Brevet FR2630679A1 — publié le 19891103

Cette invention se rapporte à un procédé pour éliminer plus efficacement l'eau d'une feuille humide de matière fibreuse dans la section presse d'une machine à papier. Elle se rapporte, plus précisément, à la pro- duction d'une courroie spéciale destinée à être utilisée dans une presse à zone de serrage étendue (à patin) et à un procédé de fabrication de cette donrroie. L'élimination efficace de l'eau d'une feuille humide de matière fibreuse dans la section presse d'une machine à papier moderne constitue un facteur important pour la production économique du papier. Diverses appro- ches tendant à une meilleure élimination de l'eau ont été- tentées dans le passé et ont impliqué différents modèles de presses et différents perfectionnements apportés à l'habillage de la presse ou au feutre, qui est utilisé pour absorber l'eau issue de la feuille humide. Le but de ces tentatives a toujours été d'éliminer une quantité. d'eau aussi grande que possible de la feuille avant que cette dernière n'atteigne la section sécherie de la ma- chine à papier. Dans cette section, de la chaleur est ap- portée à la feuille pour en chasser l'eau restante. En conséquence, plus on élimine d'eau dans la section pres- se, moins il en reste à éliminer par chauffage ou évapo- ration dans la section sécherie. Les frais liés à ce chauffage seront donc réduits, et l'installation pourra travailler et le papier être produit de façon plus écono- mique. La section presse d'une machine à papier con- siste depuis toujours en une série de doubles rouleaux à travers lesquels la feuille fibreuse humide passe, en étant soit en appui sur la face supérieure d'un feutre absorbant, soit interposée entre deux feutres. La région entre les deux rouleaux, que l'on appelle la zone de ser- rage, constitue l'endroit oR le feutre et la feuille fi- breuse humide sont comprimés l'un sur l'autre et o l'eau, exprimée de la feuille, est absorbée par le feutre. Etant donné que la zone de serrage a une éten- due spatiale limitée, le temps de séjour, ou temps que passe dans cette zone une longueur incrémentale donnée du feutre et de la feuille fibreuse humide, est bref. Par conséquent, la section presse de nombreuses machines à papier est habituellement composée d'une série de rou- leaux de presse, de manière qu'une quantité d'eau suffi- sante puisse être éliminée de la feuille avant qu'elle atteigne la section sécherie. Par ailleurs, en vue d'améliorer l'élimination de l'eau, les surfaces des rouleaux de la presse peuvent être percées de trous ou rainurés afin d'offrir à l'eau des passages pour s'échapper du feutre. Ceci réduit la réhumidification de la feuille au sortir de la zone de serrage. Comme autre perfectionnement, une aspiration peut être appliquée de l'intérieur du rouleau de presse perforé, afin d'aspirer des quantités additionnelles d'eau du feutre et de les évacuer de la feuille. Un dis- positif de ce type est appelé presse aspirante. D'autres approches tendant à l'élimination de plus grandes quantités d'eau dans la section presse com- prennent les tentatives pour allonger le temps de séjour dans la zone de serrage de la presse. Ceci peut s'effec- tuer en recouvrant le rouleau de presse d'une matière élastique, compressible, de manière que la zone de ser- rage soit légèrement élargie lorsque les rouleaux de presse sont rapprochés l'un de l'autre, Le temps de sé- jour est allongé parce qu'une longueur incrémentale don- née de feuille humide prend plus de temps pour couvrir cette distance légèrement agrandie. Toutefois, c'est en utilisant la presse à zone de serrage allongée (à patin) que l'on peut obtenir le plus fort accroissement du temps de séjour. Dans ce cas, l'un des deux rouleaux d'une presse classique est rempla- cé par un patin de pression. Ce patin est typiquement aussi large que le rouleau de la presse dans le sens transversal de la machine. Le côté du patin qui regarde le rouleau de la presse a une forme concave cylindrique et à peu près le même rayon que le rouleau. Lorsque le patin est amené dans une position proche du rouleau, un intervalle étroit est crée entre la surface du rouleau en rotation et la surface concave fixe du patin, Avec un patin de dimension appropriée, la longueur de cet in- tervalle est beaucoup plus grande que la zone de serrage que l'on trouve dans une presse classique à deux rou- leaux. Par conséquent, en faisant passer les feutres et la feuille fibreuse humide dans cet intervalle, on ob- tient un temps de séjour plus long, et une plus grande quantité d'eau est extraite de la feuille. Toutefois, il existe un problème potentiel avec l'utilisation d'une telle presse. Etant donné que la surface du patin n'est pas elle-même en mouvement, le frottement entre le feutre et cette surface provoque l'usure du feutre. Pour atténuer ce problème, et réduire le risque de voir le feutre endommagé par le frottement, on fait passer une courroie spéciale entre la surface du patin et le feutre. Lubrifiée sur sa face en contact avec le patin, une telle courroie fournit une surface qui se déplace dans le même sens que le feutre. Il se produit moins d'usure par frottement du feutre puisque celui-ci se déplace avec la courroie dans la zone de ser- rage et ne glisse pas lui-même sur le patin. La présente invention concerne une courroie spéciale destinée à être utilisée dans une presse à zone de serrage étendue (à patin) et un procédé par lequel cette courroie peut être fabriquée. Le but de l'inven- tion est de fournir un moyen pour produire ces courroies spéciales d'une façon économique qui exige un plus petit nombre de phases de fabrication qu'il n'en était neces- saire antérieurement, et qui permette d'utiliser, en tant qu'imprégnation dans un tissu de base, des matières poly- mères qui ne pouvaient pas être utilisées antérieurement. La base en tissu est imprégnée de manière à éviter que le fluide lubrifiant situé sur la face de la courroie qui est réellement en contact avec la surface du patin ne passe à travers cette courroie et ne contamine la feuille humide et le feutre. L'invention prévoit l'utilisation d'une grande presse à plateaux chauffés, composée de deux plateaux op- posés et d'une plaque intermédiaire spéciale. Le tissu de base de la courroie est présenté dans une forme sans fin et il est placé autour de la plaque intermédiaire à la fa- çon d'un manchon. La plaque elle-même doit être aussi lar- ge que le tissu de base et doit avoir approximativement :la même longueur et la même largeur que les plateaux supé- rieur et inférieur. Des feuilles de polymère thermodurcissable non durci ou thermoplastique sont placées dans les espaces compris entre la face intérieure du manchon en tissu de base et la plaque intermédiaire. Ensuite, on applique une pression et de la chaleur en fermant la presse à plateaux, ce qui a pour effet que le tissu de base s'imprègne du polymère. Si nécessaire, le polymère peut aussi être poly- mérisé de cette façon. Apres un temps approprié, on ouvre la presse à plateaux et on fait tourner le manchon en tissu de base autour de la plaque intermédiairejusqu'à ce que les zones qui n'étaient pas encore imprégnées de polymère se trou- vent au-dessus et au-dessous de cette plaque. On insère des feuilles de polymère non polymérisé de la même façon qu'auparavant et on répète le processus ci-dessus jusqu'à ce que toute la surface interne du manchon en tissu de base ait été traitée. La nature de certaines applications peut suggé- rer des modifications à ce mode opératoire. Par exemple, si l'on désire obtenir un plus haut degré de contrôle de la qualité, il suffit d'utiliser un seul côté de la pla- que intermédiaire à un moment donné. Dans un tel cas, la chaleuar et la pression seront appliquées avec un seul des deux plateaux et l'autre ne sera pas chauffé. En va- riante, on pourrait appliquer là feuille de polymère sur les deux faces du tissu de base plutôt qu'uniquement sur la face intérieure. La courroie et son procédé de fabrication pré- sentent de nombreux avantages qui les recommandent aux futurs utilisateurs. Grâce à l'utilisation d'une presse à plateaux et d'une plaque intermédiairepour produire les courroies spéciales, on obtient un produit final qui n'a pas à être retourné de l'intérieur vers l'extérieur pendant la fabrication. En outre, la nécessité actuelle d'appliquer le polymère à la surface du tissu de base sous la forme d'un revêtement, qui demande ensuite à être polymérisé et poli est éliminée. De cette façon, on peut économiser des frais d'équipement, raccourcir le temps de traitement et produire une courroie supérieure à celles dont on peut disposer actuellement. L'uniformi- té de l'épaisseur de la courroie résultante peut facile- ment être réglée en maintenant un espacement constant entre la plaque intermédiaifeet les plateaux supérieur et inférieur. Finalement, grâce à l'utilisation d'une plaque intermédiaireet/ou de plateaux dont les surfaces ne sont pas lisses, on peut produire une courroie dont les surfaces présentent des côtes, des rainures, et d'au- tres caractéristiques de surface, au lieu d'une courroie lisse. Sur la Fig. 1, est illustré un procédé par le- quel la courroie spéciale pour presse à zone de serrage étendue (à patin) peut être fabriquée selon l'invention. Il y est représenté un mode de mise en oeuvre de l'inven- tion dans lequel la feuille est placée uniquement entre le tissu de base et la plaque interma-riaire. Les Fig. 2a, 2b, 2c sont des vues en plan des surfaces de plaques intermédiaire ou de plateaux qui sont respectivement lisses, rainurées ou munies de bos- sages ronds, de manière à imprimer des caractéristiques de surface correspondantes, selon le besoin, à la cour- roie de la presse à zone de serrage étendue. Les Fig. 3a, 3b et 3c sont des vues en coupe des plaques ou plateaux représentés respectivement sur les Fig. 2a, 2b et 2c. Ainsi que représenté sur la Fig. 1, le procédé prévu pour produire les courroies spéciales de cette in- vention exige l'utilisation d'une presse à plateaux chauffés ayant un plateau supérieur 1 et un plateau in- férieur 2. Une plaque intermédiairespéciale 3 est placée dans l'espace compris entre le plateau supérieur 1 et le plateau inférieur 2. Dans cette forme préférée de réali- sation de l'invention, les surfaces des plateaux ont des dimensions linéaires et des aires identiques. Les surfa- ces supérieure et inférieure de la plaque intermédiaire 3, qui regardent les plateaux, ont les mêmes paramètres di- mensionnels. En outre, les plateaux 1, 2 et la plaque 3 doivent avoir au moins la même largeur que les courroies qui seront produites avec ces organes. Le tissu de base 4 de la courroie, fourni sous forme sans fin, est agencé autour de la plaque intermé- diaire 3 à la façon d'un manchon, dans les espaces compris entre cette plaque et les plateaux supérieur 1 et infé- rieur 2. Ce tissu de base 4 peut être monocouche ou mul- ticouche et tissé à partir d'un monofilament de polyester, dans une armure de tissage qui est suffisamment ouverte pour permettre d'imprégner et de revêtir entièrement le tissu. Ceci évite la formation de vides qui permettraient au fluide lubrifiant utilisé entre la courroie et le pa- tin de passer à travers la courroie et de contaminer le feutre et la bande fibreuse. Finalement, le tissu de ba- se 4 peut être présenté en n'importe quelle longueur, puisque le procédé de cette invention n'exige pas l'uti- lisation d'un mandrin. Des rouleaux 5, entraînés par un moyen appro- prié, servent à maintenir-le tissu de base 4 tendu, gra- ce au fait qu'ils sont réglables, comme indiqué par les flèches 6, et à faire avancer le tissu section par sec- tion au fur et à mesure de son traitement de la façon expliquée par cette description. Des feuilles d'un poly- mère non polymérisé 7, tel que le polyuréthane, sont placées entre les deux faces de la plaque intermédiaire 3 et les parties du tissu de base 4 situées au-dessus et au-dessous de cette plaque 3. La presse à plateaux est ensuite fermée, par rapprochement des plateaux supérieur et inférieur 1 et 2, ce qui comprime le tissu de base 4, les feuilles de polymère 7 et la plaque 3 les uns contre les autres. La pression et la chaleur apportées par la presse à plateaux font fondre les feuilles de polymère 7 et obligent cette matière liquéfiée à pénétrer dans la structure tissée du tissus de base 4 et à entourer cette structure. Cette opération peut aussi polymériser le po- lymère. A la fin de l'intervalle de temps nécessaire pour les opérations ci-dessus, on ouvre la presse à pla- teaux, en écartant les plateaux supérieur et inférieur 1 et 2 l'un de l'autre. Puis, on fait avancer le tissu de base 4, en utilisant les rouleaux 5, jusqu'au moment o des régions du tissu de base 4 dans lesquelles la feuille de polymère 7 n'a pas encore été enfoncées sont situées au-dessus et au-dessous de la plaque 3. On insère alors de nouvelles feuilles de polymère 7 entre les deux faces de la plaque 3 et les portions du tissu de base 4 situées au-dessus et au-dessous de cette plaque. Toutefois, cette fois, on place les feuilles proprement et exactement bout à bout contre la feuille qui vient d'être pressée. Enfin, on répète l'opération de pressage décrite plus haut. On répète les phases de traitement jusqu'à ce que la face interne du tissu de base 4 ait été en- tièrement traitée de cette façon, ce qui produit la courroie spéciale selon l'invention. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, il peut fréquemment être intéressant de produire une courroie pour presse à zone de serrage étendue dont les surfaces ne sont pas absolument lisses mais présentent au con- traire des rainures, indentations ou autres caractéris- tiques de surface. Ceci peut s'effectuer en utilisant des plaques intermédiaires et/ou des plateaux possédant des caractéristiques de surface qui conféreront des ca- ractéristiques correspondantes à la courroie pendant sa fabrication. La Fig. 2a est une vue en plan d'une plaque ou d'un plateau lisse et la Fig. 3a est une vue en coupe de cette même plaque ou de ce même plateau, destiné à être utilisé pour la fabrication d'une courroie lisse. Une courroie rainurée peut être fabriquée par utilisa- tion d'une plaque rainurée et/ou d'un plateau rainuré, ayant des rainures 8, qui sont représentées dans la vue en plan de la Fig. 2b, et dans la vue en coupe de la Fig. 3b. Finalement, on peut produire une courroie présentant des indentations en utilisant une plaque et/ou un plateau ayant des bossages 9, comme représenté sur les Fig. 2c et 3c. On peut obtenir un nombre infini d'autres motifs de surface possibles en utilisant des plaques et/ou plateaux appropriés lors de la fabrication de la courroie. Des modifications de la courroie et de ce pro- cédé de fabrication seront évidentes pour l'homme de l'art, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDIC -ONS 1. Procédé de fabrication d'une courroie des- tinée à être utilisée dans des presses à zone de serra- ge étendue (à patin), de machine à papier, caractérisée en ce qu'il consiste à: a) Dlacer un tissu de base (4) et une plaque inter- médiaire (3) dans l'espace compris entre les plateaux su- périeur (1) et inférieur (2) d'une presse à plateaux; b) insérer une feuille de polymère (7) dans la pres- se à plateaux, avec la plaque intermédiaire et le tissu de base; c) fermer la presse à plateaux sur la plaque inter- mcdi, la feuille de polymère et le tissu de base; d) ouvrir la presse à plateaux après un temps suffi- sant pour faire fondre le polymère et le faire pénétrer, sous la forme liquide, dans la structure du tissu de ba- se; e) faire avancer le tissu de base dans la presse à plateaux, jusqu'au point o le tissu, non encore traité par le polymère, est adjacent à la plaque intermédiaire; f) insérer du polymère dans la presse à plateaux, exactement bout à bout avec la feuille de polymère précé- demment pressée; et g) répéter les phases c) à f) jusqu'à ce que toute la longueur de la courroie en tissu ait été ainsi revê- tue et imprégnée de polymère. 2. Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que-le tissu de base (4) est amené sous une for- me sans fin et disposé la façon d'un manchon autour de la plaque intermédiaire (3). 3. Procédé selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que le tissu de base est maintenu dans un état tendu autour de la plaque intermédiairepar un premier rouleau et un deuxième rouleau situés de part et d'autre de la presse à plateaux. 4. Procédé selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le premier rouleau et le deuxième rouleau (5) font avancer le tissu de base pendant la fabrication de la courroie. 5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la feuille de polymère (7) est insérée entre les surfaces supérieure et inférieure de la plaque intermédiaire et du tissu de base. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite feuille de polymère est insérée dans la presse à plateaux sur les deux faces du tissu de base. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tissu de base est tissé à -partir d'un monofilament de polyester, dans une armure ouverte. 8. Procédé selon la revendication 7, caracté- risé en ce que le tissu de base est un tissu monocouche. 9. Procédé selon la revendication 7, caracté- risé en ce que le tissu de base est un tissu multicouche. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le polymère est un polyuré- thane. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la plaque intermédiaire (3) a une surface lisse. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les plateaux supérieur et inférieur (1 et 2) ont des surfaces lisses. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 a 10, caractérisé en ce que la plaque intermédiaire a une surface qui porte un dessin destiné à être imprimé sur la surface de la courroie. 14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les surfaces des plateaux supérieur et inférieur (1 et 2) portent des dessins des- tinés à être imprimés sur la surface de la courroie.