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Scott Paper Company pour : "Torchons multicouches et leur fabrication" Priorité d'une demande de brevet aux Etats-Unis. d'Amérique déposée le 16 juillet 1982, sous le
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n'399. de William G. Isner et John C. Smoyer.
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144au nom"Torchons multicouches et leur fabrication"
La présente invention est relative, d'une façon générale, à des structures de voiles (webs) multicouches sacrifiables et à des procédés pour fabriquer de telles structures, convenant comme pièces de remplacement des essuies industriels. La présente invention est relative, de façon plus particulière, à une structure de voile multicouche, dans laquelle un voile de renforcement, très léger, relativement robuste, est amené à adhérer à un ou deux voiles fibreux préparés au départ de fibres qui sont principalement des fibres de papeterie.
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Dans la littérature antérieure, on a dé- crit des voiles fibreux, constitués principalement de fibres de papeterie, qui peuvent être renforcés pour former une structure de voile multicouche convenant pour une utilisation en tant que torchon pour des travaux durs. Ces structures sont généralement réalisées en faisant adhérer une couche de renforcement à un ou plusieurs plis de voiles d'une densité uniforme, par exemple en tissu.
Une structure multicouche de la technique antérieure, utilisant des couches de tissu, a été décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique
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nO 862. 877 de Camden, une telle structure compre-
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3.nant trois couches de tissu, structure dans laquelle une grande quantité de solides liants non migratoires, collants, doux, d'un type particulier, sont imprégnées dans un tissu prévu centralement qui est garni suivant ses faces par des couches de tissu externes supplémentaires.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique
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nO 3. 709. 764 de Thomas, on a décrit un torchon multi- couche dans lequel un ou plusieurs plis de couches de tissu cellulosique sont placés entre des couches externes de canevas.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique
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nO 953. 638 de Kemp, on a décrit une structure de
3.torchon multicouche, qui comprend un pli central relativement inextensible d'un papier de soie cellulosique, qui est renforcé par impression d'un dessin intermittent d'une résine de polymère appro-
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priée sur chaque surface. plis externes du
Lestorchon sont faits d'un papier de soie cellulosique, crêpé, très extensible, ces plis étant amenés à adhérer par intermittences à la surface du ph central renforcé.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique
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nO 3. 879. 257 de Gentile et col., appartenant à la demanderesse, on a décrit un voile fibreux à pli unique, qui comporte une structure du type multicouche, consistant en une zone formant noyau central, absorban-te, douce, d'une concentration relativement faible en fibres, ce noyau central étant prévu entre deux zones de surface robustes, résistantes à l'abrasion, d'une concentration plus élevée en fibres. Les zones
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superficielles comportent une matière liante pour donner de la robustesse et les aires liées dans éu moins l'une des zones de surface sont finement crêpées.
Le brevet susdit décrit également un procédé de fabrication d'un voile du type multicouche, au départ d'un voile fibreux préalablement : formé, ce procédé comprenant l'application à une face du voile d'une matière de liaison qui pénètre à raison d'environ 10 à environ 60% à travers l'épaisseur de ce voile, l'application à l'autre face de ce voile, d'une matière de liaison suivant un dessin espacé fin qui pénètre à raison d'environ 10. environ 60% à travers l'épais-
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seur du voile mais qui ne se relie pas de façon importante à la première matière de liaison, ce de cette autre face du voile à une surface de l'adhéren-crêpage grace à la matière de liaison, et le crêpage du voile depuis cette surface de crêpage.
Il est également connu suivant la technique antérieure de former une structure de voile multicouche en mettant un canevas entre deux voiles fibreux réalisés suivant le brevet de Gentile précédent. L'espacement des brins du canevas donne dss ouvertures
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2 d'environ 0, 50 ce canevas. Les demandeurs mm 2 dansont constaté que ces aires non renforcées, relativement importantes, rendent la structure multicouche inappropriée à titre de torchon pour travaux durs, car les aires non renforcées, relativement grandes, sont susceptibles de perforations et ne donnent pas une résistance acceptable à l'abrasion sur la totalité de la surface du torchon.
Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique
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nO 834. 809 de Schutte et col., on a décrit un procé-
2.dé, connu sous le nom de gaufrage avec perforations, pour traiter mécaniquement des voiles fibreux en vue de les rendre absorbants et aptes à une conformation. Dans ce procédé, on fait passer le voile dans l'étranglement de deux cylindres, la surface de chaque cylindre comportant une série de saillies et de cavités agencées de telle sorte que les saillies de chaque cylindre correspondent avec les cavités correspondantes de l'autre cylindre.
Lorsque le voile fibreux passe dans l'étranglement des deux cylindres, des parties de ce voile sont comprimées, tandis que les parties de ce même voile, comprises entre les aires comprimées, sont étirées au-delà de la limite élastique des fibres ou des liaisons entre fibres, ce qui amène ces fibres à se séparer en augmentant la porosité du voile. Dans certains cas, la résistance à la traction du papier est dépassée, ce qui provoque la formation d'ouvertures dans ce voile. Schutte et col. signalent que des voiles multicouches peuvent être traités mécaniquement par leur procédé.
Suivant la présente invention, on prévoit un torchon multicouche, présentant une zone superfi- cielle robuste faite de fibres d'une longueur prédoni-
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nante de moins de 0, 635 cm et dans laquelle est dis- posée une matière de liaison suivant un dessin espacé fin, les aires de la zone superficielle robuste, dans lesquelles la matière liante est disposée, étant crêpées finement. Le torchon comporte également une zone formant noyau interne, faite de fibres ayant une longueur prédominante inférieure à 0, 635 cm et
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présentant une concentration en fibres inférieure à celle existant dans la zone superficielle.
Le torchon comporte une seconde zone robuste de fibres d'une longueur prédominante inférieure à 0, 635 cm et présentant une plus forte concentration de fibres que dans la zone formant le noyau central, une matière de liaison étant disposée dans cette seconde zone suivant un dessin espacé fin pour lier les fibres de cette seconde zone robuste ensemble en vue de former un réseau robuste, la matière de liaison de cette seconde zone robuste n'étant essentiellement pas reliée
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ou connectée à la matière de liaison de la zone su- perficielle robuste.
Le torchon est renforcé par une couche de renforcement constituée par un voile d'une matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état mouillé d'environ 17, 75 g/mm, cette résistance étant mesurée dans une direction quelconque, et ne présentant pratiquement pas d'ou-
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2 vertures supérieures à 0, 13 la couche de renfor- cm2,cement étant liée à la surface externe de la seconde zone robuste.
Suivant un autre aspect de l'invention, le torchon peut comporter en outre une troisième zone robuste de fibres ayant une longueur prédominante inférieure à 0, 635 cm, et dans laquelle une matière de liaison est disposée suivant un dessin espacé fin pour lier les fibres de cette troisième zone robuste suivant un réseau robuste ; une seconde zone formant noyau interne de fibres, d'une longueur prédominante inférieure à 0, 635 cm et comportant d'une façon grené- rale une concentration inférieure en fibres que la troi-
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sième zone robuste ;
et une seconde zone superficielle robuste de fibres d'une longueur prédominante in-
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férieure à 0, 635 cm et dans laquelle une matière de liaison est disposée suivant un dessin espacé fin, les aires de la zone superficielle robuste dans laquelle la matière de liaison est disposée étant finement crêpées, et la matière de liaison de la seconde zone supérficielle robuste étant d'une manière géné-
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rale non reliée ou connectée à la matière de liaison de la troisième zone robuste de fibres, de nombreuses fibres de la zone formant le second noyau, adjacentes de la seconde zone superficielle robuste et de la troisième zone robuste, étant liées aux fibres de la seconde zone superficielle robuste ou de la troisième zone robuste par des liaisons dites de papeterie ou par une matière liante.
Suivant un autre aspect encore de l'invention, le torchon peut comporter également une seconde couche de renforcement constituée par un voile d'une matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état humide d'environ 17, 75 g/mm, mesurée
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dans n'importe quelle direction, et ne comportant pra- 2 tiquement pas d'ouvertures 0, 13 supérieures àcette couche de renforcement étant liée à la surface externe de la première zone robuste.
Suivant le procédé de la présente invention, on réalise un torchon multicouche (a) en appliquant une matière liante à une face d'un voile de fibres d'une langueur prédominante inférieure à 0, 635 cm, pénétrant à raison d'environ 10 à environ 60% à travers ce voile ;
(b) en appliquant une matière liante
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à l'autre face du voile suivant un dessin espacé fin, qui recouvre environ 15 à environ 60% de l'aire su-
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perficielle et qui d'environ 10 à pénètre à raisonenviron 60% à travers l'épaisseur du voile, mais qui ne se relie pratiquement pas à la matière liante pré-
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vue la première (c) en faisant adhérer les parties liées de l'autre face du voile à une surface de crêpage et en crêpant le voile à partir de cette dernière surface et (d) en faisant adhérer un suivantvoile de renforcement d'une matière fibreuse présentant une résistance à la traction minimale à l'état mouillé d'environ 17, 75 g/mm, mesurée dans n'importe
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quelle direction, et ne présentant pratiquement pas 2 d'ouvertures 0,
3 sur la surface de la première face susdite du voile. supérieures àSuivant un autre aspect encore de l'invention, on peut réaliser un torchon multicouche en fai-
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sant adhérer un second voile de renforcement d'une matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état mouillé d'environ 17, 75 g/mm, mesurée dans n'importe quelle direction et ne présentant prati- 2 quement pas d'ouvertures supérieures à 0, 13 sur la surface de l'autre face du voile.
Suivant un aspect supplémentaire encore de l'invention, on peut réaliser un torchon multicouche en répétant les phases (a), (b) et (c) sur un second voile de fibres d'une longueur prédominante inférieurre à 0, 635 cm et en faisant adhérer la première face cm 2,susdite du second voile au voile de renforcement.
L'invention sera décrite plus complètement encore ci-après avec référence aux figures non limita-
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tives annexées.
La Figure 1 est une vue en coupe schématique d'une structure de voile multicouche.
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La Figure 2 est une vue schématique en cou- pe d'une seconde structure de voile multicouche.
La Figure 3 est une vue schématique en coupe d'une troisième structure de voile multicouche.
La Figure 4 est un schéma synoptique d'un procédé permettant de réaliser le voile de la Figure
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1.
La Figure 5 est un schéma synoptique de phases supplémentaires qui, lorsqu'elles sont ajoutées à certaines des phases du procédé de la Figure 4, donnent le voile de la Figure 2.
La Figure 6 est un schéma synoptique de phases supplémentaires q'i, lorsqu'elles sont ajoutées à certaines des phases du procédé de la Figure 4, donnent le voile de la Figure 3.
La Figure 1 illustre da façon schématique une vue transversale d'une structure de voile multicouche 10 réalisée suivant la présente invention. Le voile 10 est constitué d'une couche fibreuse superficelle 12, d'une couche fibreuse interne 14 voisine de la couche superficielle 12, d'une seconde couche fibreuse interne 16 voisine de la couche intérieure- 14 et d'une couche de renforcement fibreuse 18 voisine de la couche intérieure 16. La couche fibreuse superficielle a été renforcée par l'application d'une matière liante adhésive suivant un dessin espacé fin,
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sur la surface 11 de cette couche 12. La couche interne 14 consiste en fibres maintenues de manière lache
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ensemble par des liaisons de papeterie.
La densité des fibres dans la couche interne 14 est généralement inférieure à la densité des fibres existant dans la
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couche superficielle renforcée 12. De nombreuses fibres de la couche interne 14, adjacentes de la couche superficielle renforcée 12, sont liées à des fibres de cette dernière couche, soit par des liaisons de papeterie, soit par une matière liante adhésive dans la couche superficielle 12, pour assurer ainsi l'intégrité entre les couches 12 et 14. La couche fibreuse interne 16 est renforcée également par l'application d'une matière de liaison adhésive sui-
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vant un dessin espacé fin à la surface 17 de cette couche 16. La densité des fibres existant dans la couche renforcée 16 est d'une façon générale supérieure à la densité des fibres existant dans la couche interne 14.
De nombreuses fibres de cette couche interne 14, adjacentes de la couche renforcée 16, sont
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liées à des fibres de cette couche 16 par des liaisons de papeterie ou par une matière de liaison adhésive dans la couche renforcée 16, en assurant ainsi l'intégrité entre les couches 14 et 16. La couche de renforcement 18 est amenée à adhérer à la surface 17 de la couche renforcée 16 par n'importe quel moyen approprié, par exemple à une matière liaison adhésive. Suivant une forme de réalisation préférée, la matière de liaison dans la surface 11 de la couche 12 ou dans la surface 17 de la couche 16 est ramollie par un fin crêpage de la surface. Suivant une grâceforme de réalisation tout particulièrement préférée, la matière de liaison existant dans les surfaces 11 et 17 est finement crêpée.
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Dans la structure de voile de la Figure 1, la couche superficielle renforcée de fibres 12 et la couche interne moins dense 14 se combinent pour donner au voile 10 un équilibre offrant une bonne résistance à l'abrasion et un pouvoir d'absorption et une douceur. Comme la matière de liaison existant dans la couche superficielle renforcée 12 est appliquée sui-
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vant un dessin espacé fin, il peut y avoir une cer- taine tendance à l'effilochage lorsqu'on utilise cette surface pour torchonner. Dans de tels cas, la couche de renforcement 18, outre qu'elle donne au voile 10 une robustesse globale et une résistance aux perforations, apporte également à la surface du voile 10, une résistance élevée à l'abrasion sans effilochage bien qu'avec un pouvoir d'absorption réduit.
La Figure 2 est une vue en coupe schématique d'une autre structure de voile 20 réalisée sui-
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vant la présente invention. Les couches 12a, 14a, 16a et 18a ont la même structure que les couches 14, 16 et 18 de la Figure 1. Une seconde couche de renforcement 22 est amenée à adhérer à la surface
12,de la couche renforcée 12a par n'importe quel moyen approprié quelconque, par exemple grace à une matière de liaison adhésive.
Le voile 20 de la figure 2 comporte deux couches de renforcement externes 18a et 22 pour des applications où il est désirable d'obtenir des surfaces très résistantes, tout en étant relativement exemptes d'effilochage ou de peluchage. La zone fibreuse interne 14a, d'une densité relativement basse, contribue non seulement à une caractéristique améliorée d'absorption du voile mais aussi à l'obtention d'un
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voile 20 présentant une meilleure caractéristique de drapage que si cette couche n'existait pas.
La Figure 3 est une vue schématique en coupe d'une autre structure de voile 30 réalisée sui-
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vant la présente invention. Les couches 12b, et 18b ont la même structure que les couches 12, 14, 16 et 18 de la Figure 1. En outre des couches 12b, 14b, et 18b, le voile 30 comprend un troisième
14b, 16bcouche fibreuse interne 32 adjacente de la couche de renforcement 18b, une quatrième couche fibreuse interne 34 adjacente de la couche 32 et une seconde couche fibreuse superficielle 36 adjacente de la couche 34. La couche fibreuse superficielle 36 a également été renforcée par l'application d'une matière de liaison suivant un dessin espacé fin à la
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surface 37 de cette couche 36. La couche interne 34 consiste également en fibres maintenuescb manière lâche ensemble grace à des liaisons de papeterie.
Comme la couche 14b, la densité des fibres de la couche interne 34 est généralement inférieure à celle des fibres existant d la couche superficielle renforcée 36. De nombreuses fibres de la couche interne 34, adjacentes de la couche superficielle renforcée 36, sont liées à des fibres de cette dernière couche soit par des liaisons de papeterie, soit par une ma- : nstière de liaison adhésive utilisée pour renforcer la couche superficielle 36, en assurant ainsi l'intégri-
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té entre les couches 34 et 36. La couche fibreuse interne 32 est également renforcée par l'application d'une matière de liaison adhésive suivant un dessin espacé fin à la surface 31 de cette couche 32. La den-
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sité des fibres de la couche renforcée 32 est généralement supérieure à celle des fibres de la couche interne 34.
De nombreuses fibres de la couche interne 34, adjacentes de la couche renforcée 32, sont également liées à des fibres de cette dernière couche, soit par des liaisons de papeterie, soit par la matière de liaison adhésive existant dans la couche renforcée 32, en assurant ainsi l'intégrité entre les
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couches 32 et 34. La surface 31 est amenée à adhé- rer à la couche de renforcement 18b par n'importe quel moyen approprié, par exemple grace à une matière de liaison adhésive.
Le voile 30 de la Figure 3 comporte deux couches superficielles renforcées 12b, 36 de fibres, combinées avec deux couches internes moins denses 14b, 34, pour donner un voile 30 présentant un équilibre entre la résistance à l'abrasion et le pouvoir d'absorption, la douceur et la caractéristique de drapage. La couche de renforcement 18b donne au voile 30 la robustesse d'ensemble et la résistance aux perforations.
Dans les formes de réalisation préférées des Figures 1 à 3, toutes les couches fibreuses, sauf les couches de renforcement 18, 18a, 18b et 22, comprennent de préférence des fibres principalement ligno-cellulosiques, par exemple de la cellulose ou des linters de coton que l'on utilise en papeterie et qui sont de courtes fibres d'une longueur inférieure
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à 0, 635 cm. Toutefois, le voile peut être formé en prévoyant qu'une partie ou la totalité des fibres soit constituée par des fibres relativement plus longues tout en conservant encore les avantages de la pré-
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sente invention.
Des exemples de telles fibres relativement plus longues sont des fibres de coton, de
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laine, de rayonne, de cellulose régénérée, des."fi-bres d'ester de cellulose, telles que des fibres d'acétate de cellulose, des fibres de polyamide, des fibres acryliques, des fibres de polyester, des fibres vinyliques, des fibres de protéine, des fibres fluorocarbonées, des fibres de dinitrile, des fibres de nitrile et d'autres fibres encore, naturelles ou synthétiques. La longueur de ces autres fibres peut
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aller jusqu'à environ 6, 35 cm, bien que de plus cour- tes longueurs soient avantageuses dans la formation du voile sur une installation traditionnelle de papeterie. Il est également avantageux pour des raisons économiques et autres d'utiliser au moins 50% de fi-
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bres de papeterie.
Il est aussi particulièrement avantageux que les fibres soient orientées de façon désordonnée plutôt que d'être alignées.
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Le dessin de la matière de liaison appliquée au voile peut être prévu sur l'une et l'autre face, et doit l'être sur une face, sous quelle forme de lignes fines ou de fines aires, laissant n'importeune proportion importante de la surface du voile, exempte de la matière de liaison. Le dessin devrait de préférence être tel que la matière de liaison occupe entre environ 15 et environ 60% de l'aire superficielle totale du voile, en laissant de la sorte entre
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environ 40 et environ 85% de chaque surface de ce voile, exempte de matière de liaison dans le produit en voile fini.
On a constaté qu'il est particulièrement
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avantageux, lorsque le voile consiste principalement en fibres de papeterie, d'appliquer la matière de liaison suivant un dessin réticulaire de manière que cette matière de liaison forme une sorte de réseau de résistance dans la surface du voile. Il est bien connu que des fibres de papeterie ont généralement une longueur inférieure à environ 0, 635 cm et présentent normalement une longueur prédominante de fibres inférieure à environ 1, 58 mm.
Par conséquent, lorsqu'une robustesse doit être principalement impartie à une feuille par une matière de liaison plutôt que par des liaisons entre fibres du type traditionnellement utilisé en papeterie, il est important qu'il y ait une interconnexion continue d'au moins certaines des fibres par la matière de liaison dans la totalité du
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voile. Si le dessin de la matière de liaison est sous la forme de lignes parallèles, da barres parallèles ou d'autres formes d'aires distinctes parallèles, le voile ne présentera pas une robustesse importante à
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moins que ces zones distinctes soient espacées suivant distances inférieures aux longueurs moyennes de fibres.
Toutefois, lorsque le dessin de la tière adhésive est d'une allure réticulaire ou en for- desme de réseau, les lignes interconnectées de matière de liaison apportent un réseau de résistance, même lorsque des aires importantes existent entre les lignes d'application de la matière de liaison forment des portions de voile non liées.
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La couche de renforcement 18, 18a, 18b et 22 des Figures 1, 2 et 3 est constituée par une matière qui présente une bonne caractéristique de drapage,
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qui est robuste et qui ne présente pas d'aires libres importantes dépourvues de fibres de renforcement.
En particulier, la matière de renforcement 18, 18a, 18b et 22 devrait avoir une résistance à la traction minimale à l'état mouillé (eau) d'environ 17, 75 g/mm, mesurée dans n'importe quelle direction. En tant que caractéristique de drapage, la couche de renforcement 18, 18a, 18b et 22 devrait également présenter une rigidité à la flexion, telle que mesurée suivant la
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spécification ASTM volume 32, de l'ordre
D1388-75,d'environ 10 à environ 25. On a également constaté que la couche de renforcement 18, 18a, 18b et 22 ne devrait pas comporter d'aires ouvertes importantes.
Suivant une forme de réalisation préférée, la couche de renforcement est constituée par un voile non tissé,
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lié dans la masse, déposé de façon désordonnée. Une matière de renforcement préférée est par un voile de Nylon lié dans la masse, ayant un poids /2. de base de 13, 56 g/m vendu sous la marque Cerex par la société Monsanto Textile Company de St. Louis, constituéeMissouri.
La Figure 4 est un schéma synoptique illustrant un procédé de fabrication d'un torchon suivant la Figure 1. Comme montré par la Figure 4, le procédé est considéré comme commençant par traite-
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ment d'un rouleau de papier de base 60 mais on com- prendra que le procédé peut également être amorcé en traitant un voile tel que fabriqué sur une machine de
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papeterie, à la façon décrite dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique nO 3. 879. 257 de Gentile et col.. Le papier de base 60 est traité dans l'étape 62 par ap-
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plication d'une matière de liaison sur une surface du voile.
La matière de liaison peut être appliquée
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sur la totalité de la surface de ce voile ou bien, suivant une forme de réalisation préférée, on l'applique suivant un dessin espacé fin sur cette surface.
La pénétration de la matière de liaison dans le voile
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est réglée de manière qu'elle s'étende à raison d'en- viron 10 à environ 60% dans l'épaisseur du voile, après la phase de crêpage représentée par le bloc 68.
Après la phase 62 d'application de la matière de liaison à une surface du voile 60, on préfère réaliser la phase 64 assurant l'adhérence du voile, grace à la matière de liaison appliquée à une surface de celui-ci, sur une surface de crêpage, et ensuite le crêpage du voile depuis cette dernière surface. Après application de la matière de liaison à la surface susdite, telle qu'illustrée par l'étape 66, la matière de liaison est appliquée à l'autre surfa-
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ce du voile 60. Comme dans le cas de l'étape 62, la matière de liaison peut être appliquée sur la totalité de la surface du voile ou bien, suivant un procédé préféré, elle est appliquée suivant un dessin espacé fin sur la surface de ce voile.
La pénétration de la matière de liaison dans le voile est réglée de manière à ce qu'elle s'étende à raison d'environ 10 à envi- ron 60% à travers l'épaisseur de ce voile mais qu'elle ne puisse pas s'interconnecter de façon importante avec la matière de liaison appliquée durant l'étape 62. Après l'étape 66 d'application de la matière de liaison à la seconde surface du voile, il est préférable de réaliser l'étape 68 assurant l'adhérence du voi-
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le, grace à la matière de liaison appliquée à l'autre surface de celui-ci, sur une surface de crêpage
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et de provoquer le crêpage du voile au départ de cet- te dernière surface.
Après cette dernière étape de crêpage 68, il peut être désirable d'enrouler le voile traité 60 en rouleaux voisins 70 et 72 et d'assurer la fabric-
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tion du torchon fini en un autre endroit. A titre de variante, le voile traité 60 peut être envoyé directe. à l'étape suivante 78 qui consiste à stratifier mentce voile sur une couche de renforcement, dont la source est illustrée par un rouleau 76. Dans l'étape de stratification 78, on utilise comme agent de réticulation une formulation comprenant le produit Ucar 878 de la société Union Carbide Corporation, en mélan-
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ge avec 6 parties % de caoutchouc Cymel 303 de la société American Cyanamid Company.
L'adhésif est imprimé sur la surface de la couche de renforcement 76 grace à un cylindre de gravure comportant un dessin
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de diamant de 2, 28 x 1, 52 mm (la grande dimension étant en alignement avec la direction machine du voile), comportant des lignes d'une largeur de 0, 30 mm et d'une profondeur de 94, 3 microns. La surface de la couche de renforcement 76 sur laquelle l'adhésif est imprimé est amenée en contact avec la surface du voile 60 et on sèche ensuite, par exemple en faisant passer le voile combiné sur un sécheur Yankee à une température de 148-1620C. Le voile est encore chauffé, par exemple grace à un séchoir à circulation d'air, jusqu'à une température de 221-2320C pour durcir l'adhésif.
Bien que l'application de l'adhésif utili-
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sé pour la stratification de la couche de renforcement 76 sur le voile 72 soit faite suivant un dessin de diamant continu, il est évident que d'autres dessins d'adhésif peuvent être envisagés et peuvent même en fait être plus avantageux. A titre d'exemple, on croit que l'application de l'adhésif sous forme d'un dessin de taches séparées donne un voile qui présente une meilleure caractéristique de drapé qu'un voile qui a été stratifié avec un dessin continu d'adhésif.
Après la phase de stratification 78, la structure
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stratifiée est celle illustrée d'une façon générale par la Figure 1.
La structure stratifiée de torchon, qui résulte de l'étape de stratification 78, peut être relativement rigide comparativement à un torchon en étoffe. S'il en est ainsi, la structure stratifiée de torchon est envoyée à une étape mécanique de ramollissement ou d'adoucissement 82, telle qu'une étape de micro-crêpage, de gaufrage ou de gaufrage à perforations. La méthode préférée pour l'étape mécanique d'adoucissement 82 consiste à soumettre la structure stratifiée à un gaufrage à perforations suivant le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2. 834. 809 de Schutte et col..
Après l'étape mécanique d'adoucissement 80, la structure stratifiée de torchon peut être enroulée sur des rouleaux voisins 84 pour une conversion ultérieure en paquets de torchons individuels.
La Figure 5 est un schéma synoptique illustrant les phases supplémentaires qui, lorsqu'elles sont mises en oeuvre après l'étape de stratification 78 de
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la Figure 4, donnentle torchon stratifié ou multicouche de la Figure 2. Comme illustré par le trait interrompu 80, la structure multicouche ou stratifiée de torchon, issue de l'étape de stratification 78, passe à une seconde étape de stratification 88 où un second voile de renforcement 86 est amené à adhérer à la surface non renforcée de la structure stratifiée ou multicouche produite par l'étape de stratification 78. La phase de stratification 88 est essentiellement identique à la phase de stratifia-
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tion 78 de la Figure 4. La structure de voile multi- couche qui résulte de l'étape de stratification 88 est celle illustrée par la Figure 2.
Dans le procédé préféré de fabrication de la structure multicouche de torchon suivant la Figure 2, la structure stratifiée est amenée à subir une étape mécanique d'adoucissement 90 qui est essentiellement la même que l'étape 82 de la Figure 4. Le torchon ramolli ou adouci par voie mécanique est enroulé pour former un rouleau de départ 92 destiné à une conversion ultérieure en paquets de torchons.
La Figure 6 est un schéma synoptique illustrant les phases supplémentaires qui, lorsqu'elles sont mises en oeuvre après l'étape de crêpage 68 de
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la Figure 1, le torchon stratifié ou multicouche de la Figure 3. Suivant un procédé préféré, et comme indiqué par les lignes en trait interrompu 71, 73 et 75, les voiles 70, 72 et 76 sont stratifiés ensemble au cours d'une seule étape de stratifiation 94. Ceci est réalisé en plaçant le voile de renforcement 76 en contact avec une surface du voile 72,
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donneen appliquant un adhésif, comme décrit dans l'étape de stratification 78 de la Figure 5, sur la surface du voile de renforcement 76, qui n'est pas en contact avec le voile 72, en amenant ensuite le second voile
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70 en contact avec la surface du voile 76 qui n'est pas en contact avec le voile 72.
La structure stratifiée ou multicouche de voile est ensuite séchée et durcie comme décrit pour l'étape de stratification 78 de la Figure 4. La structure multicouche de voile, résultant de l'étape de stratification 94, est celle illustrée par la Figure 3. 0 n préfère toutefois réaliser une étape mécanique d'adoucissement ou ramollissement 96, essentiellement identique à l'étape mécha- nique d'radoucissement de la Figure 4. Le torchon multicouche, adouci par voie mécanique, peut être enroulé en rouleaux de départ 98 en vue d'une conversion ultérieure en paquets de torchons individuels.
Dans les procédés décrits d'une façon géné-
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rale avec référence aux Figures 4 à 6, les étapes mé- caniques de ramollissement ou d'adoucissement 82, 90 et 96 ont été illustrées comme s'effectuant après les étapes correspondantes de stratification 78, 88 et 94. La demanderesse envisage que ces étapes 82, 90 et 96 pourraient s'effectuer immédiatement avec la seconde étape de crêpage 68 de la Figure 1.
Durant les discussions relatives aux Figures
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4 à 6, on a également indiqué que les phases mécani- ques d'adoucissement sont facultatives. A titre de règle générale, si la rigidité à la flexion du torchon après l'étape de laminage est supérieure à 600, il est désirable de réaliser l'étape mécanique d'adou-
<Desc/Clms Page number 22>
cissement.
Les structures de torchons des Figures 1 à
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3 ont généralement un poids de base à l'état terminé, 2 allant de 13, 6 kg par rame de 267, 5 m2 49, 9 kg par rame, la gamme préférée étant comprise entre 29, 5 et 43, 1 kg par rame.
Exemple Cet exemple concerne un torchon pour travaux durs, présentant la structure de la Figure 3 et réalisué les Figures 4 et 6.
Le voile de base 60 est formé de manière traditionnelle sur une installation courante de papeterie, au départ d'une pate de fibres kraft de bois ré- jusqu'àsineux blanchies, auxquelles on a ajouté le produit RYCO 637 pour réduire la liaison entre fibres. Ce voile a été séché dans un séchoir Yankee et crêpé au départ de celui-ci. Les propriétés physiques nominales du voile de base 60 étaient les suivantes :
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2 Poids de base 14 kg pour 267, 5 Masse 5, 33 mm pour 24 feuilles Traction direction machine 18, 87 g/mm m2Etirage direction machine 6% Traction direction transversale 12, 2 g/mm
Les deux surfaces du voile de base 60 sont liées et crêpées suivant les étapes 62, 64, 65 et 68 de la Figure 4.
La matière de liaison appliquée aux surfaces du voile est une émulsion dans l'eau du pro- duit A-105 disponible auprès de la société Air Products
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Chemical, Inc., à raison de 4, 5-8, 16 kg par rame de matières solides, avec une quantité allant jusqu'à
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0, 5 partie de chlorure d'ammonium pour 100 parties de solides A-105, une quantité allant jusqu'à 0, 5 partie du produit Foamaster VF disponible auprès de la société Diamond Shamrock Corporation pour 100 parties de solides A-105 et une quantité allant jusqu'à 0, 5 partie de Natrosol, disponible auprès de la société Hercules Corp. pour 100 parties de solides A- 105.
La matière de liaison est imprimée sur les sur-
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faces grace à un cylindre de gravure présentant un dessin de diamant de 2, 52 x 1, 52 mm, la largeur des lignes du diamant étant de 0, 23 à 0, 27 mm et la profondeur des lignes étant de 68 à 76 microns. Après la seconde étape de crêpage 68, le voile est stratifié sur un voile de Nylon Cerex lié dans la masse, disponible auprès de la société Monsanto Textile Co., 2 ayant un poids de base de 17 g/m La formule d'adhésif et le procédé son application ont été décrits dans l'explication de l'étape de stratifiation 78 de la Figure 6. Après que la structure de
10,torchon a été stratifiée, elle est soumise à un gaufrage à perforations suivant le procédé de Schutte mentionné précédemment.
Ce gaufrage à perforations est réalisé en faisant passer la structure de torchon stratifiée entre deux cylindres ayant des dessins identiques d'arêtes. La section transversale de chaque arête est un hexagone allongé (dans la direction machine) comportant deux longs côtés parallèles s'étendant sur 1, 32 mm dans la direction machine, et deux paires de côtés parallèles égaux de 0, 53 mm s'étendant dans une direction qui fait un angle de 450 avec les longs côtés de l'hexagone allongé.
Les
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arêtes de chaque cylindre sont alignées dans la direction machine, avec un espacement entre elles de 3, 65 mm, les arêtes adjacentes étant décalées sui-
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vant un angle de 450 dans la direction transversale du cylindre, de sorte que l'espacement entre arêtes le long de la ligne se situant à 450 par rapport à la direction machine du cylindre est de 2, 79 mm. Les arêtes des deux cylindres s'entremêlent de sorte qu'elles chevauchent sur uns profondeur de 0, 78 mm.
Le torchon stratifié ou multicouche résultant présente les caractéristiques suivantes :
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<tb>
<tb> Avant <SEP> ramol- <SEP> Après <SEP> ramollissement <SEP> lissement
<tb> Traction <SEP> à <SEP> l'état <SEP> humide
<tb> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> transversale, <SEP> g/mm <SEP> 79, <SEP> 31 <SEP> 47, <SEP> 39
<tb> Traction <SEP> à <SEP> l'état <SEP> humide
<tb> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> machine,
<tb> g/mm---110, <SEP> 1
<tb> Essai <SEP> de <SEP> résistance <SEP> totale
<tb> au <SEP> déchirement, <SEP> g-cm <SEP> 537 <SEP> 432
<tb> Essai <SEP> d'éclatement <SEP> Mullen,
<tb> à <SEP> sec, <SEP> kg/cm2 <SEP> 2, <SEP> 22 <SEP> 1, <SEP> 65
<tb> Rigidité <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion <SEP> 941, <SEP> 2 <SEP> 327, <SEP> 5
<tb> Essai <SEP> d'abrasion <SEP> Taber,
<tb> à <SEP> sec,
<SEP> cycles <SEP> 245 <SEP> 106
<tb> Poids <SEP> de <SEP> base, <SEP> kg <SEP> pour
<tb> 267, <SEP> 5 <SEP> m2 <SEP> 40, <SEP> 27 <SEP> 40, <SEP> 14
<tb>
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Le processus de l'essai de résistance totale au déchirement est décrit dans la spécification Tappi T414 tS-65.
Le processus de l'essai d'éclatement Mullen est décrit dans la spécification Tappi T403 Os-76.
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La rigidité à la flexion est mesurée suivant la spécification ASTM D1388-75, volume 32.
L'essai d'abrasion Taber est décrit dans la spécification ASTM 1175, plate-forme rotative, double tête, section 41. 3, point de défaillance à 0, 635 cm de diamètre.
Exemple 2 Cet Exemple 2 concerne un torchon pour travaux lourds, réalisé de la même manière que celui de l'Exemple 1, sauf que la couche de renforcement est un voile de Nylon Cerex lié dans la masse, ayant un 2 poids de base de 13, 50 g/m Le torchon stratifié ou multicouche résultant présente les caractéristiques suivantes :
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<tb>
<tb> Avant <SEP> ramol-Après <SEP> ramollissement <SEP> lissement
<tb> Traction <SEP> à <SEP> l'état <SEP> humide
<tb> dçns <SEP> la <SEP> direction <SEP> transversale, <SEP> g/mm <SEP> 82, <SEP> 14 <SEP> 60, <SEP> 7
<tb> Traction <SEP> à <SEP> l'état <SEP> humide
<tb> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> machine,
<tb> g/mm---130
<tb> Essai <SEP> de <SEP> résistance <SEP> totale
<tb> au <SEP> déchirement, <SEP> g-cm <SEP> 564 <SEP> 515, <SEP> 2
<tb> Essai <SEP> d'éclatement <SEP> Mullen,
<tb> à <SEP> sec, <SEP> g/cm2 <SEP> 2, <SEP> 28 <SEP> 1, <SEP> 65
<tb> Rigidité <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion <SEP> 828, <SEP> 3 <SEP> 314
<tb> Essai <SEP> Taber, <SEP> à <SEP> sec, <SEP> cycles <SEP> 292 <SEP> 107
<tb> Poids <SEP> de <SEP> base, <SEP> kg <SEP> pour
<tb> 267, <SEP> 5 <SEP> m2 <SEP> 40, <SEP> 7 <SEP> 41,
<SEP> 36
<tb>
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Exemple 3 L'Exemple 3 concerne un torchon pour travaux lourds, réalisé de la même manière que dans le cas de
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l'Exemple 2, sauf pour ce qui concerne l'étape de gaufrage à perforations, dans laquelle le recouvrement des arêtes est réduit à 0, 27 mm, ce qui donne un ramollissement mécanique moindre du torchon multicouche.
Le torchon multicouche résultant présente les caractéristiques suivantes :
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<tb>
<tb> Avant <SEP> ramol-Après <SEP> ramollissement <SEP> lissement
<tb> Action <SEP> à <SEP> l'état <SEP> humide
<tb> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> transversale, <SEP> g/mm <SEP> 82, <SEP> 9 <SEP> 74, <SEP> 7
<tb> Traction <SEP> à <SEP> l'état <SEP> humide
<tb> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> machine, <SEP> g/mm <SEP> --- <SEP> 139, <SEP> 8
<tb> Essai <SEP> de <SEP> résistance <SEP> totale
<tb> au <SEP> déchirement, <SEP> g-cm <SEP> 628 <SEP> 572
<tb> Essai <SEP> d'éclatement <SEP> Mullen,
<tb> à <SEP> sec, <SEP> kg/cm2 <SEP> 2, <SEP> 22 <SEP> 2, <SEP> 43
<tb> Rigidité <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion <SEP> 1194, <SEP> 6 <SEP> 552, <SEP> 9
<tb> Essai <SEP> Taber, <SEP> à <SEP> sec,
<tb> cycles <SEP> 269 <SEP> 156
<tb> Poids <SEP> de <SEP> base,
<SEP> kg <SEP> pour
<tb> 267, <SEP> 5m2 <SEP> 41, <SEP> 5 <SEP> 41, <SEP> 5
<tb>
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Exemple 4 La feuille de base prévue pour l'Exemple 4 est préparée essentiellement par le même procédé et sur la même machine de papeterie que pour la feuille de base des Exemples 1, 2 et 3, sauf que le poids de base est augmenté à une valeur nominale de 20, 4 kg pour 2 267, 5 m Les autres propriétés nominales du voile de base sont les suivantes :
Masse 6, 87 mm pour 24 feuilles Traction dans la direction machine 31 g/mm
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<tb>
<tb> physiquesEtirage <SEP> dans <SEP> la <SEP> direction
<tb> machine <SEP> 6%
<tb> Traction <SEP> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> transversale <SEP> 18, <SEP> 8 <SEP> g/mm
<tb>
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Les deux surfaces de la matière du voile de base sont liées et crêpées de la même manière que pour la matière de base des Exemples 1, 2 et 3, sauf que la largeur des lignes des cylindres de gravure est comprise 0, 23 et 0, 29 mm et que la profondeur des lignes est comprise entre 68 et 94 microns.
Le voile de base lié et crêpé a un poids de 2 base nominal de 25, 8 kg pour 267, 5 m Après la seconde étape de crêpage, la matière du voile de base traitée est amenée à adhérer à un voile Cerex ayant 2 un poids de base de 13, 56 utilisant le procédé, ainsi que le type et la quantité d'adhésif, tels que décrits dans l'explication de l'étape de stratification de la Figure 4. La structure du voile stratifiée ou multicouche est ensuite ramollie mécaniquement par un gaufrage à perforations de la même manière que dans le cas de l'Exemple 1.
Le torchon multicouche résultant présente les caractéristiques suivantes :
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<tb>
<tb> dessins <SEP> desAvant <SEP> ram81- <SEP> Après <SEP> ramollissement <SEP> lissement
<tb> Traction <SEP> à <SEP> l'état <SEP> hr. <SEP> mide
<tb> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> transversale, <SEP> g/mm <SEP> 80, <SEP> 3 <SEP> 48, <SEP> 6
<tb> Traction <SEP> à <SEP> l'état <SEP> humide
<tb> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> machine, <SEP> g/mm <SEP> 111, <SEP> 9
<tb> Essai <SEP> de <SEP> résistance <SEP> totale
<tb> au <SEP> déchirement, <SEP> g-cm <SEP> 458 <SEP> 358
<tb>
<Desc/Clms Page number 28>
EMI28.1
<tb>
<tb> Essai <SEP> d'éclatement <SEP> Mullen,
<tb> à <SEP> sec, <SEP> kg/cm2 <SEP> 2, <SEP> 07 <SEP> 1, <SEP> 80
<tb> Rigidité <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion <SEP> 772, <SEP> 6 <SEP> 380, <SEP> 2
<tb> Essai <SEP> Taber, <SEP> à <SEP> sec,
<tb> cycles <SEP> 151 <SEP> 102
<tb> Poids <SEP> de <SEP> base, <SEP> kg <SEP> pour
<tb> 267, <SEP> 5 <SEP> m2 <SEP> 31, <SEP> 1 <SEP> 31, <SEP> 7
<tb>
EMI28.2
Exemple 5 La surface non renforcé9 de la structure multicouche de l'Exemple 4 est, avant le gaufrage à perforations, amenée à une seconde couche de renforcement de Nylon Cerex lié dans la masse, 2 ayant un poids de base de 13, 56 et on utilise une seconde étape de stratification, qui est essentellement la même que l'étape de stratification utilisée dans la préparation du de l'Exemple 4.
La structure stratifiée ou multicouche est ensuite soumise au même procédé de gaufrage à perforations que celui employé pour ramollir le de l'Exemple 4. Le torchon multicouche résultant présente les caractéristiques suivantes :
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<tb>
<tb> à <SEP> adhérerAvant <SEP> ramol-Après <SEP> ramollissement <SEP> lissèrent
<tb> Traction <SEP> à <SEP> l'état <SEP> humide,
<tb> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> transversale, <SEP> g/mm <SEP> 135, <SEP> 5 <SEP> 94, <SEP> 0
<tb> Traction <SEP> à <SEP> l'état <SEP> humide,
<tb> dans <SEP> la <SEP> direction <SEP> machine, <SEP> g/mm <SEP> --- <SEP> 219, <SEP> 6
<tb> Essai <SEP> de <SEP> résistance <SEP> totale
<tb> au <SEP> déchirement, <SEP> g-cm <SEP> 833 <SEP> 742, <SEP> 4
<tb> Essai <SEP> d'éclatement <SEP> Mullen,
<tb> à <SEP> sec, <SEP> kg/cm2 <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> 3,
<SEP> 22
<tb> Rigidité <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion <SEP> 2901 <SEP> 1846
<tb>
<Desc/Clms Page number 29>
EMI29.1
<tb>
<tb> Essai <SEP> Taber, <SEP> à <SEP> sec,
<tb> cycles <SEP> 344 <SEP> 179
<tb> Poids <SEP> de <SEP> base, <SEP> kg <SEP> pour
<tb> 267, <SEP> 5 <SEP> m2 <SEP> 38, <SEP> 2 <SEP> 38, <SEP> 6
<tb>