabilité du tissu. Avec l'introduction progressive de fils monofilamentaires, le problème de la contamination est devenu un peu moins aigu, car les débris ont moins de chances d'adhérer aux surfaces lisses et propres des monofilaments que ce n'é35 tait le cas avec les fils multifilairientaires, mais le probléme n'en subsiste pas moins, bien qu'à un moindre degré. L'adoption largement répandue de tissus de séchoir destinés à l'industrie papetière et comprenant un grand nombre d'enroulements hélicoïdaux de matière monofilamentaire synthétique disposés côte à côte dans une disposition en5 trecroisée a encore réduit le problème de la contamination en raison de l'absence relative de croisements des fils de surface par lesquels des débris peuvent être arrachés de la feuille de papier dans des conditions de haute pression localisée et aussi en raison du fait que tout débris se déta10 chant de la feuille de papier peut passer librement à l'intérieur de l'enroulement d'o il peut être éliminé relativement facilement, par exemple avec de l'air ou de l'eau sous; pression. Cependant, il se révèle souvent nécessaire, dans la 15 pratique, de réduire la perméabilité des tissus à maillons en introduisant des matières de remplissage dans les enroulements, la présence de ces matières de remplissage réduisant la résistance intrinsèque du tissu à la contamination Ainsi, il est proposé dans la demande de brevet britannique N 8028861, de régler la perméabilité par l'introduction d'une ou plusieurs bandes d'une matière analogue à un ruban, de monofilaments de polyester ou de fils plats dans tout ou partie des enroulements, tandis que le brevet des E U A N 4381612 suggère l'inclusion de brins de rem25 plissage tels que du nylon ou du polypropylene qui sont ensuite soumis à des traitements thermiques pour réaliser leur expansion dans l'enroulement. Mention est faite, dans le brevet suisse N 610273, de la possibilité de remplir l'espace entre les bords de 30 chaque enroulement d'une mousse pour régler la surface de traversée libre, mais ce brevet reste muet en ce qui concerne la forme précise que revêt la mousse dans le contexte du tissu dans son ensemble et sur la façon dont le réglage peut être réalisé dans la pratique Il semble cependant que 35 la mousse soit apportée dans la dimension transversale interne des divers enroulements et entre les anses opposées des deux enroulements hélicoïdaux disposes sur les côtés respectifs desquels et avec lesquels l'enroulement particulier auquel la mousse est appliquée sont en prise. Ainsi, bien qu'ils soient très répandus, les tissus de spirales donnent néanmoins lieu à des difficultés de deux points de vue au moins, à savoir la question de la contamination et la perméabilité réglée. Un des buts de la présente invention est de fournir un tissu industriel, qu'il s'agisse d'un tissu à maill O lons comprenant de multiples enroulements hélicoïdaux dans une disposition côte à côte entrecroisée ou d'un tissu tissé plus classique, et en particulier, mais non exclusivement, d'un tissu de papeterie, qui présente des avantages tant en ce qui concerne la résistance à la contamination que la per15 méabilité. Conformément à la présente invention, il est proposé un procédé de réduction de-la perméabilité d'un tissu industriel comprenant les opérations consistant à introduire une matière mousseuse liquide ou des matières formant une mousse 20 dans le tissu, et à solidifier ou durcir cette matière ou ces matières de façon à former une couche continue de mousse élastomère souple à cellules ouvertes dans le tissu, une face au moins de la mousse obtenue étant disposée de façon à être contiguë ou pratiquement contiguë à une surface correspondan25 te du tissu. L'invention comprend aussi un tissu industriel contenant une couche continue de mousse élastomère souple à cellules ouvertes, cette couche ayant une face au moins contiguë ou pratiquement contiguë à une surface correspondante du tis3 u su. Dans la production d'une chalne à maillons remplie de mousse conforme à l'invention, il est proposé de créer une mousse mécanique en introduisant une résine liquide et de l'air comprimé dans une tète de mélange et de mélanger cette 35 résine et cet air au moyen d'un rotor pour obtenir une mousse élastomère ayant la taille de bulles requise, la mousse ob- tenue étant répandue sur une des surfaces du tissu ou sur les deux, comme on le désire La mousse passe dans le tissu, qu'il's'agisse d'une chaine à maillons ou d'une structure classique tissée ou tricotée, et la mousse en excès est éli5 minée en déplaçant une lame docteur (râcle) en travers de la surface du tissu, la disposition de la lame par rapport à la surface considérée étant telle qu'elle donne la relation de contiguité nécessaire entre la face de la mousse et la surface adjacente du tissu. Dans le cas de tissus à maillons, on a trouvé que la résine, se lie aux monofilaments et constitue une couche continue qui s'étend entre et à travers les enroulements adjacents, la mousse fournissant ainsi une uniformité de perméabilité qui ne peut pas être obtenue par la simple inser15 tion de charges dans les divers enroulements. _ En outre, en s'arrangeant pour que l'a face de la mousse et la surface correspondante du tissu soient contiguës ou pratiquement contiguës, on évite la création de dépressions dans la surface du tissu rempli de mousse et dans 20 lesquelles peuvent se loger des débris, et la contamination est ainsi réduite au minimum En outre, la taille de pores de la couche de mousse, qui est avantageusement dans l'intervalle de 0,05 mm à 0,50 mm, va à l'encontre de l'accumulation de débris. Comme on peut faire varier à volonté la densité de la mousse, et par suite la taille de ses pores, la taille des pores peut être choisie non seulementien tenant compte de la taille moyenne des contaminants papetiers, et en particulier des débris fibreux, mais encore en fonction des carac30 téristiques de perméabilité exigées du tissu rempli de mousse. La continuité de la surface minimise par elle-même la création de débris à l'interface tissu, papier, mais les débris éventuellement présents reposeront sur cette surface et seront aisément éliminés par brossage ou lavage Bien qu'on préfère que la mousse soit appliquée à la surface du tissu et soit introduite dans le tissu par l'ac- tion combinée de la gravité et de la lame docteur, on peut préférer, dans certains cas, injecter la mousse dans l'espace à l'intérieur des enroulements, cette mousse s'écoulant entre ces espaces et délogeant l'air présent dans le tissu à maillons. L'invention sera décrite à présent plus en détail, à titre d'exemple uniquement, en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels: la Fig 1 est une section transversale à travers 10 une chaine à maillons réalisant l'invention prise dans le sens longitudinal d'une telle chaine suivant la ligne B-B de la Fig 2. la Fig 2 est une section suivant la ligne A-A de la Fig 1. la Fig 3 montre un mode de réalisation différent de celui de la Fig 1 et est une coupe suivant la ligne D-D de la Fig 4; la Fig 4 est une coupe suivant la ligne C-C de la Fig 3; la Fig S est une coupe verticale à travers un tissu tissé réalisant l'invention, et la Fig 6 est une vue en perspective d'un appareil destiné à être utilisé dans la pratique de l'invention. Les figures 1 à 4 représentent des tissus à maillons 25 remplis de mousse typiques, les Fig 1 et 2 représentant une disposition dans laquelle la relation de contiguité entre la surface de la chaîne à maillons et la surface correspondante de la mousse existe sur chaque face du tissu, et les Fig 3 et 4 représentant une disposition dans laquelle cette 30 relation n'existe que sur une face du tissu. Dans le cas du mode de réalisation des Fig 1 et 2, la mousse peut être appliquée à travers chaque surface du tissu à maillons et la matière en excès peut être éliminée au moyen d'une lame docteur particulière sur chacune de ces surfaces, bien qu'on préfère appliquer la mousse sur une surface seulement, dans une quantité suffisante pour pénétrer à toute l'épaisseur du tissu et éliminer l'excès de cette surface, la relation de contiguité exigée -entre la mousse et la surface opposée du tissu résultant du contact du tissu avec la surface par laquelle celui-ci est supporté. Bien qu'on préfère que la mousse s'étende dans toute l'épaisseur de la chaine à maillons, comme le représentent les Fig 1 et 2, on suppose qu'une résistance aux contaminants et des caractéristiques de perméabilité adéquates peuvent être obtenues en ne réalisant la relation de contiguité 10 ou de quasi-contiguité entre les surfaces de la mousse et du tissu que du côté de la structure en contact avec le papier, la mousse n'étant appliquée et l'excès éliminé que d'une face du tissu, ce que donne la disposition représentée dans les Fig 3 et 4, la quantité de mousse appliquée étant 15 suffisante pour ne s'étendre qu'à travers une épaisseur du tissu déterminée à l'avance. Un tissu tissé typique réalisant l'invention est représenté dans la Fig 5, l'armure comprenant un satin de 4 sur deux couches et la mousse s'étendant de la face frontale 20 du tissu jusqu'à une position à distance de sa face opposée La mousse est appliquée sur une surface du tissu tissé et l'excès est éliminé au moyen d'une lame docteur comme dans le cas du tissu à maillons Si on le désire, la mousse peut être prévue dans toute l'épaisseur du tissu. Une mousse typique pouvant être utilisée dans le contexte de l'invention comprend une dispersion acrylique, ou n'importe quelle autre matière appropriée qui est expansée par introduction d'air dans le mélange préparé par action mécanique Des additifs, par exemple des épaississants et 30 des tensio-actifs, sont dispersés dans le mélange polymère avant l'application, les quantités relatives de ces additifs étant choisies de façon à donner un mélange de mousse ayant des propriétés appropriées à l'application aisée du mélange sur le substrat et aux caractéristiques exigées du remplis35 sage de mousse dans le substrat. Le débit de l'air et l'action de mélange sont ajus- tés au cours de la production de mousse de façon à obtenir une mousse ayant la densité nécessaire. Une dispersion aqueuse anionique exempte de plastifiant d'un copolymère réticulable thermiquement à base d'a5 crylates et d'acrylonitrile, par exemple 1 ' "Acronal 330 D" (BASF UK Ltd) s'est révélée appropriée à l'utilisation dans le contexte de l'invention. Le "Latelcooll D" (BASF UK Ltd) est utilisé pour augmenter la viscosité du mélange par addition de stéarate d'am10 monium De l'ammonium peut être utilisé pour modifier le p H et la viscosité résultante du mélange Des agents tensio-actifs tels que le S-sucsyamate de sodium et le stéarate d'ammonium sont utilisés pour conférer de la stabilité, modifier le p H et affiner la mousse humide. L'invention concerne principalement la production de tissus ayant des perméabilités jusqu'à 3200 m 3, bien que des tissus chargés de structure tissée ou spiralée ayant des perméabilités jusqu'à 9 600 m 3 puissent être produits par le procédé de l'invention. Les mousses à cellules ouvertes utilisées dans l'invention ont un diamètre de bulles dans l'intervalle d'environ 0,05 à 0,50 mm, l'intervalle des tailles de bulles présentes dans une mousse particulière lorsqu'elle est solidifiée étant déterminé par ( 1) la matière de base et les additifs utilisés; ( 2) la densité de la mousse; et ( 3) la nature du substrat: Une mousse de faible densité a une taille moyenne de bulles supérieure à une mousse de densité plus élevée, et un mélange type de matière moussante expansé à diverses densitéset appliqué sur le même tissu donnera une perméabilité du tissu résultante variant en fonction de la taille moyenne des bulles dans les régions vides du tissu. Le tableau suivant montre la variation de perméabi35 lite avec la taille moyenne des bulles d'un tissu spiralé (ayant une perméabilité initiale de 15 000 m 3) et comprenant une pluralité d'enroulements entrecroisés de monofilament de polyester de 0,55 mm de diamètre et ayant des dimensions internes de 5,04 x 1,09 mm après fixage thermique du tissu, les enroulements étant assemblés par des fils métalliques formant charnière: Taille moyenne Perméabilité Réduction de la des bulles 3 ' perméabilité (%) m (mm) 0,078 1150 92 0,20 1580 89 0,25 2020 87 0,32 3060 80 - m 3: mètres cubes par mètre carré par d'eau au manomètre. heure sous 10 mm Des substrats de structures différentes peuvent être revêtus de mousses ayant des tailles moyennes de bulles (ou des densités) différentes pour obtenir la même perméabilité résultante pour le tissu, comme le montre le tableau suivant: Nature Taille moyenne Perméabilité Perméabilité des bulles initiale résultante (mm) (m 3) (m 3) __ 5 Spirale Tissé 0,078 0,172 000 14 000 1 150 1 150 _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4 La structure du tissu spiralé est telle qu'indiquée ci-dessus, tandis que le tissu tissé se compose d'un satin de 4 tissé à partir d'une chaine de 0,40 mm de diamètre et d'une trame monofilamentaire de 0,50 mm de diamètre avec en30 tre 236 et 256 fils de chaine pour 100 cm et entre 118 et 142 duites pour 10 cm dans le tissu fini. Le procédé de l'invention est illustré schématiquement dans la Fig 6 et consiste à supporter le tissu 51 qui doit être rempli de mousse sous forme continue sur des rouleaux de support espacés (non représentés) et à appliquer le mélange de mousse, préparé dans un appareil d'expansion 52 à partir d'ingrédients qui y sont envoyés directement ou à partir d'un récipient à résine 53, sur la face supérieure du tissu juste avant une lame docteur 54 par des buses de décharge 55, dont chacune peut être animée d'un mouvement de va-et-vient entre le milieu du tissu et un bord latéral respectif de celui-ci. La décharge du mélange à travers les buses 55 accumule une certaine quantité de mélange de mousse contre la lame docteur 54, sur son côté amont, et ce mélange passe dans le tissu sous les effets combinés de la gravité et de la lame docteur. Après l'application du mélange de mousse, la surface du tissu étant exempte de matière expansible en raison de l'action de la lame docteur, ce mélange est soumis à la cha20 leur d'un radiateur infra-rouge 56 audessous duquel on fait passer le tissu. Des passes multiples du tissu sous la lame docteur peuvent être préférées dans certains cas pour assurer un remplissage complet des vides du tissu, on peut aussi prévoir une lame égalisatrice (non représentée) à la face inférieure du tissu pour l'élimination de l'excès éventuel de matière de mousse qui traverse le tissu, le mélange étant soumis à la chaleur après l'application de la quantité nécessaire de mélange expansible, que ce soit par des passes simples ou par 30 des passes multiples du tissu sous la lame. Bien qu'on préfère utiliser une mousse mécanique, il est possible dans certains cas d'utiliser une mousse chimique, le but de la mousse étant simplement de fournir une surface sensiblement continue sur le côté de la liaison en con35 tact avec le papier qui évitera 1 'accumulation de contami- 1 O nants et de fournir le degré désiré de permeabilité, la mousse n'apportant rien à la résistance du tissu et étant elle-même protégée de l'endommagement mécanique par le monofilament des enroulements et les fils charnières auxquels la mousse peut ou non être liée. Des avantages analogues résultent probablement du remplissage de tissus industriels à structure tricotée de la même manière que les courroies à maillons ou le tissu tissé représentés dans les dessins. Il est à noter que l'invention décrite dans le présent mémoire rend possible la production de structures dont la perméabilité varie sur toute la largeur du tissu par simple réglage de la quantité de mousse appliquée en chaque endroit de la largeur du tissu, des tissus ayant une telle per15 méabilité différentielle ayant une importance pratique dans certaines applications Ainsi, de la mousse peut être appliquée seulement sur les régions des bords du tissu Une perméabilité différentielle peut être réalisée en revêtant les fils, dans des régions choisies du tissu, d'une résine ou d'une autre matière d'enduction, de façon à réduire la dimension des ouvertures dans ces régions, et en appliquant uniformément de la mousse sur toute la largeur du tissu. L'invention a sa principale application dans les tissus de papeterie, et en particulier dans les tissus de séchoir, mais n'est pas limitée à l'utilisation dans ce contexte. 1 11 R E V E N D I C A I O N S 1 Procédé de réduction'de la perméabilité d'un tissu industriel en totalité ou sur une partie, caractérisé en ce qu'il comprend les stades consistant à introduire une quan5 tité suffisante de mousse liquide ou d'une matière formant de la mousse dans le tissu et à effectuer la solidification ou le durcissement de cette matière, pour former une couche continue de mousse élastomère souple à cellules ouvertes dans le tissu, une face au moins de la mousse obtenue étant dispo10 sée de façon à être contiguë ou pratiquement contiguë à une. surface correspondante du tissu. 2 Procédé suivant la revendication 1, dans lequel une mousse liquide préparée à l'avance est mécaniquement introduite dans le tissu à travers une de ses surfaces. 3 Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la mousse liquide en excès est éliminée de la surface du tissu et la matière restant dans le tissu est ensuite solidifiée. 4 Procédé suivant la revendication 2, caractérisé 20 en ce que la mousse en excès est éliminée de la surface du tissu après solidification. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4 précédentes, caractérisé en ce qu'une mousse liquide est appliquée sur chaque surface de tissu. 6 Procédé suivant 1 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mousse liquide ou la matière formant la mousse est introduite dans le tissu sur toute son étendue latérale. 7 Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la mousse liquide ou la matière formant la mousse est introduite dans le tissu uniformément sur toute son étendue latérale. 8 Tissu industriel caractérisé en-ce qu'il comporte une couche continue de mousse élastomère souple, à cellul 5 es ouvertes, la couche ayant une face au moins contiguë ou pratiquement contiguë à une surface du tissu. 9 Tissu suivant la revendication B, caractérisé en ce que la couche continue de mousse élastomère s'étend aux deux surfaces du tissu et est contiguë ou pratiquement contiguë à la surface du tissu sur chacune de ses faces. Tissu suivant l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la mousse élastomère s'étend sur toute l'étendue latérale du tiss U ll Tissu suivant l'une quelconque des revendica10 tions 8 à 10, caractérisé en ce que la mousse élastomère est d'une épaisseur pratiquement constante sur toute son étendue latérale. 12 Tissu suivant 1 'une quelconque -des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la mousse élastomere a une 15 perméabilité réduite du côté des bords longitudinaux du tissu 13 Tissu suivant l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les régions des bords du tissu sont enduites avant l'introduction de la mousse ou des ma20 tières formant la mousse, réduisant ainsi les ouvertures du tissu dans ces régions des bords. 14 Tissu suivant l'une quelconque des revendications 8 -à 13, caractérisé en ce que la mousse est une mousse mécanique. 15 Tissu suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la mousse mécanique comprend une dispersion acry1 i que. 16 Tissu suivant l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce que le diamètre des bulles 30 de la mousse est dans l'intervalle de 0,05 à D 0,50 mm. 17 Tissu suivant l'une quelconque des revendications 8 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend une structure de chaîne à maillons ayant une couche de mousse à l'intérieur18 Tissu suivant l'une quelconque des revendications 8 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend une structure tissée ayant une couche de mousse à l'intérieur. 19 Tissu suivant l'une quelconque des revendications 8 à 18, destiné à l'utilisation comme tissu de papeterie.