Brevet FR2786795A1 — publié le 20000609

Dans la fabrication des produits en papier absorbant mince, tels que les mouchoirs, le papier hygiénique, les serviettes en papier et analogues, l'utilisation d'un procédé de séchage par soufflage transversal est bien connue. En général, le procédé de séchage par soufflage transversal implique le passage d'air chaud à travers une nappe de papier absorbant mince essorée tandis que la nappe est supportée par une toile pour séchage par soufflage transversal. Plus spécifiquement, la nappe supportée par la toile est séchée tandis qu'elle est maintenue en contact avec un tambour de séchage par soufflage transversal en rotation, qui fournit l'air chaud de séchage. Selon le procédé particulier, la nappe séchée peut être ensuite crêpée ou laissée non crêpée. Cependant, pour donner la texture et la structure voulues au produit de papier absorbant mince résultant, les procédés courants de séchage par soufflage transversal sont tributaires des toiles spécifiquement conçues pour le séchage par soufflage transversal. Les modèles de telles toiles sont limités par la nature inhérente du procédé de tissage et les propriétés des filaments utilisés pour tisser de telles toiles. Une difficulté associée à de nombreux matériaux en filaments est leur incapacité à résister à des températures élevées. Naturellement, au fur et à mesure que des efforts sont faits pour augmenter la productivité des machines de fabrication de papier absorbant mince séché par soufflage transversal, on cherche à augmenter la température des séchoirs et l'efficacité de l'énergie de séchage, et à raccourcir les durées de séchage. Cependant, la toile pour séchage par soufflage transversal est un facteur limitant pour plusieurs raisons, telles que la dégradation thermique, la perte de chaleur latente à chaque révolution du séchoir, etc. Il existe donc un besoin en un procédé d'amélioration de l'efficacité de séchage des machines de fabrication de papier absorbant mince utilisant un séchage par soufflage transversal. I orm Il a maintenant été découvert que la toile de séchage pour soufflage transversal pouvait être éliminée de la machine de fabrication du papier absorbant mince en concevant convenablement le tambour de séchage à soufflage transversal. On élimine ainsi non seulement les coûts d'achat des toiles pour séchage par soufflage transversal et les coûts d'arrêt de la machine associés au remplacement de la toile, mais encore, on améliore l'efficacité thermique du procédé de séchage. Par conséquent, selon un aspect de l'invention, celle-ci réside dans un procédé de fabrication d'une feuille de papier absorbant mince séchée par soufflage transversal comprenant les étapes suivantes: (a) la formation d'une nappe de papier absorbant mince; (b) l'essorage de la nappe de papier absorbant mince; (c) le transfert de la nappe essorée depuis une toile support jusqu'à la surface d'un tambour de séchage par soufflage transversal ayant une série de trous au travers desquels passe de l'air chaud pour sécher la nappe; (d) le séchage de la nappe tandis qu'elle est sur la surface du tambour de séchage par soufflage transversal; et (e) l'enlèvement de la nappe séchée de la surface dudit tambour. Le transfert de la nappe vers la surface du tambour de séchage par soufflage transversal peut être assisté par une caisse soufflante qui souffle de l'air comprimé au travers de la toile support vers la surface du tambour de séchage par soufflage transversal. En outre, le transfert peut encore être assisté par la présence d'une caisse aspirante au sein du tambour de séchage par soufflage transversal, au niveau du point de transfert. L'enlèvement de la nappe séchée de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal peut être assisté par la présence d'une caisse soufflante au sein du tambour de séchage, caisse qui souffle de l'air vers l'extérieur, en direction de la nappe séchée, au niveau du point d'enlèvement. En variante ou en outre, une lame de docteur peut être utilisée pour prélever la nappe séchée depuis la I Ill surface du tambour de séchage par soufflage transversal. Dans certains cas, si la résistance de la nappe est adéquate, la nappe séchée peut simplement être séparée par pelage. Selon un autre aspect, l'invention réside dans un procédé de fabrication d'une feuille de papier absorbant mince séchée par soufflage transversal comprenant les étapes suivantes: (a) la formation d'une nappe de papier absorbant mince; (b) l'essorage de la nappe de papier absorbant mince; (c) le transfert de la nappe essorée vers la surface d'un tambour de séchage par soufflage transversal sans qu'elle soit supportée par une toile pour séchage par soufflage transversal, ladite surface du tambour de séchage ayant une série de sillons circonférentiels; (d) le séchage de la nappe tandis qu'elle est sur la surface du tambour de séchage par soufflage transversal, et (e) l'enlèvement de la nappe séchée de la surface dudit tambour. Dans cette forme d'exécution, les sillons circonférentiels confèrent à la nappe séchée résultante un bouffant significatif ainsi qu'une extensibilité et une flexibilité dans le sens travers. Selon un autre aspect, l'invention réside dans un appareil de séchage par soufflage transversal pour sécher une nappe, ledit appareil comprenant un tambour perforé de séchage par soufflage transversal, ledit tambour ayant une série de sillons circonférentiels, un capot à air chaud pour fournir de l'air chaud à la surface du tambour de séchage, une zone à vide au sein dudit tambour de séchage pour aspirer l'air chaud depuis le capot d'air chaud, vers l'intérieur, au travers de la surface du tambour pour sécher la nappe, et un moyen pour enlever la nappe séchée de la surface dudit tambour. Le moyen d'enlèvement de la nappe séchée depuis la surface du tambour de séchage par soufflage transversal peut comprendre une lame de docteur cannelée qui est disposée contre la surface du tambour et qui prélève la nappe depuis la surface et/ou une caisse I *MI- soufflante au sein du tambour de séchage qui utilise de l'air comprimé pour souffler la nappe à l'écart de la surface du tambour. Telle qu'utilisée ici, l'expression nappe de "papier absorbant mince" séchée signifie une feuille de faible densité faite de fibres papetières convenant à une utilisation comme mouchoir, papier hygiénique ou serviette en papier, par opposition à des qualités plus denses de papier telles que les papiers à écrire. Dans les dessins: - la figure 1 est une vue schématique illustrant un procédé selon l'invention et montrant le fonctionnement d'un tambour de séchage par soufflage transversal, sans toile; - la figure 2 est une vue en perspective d'une portion représentative de la surface d'un tambour de séchage par soufflage transversal selon la présente invention, illustrant les sillons circonférentiels à la surface du tambour de séchage et une lame de docteur cannelée venant en prise avec lesdits sillons; - la figure 3 est une vue en plan d'une portion représentative de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal, illustrant une disposition des trous à vide et de sillons circonférentiels; et - la figure 4 est une vue en coupe transversale de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal, illustrant davantage la relation spatiale entre les sillons circonférentiels et les trous. En se référant à la figure 1, l'invention sera décrite avec davantage de détails. Il est représenté une caisse d'arrivée 10 pour fabrication de papier, qui dépose une suspension aqueuse de fibres papetières entre une toile de formation intérieure 11 et une toile de formation extérieure 12 tandis que les toiles parcourent une voie arquée définie par la surface d'un rouleau de formation 13. La nappe nouvellement formée 14 est retenue par la toile de formation intérieure et passée sur un rouleau d'essorage capillaire facultatif aux fins d'éliminer sans compression l'eau libre se trouvant dans la nappe. Un rouleau d'essorage capillaire convenable est décrit dans US-A-5 701 682 intitulé "Capillary dewatering method and apparatus" délivré le 30 Décembre 1997 aux noms de Chang et al. Ensuite, la nappe est transférée vers la surface d'un tambour de séchage par soufflage transversal 15 avec l'assistance d'une caisse soufflante facultative 16 en combinaison avec une caisse aspirante interne 17. Des rouleaux de pression facultatifs 18 et 19 densifient et renforcent sélectivement des portions de la nappe pour découpler la résistance résultante du papier absorbant mince du fort bouffant global et de la faible densité globale. L'intérieur du tambour de séchage par soufflage transversal contient une zone sous pression réduite 20 pour aspirer l'air chaud provenant du capot à air chaud 21 au travers de la nappe et jusqu'à l'intérieur du tambour. Quand la nappe séchée atteint le fin de son arc, elle est enlevée de la surface du tambour de séchage, de préférence par prélèvement de la nappe depuis la surface en utilisant une lame de docteur cannelée 22 et/ou en la décollant par soufflage de la surface en utilisant une caisse soufflante facultative 23, puis elle est enroulée en une bobine 25 en vue d'un traitement ultérieur (transformation en mouchoirs, papier hygiénique, serviettes en papier, etc.) d'une manière normale. Dans la mesure o il reste des fibres résiduelles à la surface du tambour de séchage par soufflage transversal après que ledit tambour ait tourné au-delà de la lame de docteur, ces fibres peuvent être brûlées pour en débarrasser la surface du tambour en utilisant un brûleur convenable qui dirige la flamme vers la surface. Si l'on utilise un brûleur, le tambour de séchage par soufflage transversal doit être fait d'un métal qui peut résister aux hautes températures résultant d'un feu direct. L'homme du métier en matière de séchoirs par soufflage transversal sera capable de sélectionner des compositions métalliques appropriées pour un tel service. Z s|Mil Avantageusement, la chaleur résiduelle à la surface du tambour de séchage par soufflage transversal, résultant du brûleur n'est pas perdue et peut être utilisée pour le séchage ultérieur du papier humide. L'homme de l'art appréciera que de nombreuses variantes peuvent être faites à ce procédé sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, d'autres configurations de formage peuvent être substituées au formeur à double toile illustré, y compris des formeurs en croissant, des formeurs Fourdrinier, des formeurs à cylindre de tête aspirants, etc. De même, la nappe nouvellement formée peut être transférée sur une toile intermédiaire, avec ou sans freinage au transfert, avant d'être transférée sur le tambour de séchage par soufflage transversal. Cependant, il peut être particulièrement avantageux de faire un transfert freiné de la nappe depuis la toile de formation vers la toile de transfert, c'est-à-dire en ayant la toile de transfert qui circule à une vitesse d'environ 5 à environ % inférieure à celle de la toile de formation. Un exemple d'un tel transfert freiné est décrit dans US-A-5 667 636 délivré le 16 Septembre 1997 aux noms de Engel et al et intitulé "Method for making smooth uncreped throughdried sheets". La figure 2 est une vue en perspective d'une portion représentative de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal, montant l'interaction avec une lame de docteur cannelée 22 appariée facultative conçue pour prélever la nappe séchée par soufflage transversal depuis la surface du tambour de séchage. Plus particulièrement, la surface du tambour de séchage par soufflage transversal 15 est pourvue d'une série de sillons circonférentiels 31 qui donnent une configuration tridimensionnelle et un bouffant élevé à la nappe séchée. Les sillons peuvent être continus ou discontinus dans la direction circonférentielle (sens machine). Entre les sillons circonférentiels se trouvent une série de trous 32 au travers desquels s'écoule l'air chaud du tambour de séchage pour sécher la nappe. La lame I MII- de docteur cannelée 22 possède également sa propre série de sillons 33 qui viennent en prise avec ceux de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal pour permettre à la lame de docteur cannelée de racler ou prélever la nappe pour la séparer de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal. Le bord d'attaque de la lame de docteur est suffisamment effilé pour réduire au minimum tout action de crêpage qui ferait gondoler la nappe et réduirait sensiblement la liaison interfibres. La figure 3 est une vue en plan d'une portion représentative de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal, illustrant plus clairement la série de trous 32 entre les sillons 31. La surface ouverte des trous peut varier en fonction des conditions spécifiques du procédé, mais en général elle représentera d'environ 15 à environ 40 %, plus spécifiquement d'environ 20 à environ % de la surface du tambour. La figure 4 est une vue en coupe transversale de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal prise selon la ligne 4-4 de la figure 3, montrant plus spécifiquement la taille relative des trous et des sillons circonférentiels. La hauteur des sillons circonférentiels est désignée par "h" et elle peut être comprise entre environ 0,7 et environ 2 millimètres. La largeur ou l'épaisseur des sillons circonférentiels est désignée par "t" et elle peut être comprise entre environ 0,7 et environ 1,5 millimètre. L'espacement entre les bases des sillons circonférentiels est désigné par "d" et il peut être compris entre environ 1,5 et environ 3 millimètres. La profondeur des trous pratiqués au travers de la paroi superficielle du tambour de séchage est désignée par "b" et elle peut être comprise entre environ 2 et environ millimètres. On comprendra que la description des dessins qui précède, donnée uniquement à titre d'illustration, n'a pas pour effet de limiter la portée de l'invention qui est I *I[1 définie par les revendications suivantes et s'étend aux équivalents. I M1- REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'une feuille de papier absorbant mince comprenant les étapes suivantes: (a) la formation d'une nappe de papier absorbant mince (14); (b) l'essorage de la nappe de papier absorbant mince (14); (c) le transfert de la nappe essorée (14) vers la surface d'un tambour de séchage par soufflage transversal (15) sans qu'elle soit supportée par une toile pour séchage par soufflage transversal, ladite surface du tambour de séchage (15) ayant une série de sillons circonférentiels (31); (d) le séchage de la nappe (14) tandis qu'elle est sur la surface du tambour de séchage (15), et (e) l'enlèvement de la nappe séchée (14) de la surface dudit tambour de séchage (15). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe essorée (14) de l'étape (b) est supportée par une première toile et transférée avec freinage sur une seconde toile se déplaçant à une vitesse d'environ 5 à environ 75 % inférieure à celle de la première toile. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe séchée (14) est enlevée de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal (15) au moyen d'une lame de docteur (22) ayant une série de sillons (33) qui viennent en prise avec les sillons circonférentiels (31) de la surface du tambour de séchage (15). 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe essorée (14) est transférée vers la surface du tambour de séchage par soufflage transversal (15) avec l'assistance d'une caisse soufflante (16) qui pousse la nappe (14) contre la surface dudit tambour de séchage (15). 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe séchée (14) est enlevée de la surface du tambour de séchage par soufflage transversal (15) avec 1 II l'assistance d'une caisse soufflante (23) prévue au sein dudit tambour de séchage (15), caisse qui souffle de l'air vers l'extérieur au travers de trous ménagés dans la surface dudit tambour de séchage (15). 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après que la nappe essorée (14) ait été transférée sur la surface du tambour de séchage par soufflage transversal (15), elle est pressée entre la surface dudit tambour de séchage (15) et un ou plusieurs rouleaux de pression (18,19). 7 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à brûler par feu direct toutes fibres adhérant à la surface du tambour de séchage par soufflage transversal (15) après que la nappe (14) en ait été enlevée. 8 - Procédé de fabrication d'une feuille de papier absorbant mince séchée par soufflage transversal comprenant les étapes suivantes: (a) la formation d'une nappe de papier absorbant mince (14); (b) l'essorage de la nappe de papier absorbant mince (14); (c) le transfert de la nappe essorée (14) depuis une toile support (11) jusque sur la surface d'un tambour de séchage par soufflage transversal (15) ayant une série de trous (32) au travers desquels passe de l'air chaud pour sécher la nappe (14); (d) le séchage de la nappe (14) tandis qu'elle est sur la surface dudit tambour de séchage (15); et (e) l'enlèvement de la nappe séchée (14) de la surface du tambour de séchage (15). 9 - Appareil de séchage par soufflage transversal pour sécher une nappe (14), ledit appareil comprenant un tambour perforé de séchage par soufflage transversal (15), ledit tambour de séchage ayant une série de sillons circonférentiels (31), un capot à air chaud (21) pour fournir de l'air chaud à la surface dudit tambour de I OriF séchage (15), une zone à vide (20) au sein du tambour de séchage (15) pour aspirer l'air chaud depuis le capot d'air chaud (21) vers l'intérieur du tambour de séchage (15), au travers de sa surface, pour sécher la nappe (14), et un5 moyen (22) pour enlever la nappe séchée (14) de la surface dudit tambour de séchage (15).