Feuille multicouche de matière fibreuse, procédé de fabrication de cette feuille et machine pour la mise en #uvre de ce procédé La présente invention a pour objet une feuille multi couche de matière fibreuse, résistante, de poids, texture et épaisseur uniformes et réguliers. L'invention a égale ment pour objet un procédé pour la fabrication de cette feuille et une machine pour la mise en #uvre de ce pro cédé.
La feuille multicouche suivant l'invention est caracté risée par le fait qu'elle comprend une couche fibreuse de base fondue et intimement liée, par enchevêtrement des fibres, avec une couche fibreuse supérieure.
Le procédé de fabrication que comprend aussi l'in vention, est caractérisé par le fait qu'on dépose successi vement plusieurs pâtes très aqueuses de fibres sur la face supérieure du brin incliné et montant d'une surface ré ceptrice mobile, sous une pression suffisante pour main tenir une hauteur de pâte déterminée au-dessus de cette surface réceptrice, effectue une succion de l'eau de la pâte à travers ladite surface réceptrice mobile, pour ame ner cette eau dans un collecteur situé sous ladite sur face,
les moyens de succion étant en contact avec la face inférieure du brin dans toute la zone de formation et maintient ladite hauteur de pâte déterminée au-dessus de la surface mobile sous pression pour déposer de la ma tière fibreuse provenant des différentes masses de pâte pour former, en continu, une feuille multicouche tout en extrayant l'eau en excès des différentes masses de pâtes dans ladite zone de formation.
La machine que comprend aussi l'invention, pour la mise en #uvre de ce procédé, est caractérisée par le fait qu'elle comprend une boîte distributrice agencée pour recevoir, régler et diriger plusieurs courants de pâtes très liquides pour les déposer sur une surface réceptrice mo bile en vue de former une feuille multicouche sur cette surface, ladite boîte comportant plusieurs compartiments présentant chacun une entrée pour un courant de pâte liquide contenant des fibres et provenant d'une source d'alimentation, et une sortie pour déposer un courant de pâte liquide, les sorties de la boîte étant placées les unes derrière les autres, la machine comprenant en outre un convoyeur à tapis sans fin disposé sous ladite boîte,
et dont un brin incliné montant est situé en regard des sor ties de la boîte et débouche vers le haut à l'aval de la sor tie la plus élevée de la boîte, ce brin étant destiné à sup porter et entraîner la feuille multicouche formée en con tinu.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine que comprend l'invention et illustre les phases d'une mise en #uvre du procédé que comprend aussi l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation, de profil, de cette forme d'exécution.
La fi-. 2 est une vue en coupe de la machine, la toile et les boîtes de distribution étant représentées alors qu'elles occupent d'autres positions angulaires qu'à la fig. 1.
Au dessin, on a représenté l'extrémité de la machine comprenant l'appareillage de distribution. La machine comprend certains éléments et appareillages qui sont déjà connus, et par conséquent, qu'on n'a pas représentés de manière détaillée.
La machine représentée comporte un bâti de support comprenant deux flasques latéraux A reposant sur des appuis d'extrémité non représentés. Sur le haut des extré mités amont de ces flasques A, sont prévus des paliers pour un cylindre amont B disposé entre les deux flasques et dont la position n'est pas modifiable.
Sur les paliers de ce cylindre B, prennent également appui les extrémités amont de longerons C susceptibles de pivoter sur ces paliers et portant un rouleau transver sal D. Des béquilles E pivotées à leur base sur des con soles F et qui sont engagées par leur extrémité supérieure dans une fente de guidage G des longerons C, permettent de régler la position en hauteur du rouleau D, par suite du pivotement des longerons autour de l'axe du cylin dre B, sur un arc d'environ 150 au-dessus de l'horizon tale.
Le cylindre B et le rouleau D guident une toile ré ceptrice sans fin H dont le brin supérieur, dans sa partie amont. est incliné d'environ 100 sur l'horizontale en posi tion abaissée des longerons, pour atteindre une inclinai son d'environ 250 en position levée de ces derniers.
La toile H tournant autour du cylindre B et qui est so,tenue par le rouleau D passe également sur un cylin dre de couchage non représenté disposé à l'extrémité aval de la machine. Le brin supérieur, se déplaçant selon la direction indiquée par la flèche a , est aussi sup porté par des rouleaux intermédiaires non représentés, et le brin inférieur est guidé par des rouleaux fous non représentés.
Le cylindre B et le rouleau D délimitent respective ment les extrémités amont et aval d'une partie amont montante de la toile H, qui, à l'aval du rouleau D se pro longe par une partie descendante, plus longue, jusqu'à la sortie de la machine.
La position en hauteur des extrémités libres des lon gerons C est déterminée par les béquilles E qui permet tent de donner à la toile H une inclinaison appropriée dans sa partie amont se déplaçant entre des boîtes de dis tribution disposées au-dessus de la toile et une boîte de succion K placé; sous cette dernière.
La boîte de succion K, compartimentée, est logée en tre les longerons C, à l'aval du cylindre B et à l'amont du rouleau D. Elle constitue l'appareillage déshydrateur principal destiné à aspirer la majeure partie de l'eau à travers la toile, et comprend plusieurs compartiments échelonnés maintenus chacun sous un vide déterminé. Le réglage du degré de drainage est obtenu en modifiant la dépression régnant dans les différents compartiments, au moyen de soupapes réglables. (Cette boîte de succion compartimentée est connue.) Un bac L disposé sous la boîte K est prévu pour rece voir l'eau s'écoulant de la toile et qui n'a pas été re cueillie par la boîte de succion.
Une table d'appui M disposée entre la boîte K et le cylindre B soutient la toile H à l'amont de la boîte, sur une trajectoire rectiligne. Cette table est montée sur des moyens de support réglables permettant de modifier sa position en hauteur et en longueur, pour pouvoir l'ame ner aussi près que possible du cylindre B.
Un rouleau tendeur non représenté est prévu pour tendre la toile H indépendamment de l'inclinaison varia ble donnée aux longerons C et de la variation de la posi tion du rouleau D qui en découle.
Un premier bac de distribution 10, susceptible de basculer par rapport au cylindre B et aux longerons C, et prévu à l'amont de la machine. Ce bac 10 comprend deux parois latérales 12 reliées l'une à l'autre par une paroi transversale postérieure verticale 14 et par une paroi transversale antérieure verticale 16 se prolongeant par une bavette horizontale 18 dont l'extrémité antérieure est située approximativement au-dessus de l'axe du cylin dre B. Ce bac 10 est agencé pour alimenter la partie d'extrémité amont de la section montante de la toile H.
Deux longerons 22, formés par des profilés présen tant une section en forme de U et s'étendant approxima tivement horizontalement, sont placés à l'extérieur des flasques 12. Le premier bac de distribution 10 est sup porté par ces longerons. A leurs deux extrémités, les longerons 22 sont réunis par des entretoises 24 formées de profilés à section en forme de U, les longerons 22 et ces entretoises 24 cons tituant ensemble un cadre rectangulaire mobile.
A l'extrémité amont de chaque longeron 22 se trouve un vérin à vis 26 comprenant un pied 28 fixé sur une semelle et une tête mobile reliée par une goupille 30 à une chape 32 solidaire du longeron.
Un volant 34 claveté sur un axe du pied 28 permet d'actionner le vérin, en vue de soulever ou d'abaisser les longerons 22, et subséquemment, le bac de distribution, pour régler la position de ce bac par rapport à la tra jectoire de la partie de la toile H se déplaçant dans une direction parallèle au plan inférieur du bac.
Une fois l'inclinaison de la toile réglée, on peut régler la position du premier bac de distribution en fonction de la position de la toile, ce bac étant articulé en 40 sur un pied vertical 42 solidaire d'une semelle.
Des tubulures d'alimentation 48, réparties sur la lar geur du premier bac de distribution, permettent d'ame ner dans l'espace compris entre les parois 14 et 16 une première quantité de pâte très liquide fournie aux tubu lures à partir d'un distributeur non représenté, par l'inter médiaire de tuyaux flexibles permettant le déplacement du bac de distribution.
Encastré dans le premier bac 10, se trouve un second bac 50 constitué par des flasques latéraux 52 reliés l'un à l'autre par une paroi postérieure verticale 54 se prolon geant par un fond à double paroi 56, 58 coopérant avec la partie adjacente inclinée de la toile H.
Les flasques latéraux 52 de cette seconde boîte sont ajustés aux flasques 12 du bac 10 pour empêcher toute fuite de pâte vers l'avant à partir du premier bac, la sor tie de la pâte de ce premier bac se faisant uniquement par une fente 60 comprise entre les parois inférieures 56 du fond du deuxième bac, et le fond 18 du pre mier bac.
Le second bac 50 présente à l'arrière, sur chaque côté, un support 62 percé d'une fente dans laquelle est articulée la tête d'une vis de réglage 64 vissée dans une chape 66 solidaire du longeron 22 contigu. Cette vis 64 peut être actionnée en avant ou en arrière au moyen d'un volant de commande 68, pour modifier la position du second bac, dans le premier, et par rapport à la toile H.
Les supports 62 servent également de point d'attache à des tiges 70 auxquelles est fixée une vanne de réglage 72 du premier bac.
Le fond du second bac, convergeant vers la toile, égalise la couche de pâte s'écoulant par la fente de dis tribution 60 du premier bac. Ce second bac est réglable en hauteur et le long de la toile, de sorte que la position de sa paroi de fond par rapport à la toile et par rapport au fond 18 du premier bac est réglable, permettant de déterminer aussi bien la largeur de la fente 60 que le degré de convergence du canal de décharge par lequel passe la pâte déposée à partir de la première boîte.
Un troisième bac 80 constitué par des flasques laté raux 82 reliés l'un à l'autre par des parois antérieure 84 et postérieure 86 est prévu dans la boîte de distribution. La paroi 86 se prolonge à l'avant par un fond à double paroi 88, 90, et le fond du bac est constitué par une par tie de la toile, dans sa section montante.
Les flasques 82 s'adaptent étroitement aux flasques 12 pour empêcher toute fuite de pâte du second bac vers l'avant, sauf par une fente 92 existant entre le fond 88 du troisième bac et le fond 58 du second bac. Le troisième bac présente une fente réglable 96 déli mitée par une paroi 98 pivotée en 100 sur l'extrémite inférieure de la paroi 84 et prolongeant cette dernière vers l'avant. L'extrémité libre de la paroi 98 peut être soulevée ou abaissée, pour modifier la largeur de la fente 96, au moyen d'une vis de réglage 102 vissée dans un support 104 solidaire de la paroi 84 et qui est articulée sur la paroi 98. Un volant 106 monté sur la vis 108 per met de régler la position de la paroi 98.
Le troisième bac 80 présente sur chacun de ses côtés un support 110 découpé d'une fente dans laquelle est articulée une vis de réglage 112 vissée dans une chape 114 supportée par le longeron 22 correspondant. La vis 112 peut être avancée ou reculée au moyen d'un volant 116, pour modifier la position du troisième bac dans la boîte de distribution et par rapport à la toile H.
L'espace compris dans la boîte 10 en arrière du bac 50 constitue un premier compartiment ou bassin de dis tribution, celui compris entre le second bac 50 et l'arrière du bac 80 constitue un second compartiment ou bassin, et celui compris dans le troisième bac 80 constitue un troisième compartiment ou bassin, la paroi arrière 54 du second bac servant de paroi antérieure au premier com partiment et la paroi arrière 86 du troisième bac servant de paroi antérieure au second compartiment.
La boîte 10 est disposée immédiatement au-dessus de la partie montante de la toile H passant autour du cylin dre B et se trouvant donc au voisinage immédiat du fond 18 du premier compartiment. L'extrémité libre du fond 18 est dirigée vers l'avant et s'étend sur toute la largeur de la toile pour former un tablier au-dessus du cylindre B et de la toile H, tablier constituant le bord inférieur de la fente de distribution 60 débouchant du premier compar timent, le bord supérieur de cette fente étant constitué par la paroi 56 du fond du deuxième bac 50, et cette fente permettant de distribuer sur la toile la pâte conte nue dans le premier compartiment ou bassin.
Un dispositif d'étanchéité peut être prévu pour em- p:,cher la pâte de s'écouler sur le cylindre en passant sous ce tablier.
La pâte est introduite dans le second compartiment par le moyen d'un distributeur 130 disposé transversale ment à la machine, ce distributeur étant relié à une source de pâte non représentée par une conduite 132 et déversant la pâte très liquide dans le compartiment par une série de tuyères plongeantes 134.
Le troisième compartiment est alimenté par un distri buteur 140 alimenté par une conduite 142 et déversant la pâte dans le compartiment par une série de tuyères plongeantes 144.
Le réglage de l'alimentation de ces deux bassins ali mentés par le haut présente quelques difficultés, car il faut éviter l'établissement de courant défavorables. A cette fin, les distributeurs ne seront que partiellement remplis de pâte (à la moitié environ) et une dépression est établie au-dessus de la pâte pour régler de manière précise l'écoulement vers des compartiments et ainsi le débit de pâte.
Le vide établi permet ainsi de contrôler l'écoulement des tuyères plongeantes dont les extrémités inférieures sont normalement immergées pour éviter la formation de cascades. L'entraînement de l'air hors des tuyaux a pour effet de créer des pressions négatives mettant la partie supérieure en dépression et limitant la vitesse d'écoulement, pour contrôler ainsi la quantité de pâte distribuée. Pour faciliter la distribution de faibles quantités de pâte par les deuxième et troisième compartiments, les distributeurs alimentant ces compartiments sont de pré férence divisés en deux parties, l'une des partie de cha que collecteur pouvant être mise hors service par une vanne prévue à cet effet, lorsque la machine fonctionne à petit débit.
Des chicanes 150 prévues à la base des deuxième et troisième bassins sont fixées de façon amovible sur les flasques latéraux. La position de ces chicanes peut être réglée de manière que la pâte s'écoule par-dessus ou par-dessous la chicane, selon les cas.
Dans le premier compartiment, la pâte s'écoulera également sur ou sous un écran 72, selon la positon donnée à ce dernier.
La boîte d'aspiration K prolonge les ouvertures de distribution des divers bassins de la boîte de distribu tion. Les compartiments de la boîte d'aspiration sont reliés à des pompes aspirantes (non représentées) d'une capacité suffisante pour évacuer le liquide récupéré. L'eau est ainsi aspirée à travers la toile et la feuille nou vellement formée. En réalisant une aspiration marquée à la boîte de succion, pratiquement toute l'eau peut être recueillie à travers la toile, évitant ainsi tous courants d'eau vers les bords de la feuille, qui pourraient défaire cette dernière ou créer des irrégularités dans le papier.
La deuxième boîte qui constitue le deuxième bassin de distribution, constitue également un élément de réglage pour le premier compartiment de distribution car sa paroi de base coopérant avec la paroi de base de la première boîte pour constituer le canal d'écoulement du premier bassin, permet de régler d'une manière fine l'ou verture de distribution du premier bassin juste avant et pendant la formation de la couche sur la toile.
La troisième boîte, également emboîtée entre les flas ques latéraux, constitue aussi un élément de réglage, sa paroi de base coopérant avec la paroi de base de la deuxième boîte et permettant un réglage fin de l'ouver ture de distribution du second bassin juste avant et pen dant la formation de la couche sur la toile. La troisième boîte présente des moyens de réglage propres coopé rant avec sa paroi de base et permettant également un réglage précis des dimensions du conduit de distribu tion. juste à l'amont et au point de distribution sur la toile.
Les organes de réglage (les deuxième et troisième bacs) sont ainsi des éléments mobiles de position régla ble disposés à l'intérieur de bacs précédents, la seconde boîte étant logée dans le bac constituant le premier com partiment, et la troisième boîte étant disposée dans le bac du second compartiment. Ces organes sont mobiles par rapport aux flasques latéraux entre lesquels ils sont logés et par rapport à la partie adjacente de la toile, de sorte qu'ils peuvent être amenés dans des positions plus ou moins écartées de la toile, ou plus ou moins inclinées par rapport à cette dernière, pour régler là direction et la vitesse de la pâte déposée sur la toile.
Ces organes de réglage permettent de régler la pression dans chacun des conduits de décharge, en modi fiant la position des différents organes rapprochés ou éloignés selon le cas de la toile. On note à ce sujet que plus l'organe de réglage est près de la surface de la toile, plus le conduit de décharge est étroit et par conséquent la vitesse élevée, permettant d'obtenir une plus grande pression dans la zone de formation. Une pression éle vée permet une meilleure élimination de l'eau dans cette zone, ce qui autorise l'emploi de pâtes plus fortement diluées et de toile plus forte que lors d'un dépôt sans pression.
Ces dispositions permettent également la pro duction d'une feuille présentant une section plus régu lière car la feuille est formée à partir de bassins par un processus au cours duquel la formation de la feuille dépend du degré de soutirage de l'eau sous la toile plu tôt que de la concentration des fibres dans la pâte liquide.
Chaque compartiment peut être équipé d'un dispo sitif de trop-plein déterminant de manière précise la pression de décharge du compartiment. Ce dispositif peut comprendre des volets démontables superposés, l'ouver ture d'un de ces volets permettant au mélange en excès de déborder pour revenir à la source d'alimentation. La quantité de pâte s'écoulant par les trop-pleins peut être supérieure à la quantité déposée sur la toile, pour assu rer une suralimentation telle que la pression statique soit maintenue à une valeur déterminée constante assurant un écoulement régulier sur la toile.
On dispose ainsi de deux possibilités de réglage Un premier réglage résultant de l'élargissement ou du resserrement des fentes de décharge, et un second réglage résultant d'une modification du volume des boîtes, soit de la hauteur du niveau de la pâte dans les bassins.
La boîte succion peut être compartimentée de manière à augmenter les possibilités de réglage de l'extraction de l'eau. Les compartiments débouchant sur la face infé rieure de la toile peuvent être agencés en fonction de divers facteurs, tels que les variations dans la nature de la pâte, de manière à mieux déterminer l'épaisseur et la composition de la feuille déposée. Les compartiments de la boîte de succion sont de préférence équipés chacun de conduites indépendantes pour l'évacuation de l'air et de l'eau.
La pâte est déposée par le fond de chaque bac ou boite de distribution dans une zone de formation de la feuille de longueur limitée constituée par la partie de la toile voisine de l'orifice de décharge du compartiment correspondant, par suite d'un refoulement sous pression par le canal de décharge et sur la surface supérieure de la toile sur laquelle la pâte se dépose en une couche ou feuille, la pâte ainsi distribuée contenant la quantité de fibres requise réparties dans une masse d'eau suffisante pour produire une bonne répartition des fibres dans la couche, le drainage de l'eau effectué pendant la durée du séjour sur la toile de la feuille formée étant suffisant pour obtenir une feuille consistante susceptible d'être couchée par la suite.
La présence de trois compartiments distincts permet de déposer par un premier passage de distribution une pâte de fibres ou filaments appelée à constituer la face de la feuille et choisie pour donner un toucher doux, de déposer par un second passage des fibres synthéti ques plus longues et fortes destinées à donner du corps à la feuille, puis de distribuer par un troisième passage de distribution soit une troisième sorte de fibres, soit des fibres de l'une des deux premières sortes déjà déposées.
La machine est donc réalisée de manière à permettre de régler le degré d'extraction de l'eau de la pâte, à tra vers la toile et dans l'aire de dépôt elle-même, par suite des conditions de pression établies au-dessus ou au-des sous de la toile dans ladite aire, réglant ainsi le proces sus de formation sur la toile dans son début. Les pâtes liquides des boîtes de distribution successi ves sont amenées en contact avec la toile progressant de façon continue. L'eau contenue dans les pâtes s'écoule, à travers la toile, dans les boîtes d'aspiration et dans un collecteur d'où elle est retirée par des con duites appropriées en vue de son réemploi.
Alors que l'eau traverse la toile, les fibres des différentes pâtes se déposent sur la toile d'une manière très régulière pour former une feuille composée de plusieurs couches.
Les pâtes utilisées sont de préférence de celles for mant sur la toile une couche poreuse de structure dite à fibres libres se caractérisant par sa propriété de perdre l'eau rapidement. De la sorte, l'eau remplissant les interstices de la feuille au moment de son dépôt sur la toile s'écoule rapidement à travers la toile laissant une feuille très poreuse à l'air.
La partie inclinée de la toile H constitue en fait une paroi perforée mobile et inclinée d'une boîte ou bac de distribution dans lequel sont maintenus des niveaux déterminés de pâtes très diluées, de sorte qu'alors que la toile mante, les pâtes coulent rapidement des boîtes sur la toile, les fibres étant déposées sur celle-ci d'une manière régulière sans s'enrouler ou former de plis, et l'eau passant à travers la toile.
En fonctionnement, les fibres sont en suspension dans une quantité d'eau très abondante et ces suspensions très diluées sont amenées à s'écouler librement et rapidement à travers la partie inclinée de la toile, en déposant les fibres sur cette der nière et l'eau s'écoulant rapidement et sans remous à travers la toile et la couche de fibres déposée sur celle-ci, les fibres étant déposées régulièrement sur la toile sous la forme d'une couche ou feuille sans plis ou ondula tions. La machine permet donc la fabrication de feuilles de toutes longueurs, de texture uniforme et homogène, sans paquets de fibres ou autres irrégularités.
Bien que le choix des matières premières donnant satisfaction soit très vaste, on a constaté qu'avec les fibres régénérées ou synthétiques, ayant peu de liant par elle-mêmes, les résultats sont moins concluants qu'avec des fibres à grand pouvoir liant, à moins qu'on ajoute aux fibres un liant chimique sous la forme d'amidon, de résine urée-formaldéhyde, d'acétate de vinyl, de chlo rure de polyvinyl, de latex ou autres caoutchoucs, de colle, de cellulose-carboxyméthyl de sodium, ou ana logues.
Par suite de la compatibilité existant entre une feuille de papier très humide et une feuille à base de fibres textiles, on peut réaliser un très grand nombre de com binaisons dans la composition de la feuille. Par exem ple, on peut former une feuille présentant des caracté ristiques très différentes et même opposées sur ses deux faces. L'une des faces de la feuille peut ainsi être com posée de fibres très courtes et fortement hydratées for mant une feuille de papier ou film très mince,
alors que l'autre face est composée de fibres textiles longues et tendrws présentant de toutes autres caractéristiques phy siques. On peut aussi obtenir une face très imperméable aux liquides tandis que l'autre face a de très bonnes pro priétés d'absorption.
Le grain, la porosité, la souplesse et la résistance peuvent être déterminés à volonté, dans une mesure en core inconnue. Les feuilles, et les constituants des feuil les, peuvent être minces ou épais, à volonté, dans un domaine étendu. En général, l'épaisseur maximum de la feuille obtenue pourra être de l'ordre de 3,5 mm. L'épais seur normale sera toutefois plus souvent comprise entre 0,025 mm et 0,75 mm.