Brevet FR2649683A1 — publié le 19910118

DISPOSITIF PERFECTIONNE POUR STABILISER UNE FEUILLE DE PAPIER NI CROCREPE EN DEFILENENT La présente invention a pour trait un dispositif pour stabiliser une feuille de papier microcrêpé en défilement, notamment au cours de sa formation. Dans la suite du texte et dans les revendications, par "papier microcrêpé", on entend un papier présentant des ondulations non visibles à l'oeil nu. Ce type de papier est notamment utilisé pour ses qualités d'absorption, dûes à l'augmentation de sa densité superficielle inhérente à la présence des ondulations. En fonction des possibilités d'absorption désirées, il est "marié" un plus ou moins grand nombre de fois avec du papier de même nature. Dans l'industrie papetière, un tel papier est fabriqué en continu au moyen d'un cylindre en rotation de grande dimension (6 mètres de diamètre) dénommé dans la profession Yankee, dont la vitesse périphérique atteint couramment 1 000 à 2 000 mètres/minute. Le papier encore très humide est déposé sur le Yankee en rotation, permettant de le sécher. Enfin un racle, parallèle à la génératrice du Yankee et au contact avec ce dernier provoque le crêpage du papier. De fait, le crêpage implique une diminution de la vitesse de bobinage de l'ordre de 10 à 20 pour cent par rapport à la vitesse du reste de la machine. Le papier ainsi crêpé est alors enroulé en bobine sur une enrouleuse parallèle au Yankee. Malgré la présence de rouleaux support de feuille entre Yankee et enrouleuse, le papier crêpé suit un parcours libre sur une distance au moins égale à deux mètres. I1 s'avère que si la vitesse d'enroulage est importante, typiquement égale à 1 000 mètres/minute et plus, on observe au niveau du parcours libre l'apparition de fluctuations de la feuille tant dans le sens de défilement que dans le sens travers. L'amplitude de ces fluctuations peut atteindre 20 centimètres. En effet, le papier crêpé est un papier très léger et peu rigide induisant une instabilité de couche limite. Ces vagues nuisent au bon enroulement du papier crêpé et peuvent même altérer sa qualité. En effet, la régularité d'épaisseur du papier crêpé peut être fortement altérée par des variations locales de tension de feuilles, causées par les ondulations erratiques de la feuille dans son parcours libre. En outre, l'un des con trôles essentiels du produit réside dans la mesure en continu de son grammage et de son humidité. Ces mesures sont effectuées par des capteurs en contact avec la feuille et supportés par un travelling . Le travelling consiste en un mécanisme de déplacement alternatif desdits capteurs dans le sens perpendiculaire au déplacement de la feuille. Lorsque les fluctuations sont trop importantes, il est impossible d'assurer ce déplacement sans risque de casse.Les capteurs sont alors immobilisés en position hors feuille et les mesures de grammage et dthu- midité sont interrompues. On a montré, notamment dans le brevet FR-A-2 039 308 (correspondant au brevet US-A-3 587 177) un dispositif apte à stabiliser une feuille de papier en défilement au cours de sa formation, notamment pendant la phase de séchage. Ce dispositif est constitué d'une buse présentant un profil aérodynamique et permettant l'éjection de gaz vers la surface du papier en défilement. L'adjonction d'air ou d'un gaz quelconque à grande vitesse, à travers cette buse, provoque par effet Coanda, le plaquage de la feuille en défilement sur le profil aérodynamique situé juste en arrière de la buse. De la sorte, cela implique une stabilisation de la feuille pour des défilements atteignant de très grandes vitesses. Dans le cadre du séchage on utilise principalement de l'air chaud.Toutefois, un tel dispositif est difficilement utilisable dans le cadre de papier microcrêpé compte tenu qu'il n'y a pas équipartition des vitesses sur toute la laize du matériau et n'implique donc pas de stabilisation optimale de la feuille en défilement. Si cela n'est certes pas gênant pour le séchage du papier, compte tenu que le but principal dans ce cadre est le séchage proprement dit du papier, abstraction faite de toute stabilisation, en revanche, le problème reste entier pour le papier microcrêpé. Le dispositif conforme à la présente invention vise à disposer au voisinage de la feuille du papier une lame d'air à l'origine d'un effet Coanda, dont le résultat va consister en la stabilisation de la feuille dans son parcours libre par l'amortissement, voire la suppression des oscillations ou fluctuations. Ce dispositif pour stabiliser une feuille de papier microcrêpé en défilement ê grande vitesse sous légère tension, composé d'un caisson allongé, alimenté en air comprimé, destiné à être positionné au voisinage immédiat de la feuille en défilement, définissant une surface plane disposée parallèlement au plan de défilement, et présentant une fente disposée en amont de la surface par rapport au sens de défilement de la feuille et au travers de laquelle s'échappe l'air comprimé pour former une lame d'air qui plaque la feuille en défilement sur la surface, est caractérisé en ce que ledit caisson étant scindé en deux parties, une première partie alimentée en air comprimé, et une seconde partie, dans laquelle est ménagée la fente, maintenue en dépression par rapport à la première partie. On a constaté avec surprise que l'utilisation d'une lame d'air pouvait stabiliser une feuille de papier microcrêpé en défilement. En effet contre toute attente, connaissant la porosité et la grande perméabilité à l'air du papier microcrêpé, il n'était pas concevable d'obtenir une stabilisation du papier microcrêpé en défilement par utilisation de ce procédé. On a expliqué ce résultat par le fait que la perméabilité relative du papier microcrêpé à l'air diminuait à grande vitesse, permettant de la sorte à la dépression créée par effet Coanda de ne pas être totalement comblée par l'air qui traverse la feuille de papier en défilement. Avantageusement en pratique - les deux parties sont en communication mais sont séparées par une cloison -présentant des moyens destinés à provoquer une perte de charge entre les deux parties - les moyens destinés à provoquer une perte de charge entre les deux parties se composent d'une succession de colonnes parallèles accolées, constituées d'un empillement de pastilles réalisées en bronze fritté - le caisson comporte également en aval de la première partie par rapport au sens de défilement une troisième partie maintenue en dépression et présentant des orifices sur la face latérale libre et perpendiculaire par rapport à la direction de défilement, destinés à absorber les turbulences générées par l'effet Coanda - le caisson comporte également en aval de la première partie par rapport au sens de défilement un tube cylindrique creux alimenté en air comprimé sous pression, et présentant une fente sur toute sa longueur, ménagée sur la génératrice circonférentielle dudit tube diamétralement opposée à la feuille en défilement, le dit tube s'étendant perpendiculairement au sens de défilement, et étant situé sous le plan défini par la surface supérieure plane du caisson et tangent à celle-ci, le dit tube étant destiné à limiter les turbulences générées par la fente de ladite seconde partie ; - la fente est constituée par une succession de fentes individuelles alignées, perpendiculaires au sens de défilement de la feuille La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 représente un schéma de principe du dispositif conforme à l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif conformément à l'invention. La figure 3 représente une forme de réalisation de la barrière de perte de charge conforme à l'invention. La figure 4 représente une autre forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La figure 5 représente une autre forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La description qui suit concerne la stabilisation d'une feuille de papier microcrêpé en défilement au cours de sa formation. Toutefois, il va de soi que l'invention ne saurait se restreindre à cette application, et s'applique également à toute stabilisation de papier, notamment de faible densité. Le dispositif pour stabiliser une feuille de papier crêpé (8) en défilement conforme à la présente invention est fondamentalement constitué d'un caisson métallique allongé portant la référence générale (1). Ce dernier est positionné perpendiculairement au sens de défilement de ladite feuille en mouvement (8). I1 est situé en dessus ou au dessous de la feuille de papier (8) en défilement. Les dimensions de sa section sont typiquement de 50 x 100 mm. La tôle constitutive du caisson présente une épaisseur de 2 mm. Selon une caractéristique fondamentale de la présente invention, le caisson (1) est subdivisé en deux parties, respectivement une première partie (3) alimentée en air comprimé et une seconde partie (2), séparée de la première par une cloison (6) supportant des éléments créant une perte de charge. L'une des faces constitutives de ladite seconde partie est parallèle à la feuille en défilement, et définie une surface plane (7) contre laquelle va être plaquée la feuille de papier microcrêpé en défilement (8) par l'effet Coanda tel que généré selon la description ci-après. La partie (3) est classiquement alimentée en air comprimé et l'on a représenté par la référence (5) l'orifice d'amenée de celui-ci. Selon une autre caractéristique fondamentale de l'invention, ladite seconde partie (2) présente sur sa face supérieure (7) et en amont par rapport au sens de défilement de la feuille (8) une fente inclinée (4), dont l'épaisseur est voisine de 1 millimètre. Avantageusement, l'inclinaison de ladite fente (4) forme avec la surface supérieure (7) de ladite seconde partie (2) un angle égal à 45". Les éléments créant la perte de charge et supportés par la cloison (6) sont avantageusement réalisés par une succession de colonnes (10) constituées de pastilles de bronze fritté, empilées les unes sur les autres. De la sorte, ladite cloison (6) est à même d'induire une perte de charge importante et uniforme sur toute sa largeur. On observe ainsi au sein de la seconde partie (2) dite partie basse pression du caisson (1), une équipartition des pressions et de fait une vitesse d'éjection de l'air par la fente (4) constante et uniforme le long de toute ladite fente. Ce résultat est fondamental dans le cadre de la présente invention car il est à l'origine d'une stabilisation efficace sur toute la largeur de la feuille de papier (8) en défilement. Typiquement, les sur-pressions respectives dans ladite première partie, dite "partie haute pression" (3), et la seconde partie basse pression (2) de 700 et 50 hectopascals, ces pressions étant données pour une feuille défilant à la vitesse de 1 400 mètres/minute. Avantageusement, l'air comprimé utilisé est épuré, et sec. De plus, il est éjecté à température ambiante. De la sorte, la stabilisation de la feuille de papier (8) en défilement étant obtenue, on peut fixer avantageusement en aval du caisson (1) de stabilisation un dispositif apte par exemple à mesurer l'indice d'épair ou la régularité du crêpage du papier microcrêpé. Dans une variante perfectionnée de la présente invention (voir figure 4), on adjoint juste en aval de ladite première partie haute pression (2), un caisson supplémentaire (11), en dépression par rapport à l'atmosphère. On ménage alors dans la grande face latérale (12) de ce caisson, perpendiculaire à la direction du défilement, une fente (13), destinée à mettre en communication l'air externe et ladite partie en dépression. De la sorte, les perturbations générées par la lame d'air créée par le caisson (1) sont toutes aspirées dans ce caisson en dépression (11). Dans une autre variante perfectionnée de l'invention représentée dans la figure 5, on solidarise un tube cylindrique creux (14) au caisson (1) par tout moyen-approprié (15) . Ce tube (14) perpendiculaire à la direction de défilement de la feuille (8) est situé sous le plan défini par la surface plane (7), mais tangent à ce dernier. I1 est alimenté en air comprimé sous pression. Une fuite est générée au moyen d'une fente (16) ménagée tout le long de sa génératrice circonférentielle, diamétralement opposée à la ligne de tangence dudit tube avec le plan défini par la- surface (7). Ces fuites sont à l'ori- gine d'un effet de trompe à vide, aspirant l'air présent entre la feuille en défilement (8) et la surface plane (7). La stabilisation de la feuille (8) est de fait notablement améliorée. Il ressort de la présente invention les avantages que les dispositifs connus ne permettaient pas d'obtenir. On peut citer - une stabilisation régulière et uniforme d'une feuille de papier notamment microcrêpé en défilement et ce, pour des vitesses de défilement allant et même dépassant 2 000 mètres/minute ; - une mise en place aisée d'un dispositif de réalisation simple et peu coûteux. REVENDICATIONS 1/ Dispositif perfectionné pour stabiliser une feuille de papier microcrêpé (8) en défilement à grande vitesse sous légère tension, composé d'un caisson allongé (1) alimenté en air comprimé, destiné à être positionné au voisinage immédiat de la feuille en défilement (8), définissant une surface plane (7) disposée parallèlement au plan P de défilement de cette feuille (8) et présentant une fente (4) disposée en amont de la surface (7) par rapport au sens de défilement de la feuille (8) et à travers laquelle s'échappe l'air comprimé pour former une lame d'air qui plaque la feuille en défilement sur ladite surface (7), caractérisé en ce que ledit caisson est composé en deux parties, une première partie (3) alimentée en air comprimé, et une seconde partie (2) dans laquelle est ménagée la fente (4), maintenue en dépression par rapport à la première partie 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parties (2,3) sont en communication mais sont séparées par une cloison présentant des moyens (6, 10) destinés à provoquer une perte de charge entre les deux parties (2) et (3). 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (6,10) aptes à provoquer une perte de charge entre les deux parties (2,3) se composent d'une cloison (6) composée d'une succession de colonnes parallèles (10) accolées, chacune des colonnes étant constituée d'un empillement de pastilles réalisées en bronze fritté. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le caisson comporte également en aval par rapport au sens de défilement de la feuille (8), une troisième partie (11) maintenue en dépression présentant des orifices (13) sur la face latérale (12) perpendiculaire par rapport à la direction du défilement de la feuille (8), destinés à absorber les turbulences générées par la fente (4) et qui suivent la feuille (8) en déplacement le long de la surface (7). 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le caisson (1) comporte également en aval de la première partie (3) par rapport au sens de défilement un tube cylindrique creux (14) alimenté en air comprimé sous pression, et présentant une fente (16) sur toute sa longueur, ménagée le long de la génératrice circonférentielle dudit tube diamétralement opposée à la feuille en défilement (8), le dit tube s'étendant perpendiculairement au sens de défilement, et étant situé sous le plan défini par la surface supérieure plane (7) du caisson et tangent à celle-ci, ledit tube (14) étant destiné à limiter les turbulences générées par la fente (4) et qui suivent la feuille (8) en déplacement le long de la surface (7). 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la fente (4) est constituée par une succession de fentes individuelles alignées.