Brevet FR2641292A1 — publié le 19900706

Cette invention se rapport aux toiles pour presses utilisées dans la section presse des machines à papier pour supporter, transporter et déshydrater la feuille fibreuse humide pendant le traitement qu'elle subit pour être transformée en papier. Elle concerne plus particu- lièrement des toiles à extrémités libres dont les extré- mités sont réunies au moyen d'une jonction à axe lors- qu'elles sont montées sur la machine. L'invention se rapporte en outre à l'utilisation d'un fil tressé pour les brins du sens machine (SM) de la toile de presse. Les toiles sans fin sont des composants clés des machines utilisées pour la fabrication des produits en papier. Ici, les toiles utilisées dans la section presse sont directement concernées. Non seulement la toile de presse joue le rôle d'une courroie transporteuse qui transporte dans la section la feuille fibreuse humide qu'il s'agit de transformer en papier, mais, ce qui est plus important, elle accepte l'eau qui est exprimée mécaniquement de la feuille lorsque cette dernière traverse la presse. Plus précisément, la presse exprime l'eau de la feuille et l'introduit dans la toile. Jusqu'à une époque assez récente, les toiles de presse utilisées dans la section presse étaient fournies sous une forme sans fin; c'est-à-dire qu'elles étaient tissées sous la forme d'une boucle sans fin, sans jonction. Ceci était dû en partie aux limitations de la technologie des jonctions et du tissage. Toutefois, en outre, la section presse pose d'autres problèmes spéciaux qu'on ne rencontre pas dans les autres sections de la machine à papier. Historiquement, les procédés d'assemblage des extrémités d'une toile à extrémités libres comportaient pour la plupart une jonction beaucoup plus épaisse que le reste du corps de la toile. Ceci peut poser des problèmes majeurs sur une toile utilisée dans la section presse. La jonction plus épaisse sera soumise à de plus fortes compressions à chaque passage dans la zone de serrage de la presse, ce qui affaiblira la jonction et, de cette façon, raccourcira la durée de vie de la toile. En outre, des vibrations potentiellement endommageantes peuvent être excitées dans la machinerie de la presse par les passages répétés de la région de jonction qui est plus épaisse. Finalement, la feuille fibreuse humide, qui est encore très fragile dans la section presse en raison de sa forte teneur en eau, peut être marquée, sinon brisée, par la compression excédentaire qui se produit à l'endroit de la jonction. En dépit de ces obstacles considérables, il est resté très souhaitable de développer une toile de presse fermée par une jonction sur la machine (JSM) en raison de la facilité relative et de la sécurité avec laquelle elle peut être montée sur la machine. Cette opération consiste simplement à tirer une extrémité de la toile de presse à extrémités libres à travers la machine, puis à la faire passer autour des différents guides et rou- leaux de tension et autres organes. Ensuite, on peut réunir les deux extrémités en un endroit approprié de la machine et régler la tension pour tendre la toile. En fait, on monte habituellement la nouvelle toile en même temps qu'on enlève l'ancienne. Dans un tel cas, on 3 2641292 réunit une extrémité de la nouvelle toile à une extré- mité de l'ancienne, que l'on utilise pour enfiler la nouvelle toile en la plaçant dans sa bonne position dans la machine. Au contraire, le montage d'une toile sans fin sur une section presse est une entreprise difficile et longue. La machine doit tout d'abord être arrêtée pen- dant un temps relativement long, pendant que l'ancienne toile est coupée ou enlevée d'une autre façon. La nou- velle toile doit ensuite être fixée en bonne position, par le côté, et introduite dans les fentes ou espaces libres compris entre les organes de la presse, à tra- vers le bâti et autour d'autres organes de la machine. La difficulté de cette opération est encore rendue plus compliquée par le fait que les toiles de presses de la nouvelle génération sont de plus en plus épaisses et. rigides. Ces caractéristiques accroissent le temps et les efforts exigés du personnel de l'usine pour monter une nouvelle toile. Dans cette mesure, une toile de presse JSM fiable constituerait un progrès que les industriels cherchent depuis longtemps à obtenir. Un procédé pour réunir les extrémités d'une toile à extrémités libres consiste à utiliser une jonction à axe, que l'on désigne par cette expression parce que son élément est un axe, ou un pivot, qui réunit les boucles prévues aux extrémités de la toile de presse. Un procédé pour produire une toile à extrémités libres qui peut être assemblée sur la machine à papier à l'aide d'une jonction à axe, consiste à tisser la toile de telle manière que les extrémités des brins du sens machine (SM) puissent être retournées et entre- lacées par le tissage dans le corps de la toile, et parallèlement au sens machine. La deuxième technique utilise le procédé de tissage "sans fin" qui se traduit normalement par la formation d'une boucle de toile 4 2641292 continue. Toutefois, lorsqu'on fabrique une toile de presse pouvant être fermée par une jonction à axe, un bord de la toile est tissé de manière que les fils du corps de la toile forment des boucles, un jeu de boucles en alternance à chaque extrémité du tissu. Pour réunir les extrémités de la toile, on les place à proximité immédiate l'une de l'autre, en imbri- quant et en alternant les boucles de l'une et de l'autre des extrémités de la toile. Ensuite, on passe l'axe à travers l'espace libre qui court le long des centres des boucles imbriquées pour terminer la jonction. La région de la jonction n'est que légèrement plus épaisse que le corps principal de la courroie puisque les boucles formées utilisent les brins de fils SM du corps. La présente invention se rapporte aux problèmes posés par les boucles elles-mêmes. Dans la technique antérieure, le fil SM utilisé dans une structure de toile de presse à tissage classique, soit à extrémités libres, soit sans fin, ne possédait pas les caractéris- tiques additionnelles nécessaires relatives à la for- mation des boucles et à la solidité. Initialement, on utilisait un monofilament unique dans le sens machine pour les toiles de presses fermées sur la machine, parce que le filament était raide et possédait de bonnes propriétés de formation des boucles. Mais l'expérience a montré que non seulement ce monofila- ment est difficile à tisser, mais que, en outre, il possède une élasticité insuffisante dans le sens machine pour de nombreux types de presses habituelles. La consé- quence est qu'il se posait des problèmes de rupture à la traction et de rupture de la jonction. Pour résoudre ces problèmes, on a déjà utilisé, dans le sens machine, un monofilament textile standard doublé/retordu. Dans le procédé de tissage, on a constaté qu'il était beaucoup plus facile à utiliser qu'un mono- 2641292 filament simple. Sa meilleure élasticité et sa meilleure résistance mécanique résolvent les problèmes de résis- tance à la traction et à la fatigue du monofilament simple. Toutefois, lorsqu'on tente de former les boucles nécessaires pour la jonction à axe à partir de ces fils SM, on se heurte à de graves problèmes. Les boucles ainsi formées ont tendance à se déformer à leur sommet. En outre. la boucle complète se déforme ou se tord re- lativement facilement lorsqu'on tente d'enfoncer un axe à travers l'ouverture des boucles. Un autre problème se pose sous l'effet d'un phénomène appelé l'effet de torsion hélicoïdale secon- daire. On rappellera que, théoriquement, les boucles d'une jonction à axe seront convenablement orientées lorsque leurs plans sont perpendiculaires au plan de la toile et parallèles au sens machine. Cette orientation donne aux boucles situées à chaque extrémité de la toile la possibilité de s'imbriquer et d'alterner fa- cilement pendant l'assemblage des extrémités pour former la jonction à axe. L'effet de torsion hélicoidale se- condaire s'observe dans la tendance d'une boucle formée à partir d'un fil tordu à tourner autour d'un axe contenu dans le plan de la boucle. Lorsque ceci se pro- duit, cet effet constitue une déviation de la boucle par rapport à l'orientation idéale nécessaire pour for- mer la jonction à axe. Cette déviation rend difficile, sinon impossible, d'imbriquer et d'alterner convenable- ment les boucles des deux extrémités de la toile de presse pendant la fermeture, ainsi que d'enfiler l'axe à travers le vide créé par les boucles imbriquées. L'invention représente un moyen pour résoudre cette difficulté. Les boucles JSM formées de la façon indiquée dans le présent mémoire posséderont la résis- tance à la traction et la résistance à la fatigue du monofilament retordu mais sans présenter le comportement 6 o2641 9g2 de torsion illustratif de l'effet de torsion hélicoïdale secondaire. L'invention surmonte l'inconvénient représenté par la tendance des boucles JSM formées par le fil SM doublé retordu à être susceptiblesde l'effet de torsion hélicoidale secondaire. Elle surmonte aussi la tendance des filaments élémentaires à se séparer au sommet de la boucle, tendance qui empêche d'imbriquer facilement les boucles. Elle consiste à utiliser, dans le sens machine, un fil composite comprenant des monofilaments tressés, au lieu d'un seul monofilament qui est simple ou doublé retordu. A son avantage, un tel fil possède une plus grande élasticité et une plus grande résistance à la traction dans le sens machine, ainsi que l'aptitude à former une boucle de jonction à axe qui possède une meilleure résistance mécanique. Un fil composite qui comprend un monofilament tressé est mieux capable de conserver son intégrité qu'un fil fait d'un monofilament doublé, et il permet d'obtenir une bonne formation de boucles. Les boucles ainsi formées s'imbriquent facilement pour créer le passage dont a besoin l'axe qui ferme la jonction. A la différence d'un fil retordu, un fil qui a été tressé sera équilibré, de sorte qu'on n'observera pas d'effet de torsion hélicoidale secondaire. Un autre avantage consiste en ce que ces fils formeront une boucle plus rigide, qui ne sera pas facilement déviée ni déformée par les autres boucles ni par l'axe. Les fils de la présente invention auront l'exten- sibilité dans le sens machine d'un fil doublé/retordu et, ainsi que cela a été constaté, ils auront une meilleure résistance à la fatigue. En outre, des résultats d'essais indiquent que ces fils conservent leur forme sous la charge mieux qu'un fil doublé/retordu. A ce sujet, ces fils se 7.2641292 aomportent d'une facon plus semblable au comportement d'un monofilament unique qu'un fil doublé/retordu lors- qu'ils subissent une charge de compression, ceci grâce au fait qu'ils ne s'aplatissent pas facilement. Le ré- sultat est que le calibre de la toile de presse et son volume de vide resteront mieux conservés sous la charge avec l'utilisation du fil tressé. D'autres formes de réalisation des fils composites selon l'invention comprennent des âmes du type monofi- lament ou multifilaments ou, FGC (fils gonflants continus) entourées par les monofilaments tressés, ainsi que des enveloppements multifilaments ou en fils gonflants continus (FGC). D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Fig. 1 est une vue en plan de la toile de presse à jonction à laquelle l'invention se rapporte; la Fig. 2 est une vue en perspective d'une extrémité d'une toile de presse à extrémités libres conçue pour être fermée pendant son montage sur la section presse d'une machine à papier au moyen d'une jonction à axe; on peut voir les boucles de la jonction sur machine (JSM) le long du bord droit de la toile de presse; la Fig. 3a est une vue en coupe de la toile de presse qui montre la formation d'une boucle JSM par la technique du tissage à plat; la Fig. 3b est une vue correspondante pour une toile de presse tissée par un procédé modifié de tis- sage sans fin; les Fig. 4a à 4e sont des vues en coupe des fils SM utilisés dans la formation des boucles JSM selon l'invention. Les éléments communs à différentes figures sont 8 26 4 129 2 désignés par les mêmes numéros de référence sur toutes les figures. On se reportera maintenant aux dessins. Sur la Fig. 1, on voit une vue schématique d'une toile de presse 10 assemblée sans fin au moyen d'une jonction 12. La jonction 12 se ferme en plaçant les boucles JSM des deux extrémités de la toile de presse 10 à extrémités libres très près les unes des autres et, plus précisé- ment, en imbriquant et en alternant celles de chaque extrémité. L'opération se termine en passant un axe à travers l'espace défini par les boucles imbriquées les unes dans les autres. Le mode préféré de mise en oeuvre de l'invention consiste à tisser une toile de presse en utilisant des brins de fils composites dans le sens machine. La ca- ractéristique des fils composites qui est importante pour les besoins de l'invention consiste en ce qu'ils comprennent des brins tressés de monofilaments. La Fig.2 représente une extrémité 14 d'une toile de presse 10 à extrémités libres, non encore fermée. Les boucles 16 de la jonction sur machine (JSM) sont formées soit en retissant les extrémités des brins du sens machine (SM) tressés dans le corps de la toile de presse 10, soit en tissant la toile de presse 10 conformément à une technique de tissage sans fin modifiée. Sur la Fig. 2, le sens machine et le sens travers machine sont désignés respectivement par SM et TM. Les Fig. 3a et 3b sont des vues en coupe agrandies de l'extrémité 14 de la toile de presse 10, qui montrent la formation des boucles 16 de la Fig. 2. Sur les deux Fig. 3a et 3b, les boucles 16 sont formées à partir des fils SM 18, dont on peut voir clairement qu'ils sont constitués par les fils composites selon le principe de l'invention. Les fils TM 20 sont dessinés en coupe sous la forme de monofilaments, uniquement pour 9 2641292 la commodité de la représentation; on peut utiliser des fils d'autres types dans le sens travers machine. Une nappe fibreuse 22 est représentée intégrée par aiguille- tage dans la structure tissée des deux figures. Les Fig. 3a et 3b diffèrent principalement l'une de l'autre par la façon dont les boucles 16 sont formées. Sur la Fig. 3a, la boucle 16 a été formée en retissant le brin 18 SM dans le corps de la toile de presse 10. Ce mode opératoire est nécessaire si le tissu a été tissé à plat. Sur la Fig. 3b, au contraire, la toile de presse 10 a été tissée dans le mode sans fin modifié. Dans cette technique, les brins SM 18 sont simplement entrelacés dans un sens et dans l'autre, car ils consti- tuent les fils de trame dans ce mode de tissage, pour former ainsi des boucles 16 à chaque extrémité de la toile de presse. Les Fig. 4a à 4e représentent cinq formes de réalisation différentes des fils composites SM 18 selon l'invention, par une vue en coupe. Chaque forme de réalisation a pour caractéristique un fil tressé composé d'un certain nombre de brins monofilaments 20, typique- ment de huit brins. Ces brins monofilaments 20 possèdent des diamètres individuels conternus dans l'intervalle de 0,076 à 0,30 mm (0,003 à 0,012 pouce). On pourrait utiliser des filaments plus minces ou plus épais, selon le besoin. Par exemple, des monofilaments plus grossiers seraient tout à fait acceptables pour des toiles utili- sées sur des machines à papier produisant des qualités de papier plus lourdes. Sur la Fig. 4a, on a représenté une vue en coupe d'un monofilament tressé. Dans ce cas, ce fil composite 18 est composé de huit brins (ou "bouts"), de monofilament 20 formant ce qu'on peut décrire comme un tube poreux creux. La Fig. 4b montre une autre forme de réalisation 2641292 du fil sens machine 18 selon l'invention, dans laquelle les brins monofilaments 20 entourent une âme 22 du type multifilament. La Fig. 4b pourrait tout aussi bien représenter les cas o le multifilament 22 est un fil filé, ou a été remplacé par un fil gonflant continu (FGC). Le FGC est composé de brins continus de filaments qui ne sont ni assemblés par torsion ni assemblés par filage. Au contraire, les coudes des brins de filaments constituent les moyens par lesquels les brins sont maintenus assemblés dans le FGC. La Fig.4c montre une coupe d'un fil composite SM 18 comprenant des brins monofilaments 20 tressés autour d'une âme monofilament 24. De même, la Fig. 4d montre un fil composite SM 18 dans lequel les brins monofilaments 20 sont tressés autour d'une âme faite d'un monofilament doublé 26. La Fig. 4e représente encore une autre forme de réalisation du fil composite SM 18 selon l'invention. Ici, le brin de monofilament tressé 20 est entouré d'une enveloppe multifilament 28, qui peut être constitué par un fil filé. Ainsi que ceci est indiqué par les figures, la présente invention prévoit une large diversité de fils qui peuvent être utilisés pour la formation de boucles JSM avec les brins SM, dont ceux qui sont notés dans le tableau suivant ne constituent que des exemples. Type diamètres (Millièmes de pouce) (mm) Tresse 8 bouts 36 0,91 Tresse/âme 2 x 3 bouts 55 1,4 Tresse/âme fil filé 39 0,99 Tresse/âme fil filé 46 1,1 Tresse/âme FGC 48 1,2 Tresse/fil FGC et âme mono- filament de 0,41 mm (16/1000") 48 1,2 Tresse/fil filé et âme mono- 52 1,3. filament de 0,41 mm (16/1000") 11 2641292 REVENDICATIONS 1. Toile de presse & extrémités libres, destinée à être utilisée sur la section presse d'une machine à papier, conçue pour être fermée par une jonction à axe, caractérisée en ce qu'elle comprend: un ensemble de fils sens machine (SM) et sens travers machine (TM) entrelacés par tissage, dans lequel lesdits fils sens machine (SM) sont des fils composites formés en jumelant une pluralité de brins monofilaments; une première extrémité (14) et une deuxième extrémité, ladite pnière extrémité et ladite deuxième extrémité étant réunies l'une à l'autre lorsque la toile de presse est installée sur une machine à papier; et une pluralité de boucles (16) formées par lesdits fils sens machine (SM) à ladite première extrémité (14) et à ladite deuxième extrémité pour faciliter la réunion de ladite première extrémité et de ladite deuxième extrémité par une jonction à axe. 2. Toile de presse selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits fils sens machine (SM) sont des brins tressés de monofilaments (20). 3. Toile de presse selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits fils sens machine (SM) comprennent en outre une âme multifilament (22). 4. Toile de presse selon la revendications1, caractérisée en ce que lesdits fils sens machine (SM) comprennent en outre une âme FGC (fils gonflants continus). 5. Toile de presse selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits fils sens machine (SM) comprennent en outre une enveloppe multifilament (28). 6. Toile de presse selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite âme est un fil filé. 7. Toile de presse selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite enveloppe (28) est un fil filé. 12 2641292 8. Toile de presse selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits fils sens machine (SM) comprennent en outre une âme monofilament (24). 9. Toile de presse à extrémités libres selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits fils sens machine (SM) comprennent en outre une âme en mono- filament doublé (26).