CH722340A2 - Racle à multiples arêtes et son procédé de fabrication, ainsi que procédé de fabrication de papier crêpé - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une racle (7, 8) comprenant plusieurs arêtes de travail pour la production de papier. L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'une telle racle , ainsi qu'un procédé de production de papier crêpe à l'aide d'une telle racle.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne une racle destinée à la production de papier, en particulier une racle comportant plusieurs arêtes de travail. L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'une telle racle. L'invention couvre en outre un procédé de fabrication de papier.

Etat de la technique

[0002] La production de papier crêpé, largement diffusée au niveau mondial, implique une série d'étapes visant à créer un produit final avec des caractéristiques désirables telles que la douceur, l'épaisseur, l'absorption, la résistance et l'élasticité. Une étape cruciale de la fabrication du papier crêpé concerne le processus de crêpage, qui apporte une texture distinctive au papier. Le crêpage se produit lors de la dernière étape de production sur un cylindre sécheur rotatif, communément appelé „cylindre Yankee“, où le papier est raclé et détaché de la surface à l'aide d'une racle, couramment appelée „lame de crêpage“, ce qui entraîne une structure froissée, dite „ crêpée“. Après le crêpage, une autre racle, couramment appelé „lame de nettoyage“, est souvent utilisée pour nettoyer et niveler la surface du cylindre sécheur, garantissant l'uniformité et la qualité de production du papier crêpé. Les racles traditionnelles sont composées d'acier, entièrement ou presque entièrement, c'est-à-dire que leur composition chimique est supérieure à 95 % en poids d'acier. Des facteurs tels que l'angle d'application de la racle, la pression de la racle, le contrôle de la température et la gestion des produits chimiques, jouent un rôle vital dans l'atteinte de la qualité du papier crêpé. Le processus de crêpage modifie fondamentalement les propriétés et les caractéristiques du papier, le rendant adapté à diverses applications finales, comme par exemple les mouchoirs, les lingettes, les papiers toilette, les essuie-tout à usage domestique ou industriel.

[0003] La demande de brevet US 2022/0379577 A1 décrit le mécanisme de crêpage sur un cylindre sécheur, au moyen d'une lame de crêpage dont le champ comporte plusieurs surfaces distinctes ayant des coefficients de friction différents.

[0004] Dans le processus de fabrication du papier crêpé, les racles, et en particulier la lame de crêpage, sont des éléments cruciaux. Lors de l'étape critique de crêpage sur le cylindre sécheur, l'action de la racle confère au papier ses propriétés et caractéristiques, tout du moins elle y participe considérablement. Les racles traditionnelles n'ont communément qu'une seule arête de travail, ce qui entraîne des remplacements fréquents, une augmentation des coûts opérationnels et des gaspillages non négligeables. Compte tenu des contraintes mécaniques et thermiques élevées, et des spécifications qualitatives visées, l'utilisation d'une lame de crêpage traditionnelle, en acier, même durci, par exemple par une trempe, est limitée à environ 3 à 6 heures, avant d'être changée. Pour prolonger la durée de vie du produit, la racle peut être renforcée par un matériau résistant sur la partie soumise à l'usure, c'est-à-dire son arête de travail. Ce matériau spécifique est généralement appliqué sur la bordure longitudinale de la racle, typiquement sur la partie de la racle, dite „zone active“, impactée par le papier et/ou en contact avec le cylindre sécheur rotatif.

[0005] Les brevets GB 2 128 551 B et US 7 244 340 B2 et les demandes de brevet WO 2006/134208 A1, WO 2007/079731 A2 et WO 2021/121687 A1 sont des exemples typiques décrivant comment un matériau résistant à l'usure peut être appliqué pour protéger et prolonger directement la durée de vie d'une racle utilisée dans le processus de fabrication du papier crêpé. Bien que ces concepts soient largement utilisés pour fabriquer des racles, ces traitements de surface supplémentaires sont relativement complexes et coûteux. L'utilisation de matériaux plus avancés combinée à des technologies de traitement de surface haut de gamme conduit à une augmentation rapide des coûts de fabrication de ces solutions. Cette tendance technologique représente un véritable inconvénient et requiert de trouver des alternatives plus pratiques.

[0006] En plus des solutions décrites ci-dessus, des conceptions et designs spécifiques de la zone active de la racle permettent de stabiliser le processus de crêpage pendant une période plus longue, prolongeant ainsi indirectement la durée de vie de la racle.

[0007] Le brevet EP 0 906 472 B1 et la demande de brevet US 2021/0053311 A1 sont des exemples présentant les principes de fonctionnement de certains de ces designs de racle. Bien qu'il y ait des avantages à utiliser ces types de racle dans certains processus de fabrication de papier crêpé où les exigences de qualité sont spécifiées dans une plage étroite, la complexité de fabrication de ces conceptions de racle limite leur fabrication et leur développement sur les marchés. En conséquence, les contraintes multiples et les coûts de fabrication de ces dernières solutions sont encore plus amplifiés, renforçant l'intérêt pour d'autres alternatives plus pratiques.

[0008] Dans un environnement économique où le coût des matières premières et des transports augmente et où les enjeux environnementaux sont très préoccupants, il existe un besoin de fournir de nouvelles solutions qui soient plus simples et moins coûteuses du point de vue de la fabrication, et plus durables et efficaces du point de vue de l'application industrielle. Les fabricants de papier, sensibles aux enjeux économiques et environnementaux, sont définitivement engagés dans cette démarche, demandant des options alternatives plus performantes.

Bref résumé de l'invention

[0009] Un but de la présente invention est de proposer une racle bon marché et de plus grande longévité que celles actuellement utilisées.

[0010] Un autre but de la présente invention est de proposer une racle plus polyvalente utilisable dans la production de papier, en particulier de papier crêpé.

[0011] Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d'une racle plus durable et/ou plus performante que celles actuellement utilisées dans la production de papier, tel que le papier crêpé.

[0012] Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication de papier, en particulier de papier crêpé, plus efficient. Le procédé proposé vise en particulier à limiter les étapes de maintenance et/ou de remplacement des pièces d'usure telles que les racles.

[0013] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen des racles objet de la revendication principale et du procédé objet de la revendication 9, détaillés dans les revendications qui en dépendent.

[0014] Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de limiter les interruptions lors de la production, notamment celles dues au remplacement des racles. La solution proposée présente en outre l'avantage de minimiser les coûts de production du papier.

Brève description des figures

[0015] Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures suivantes:

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Figure 1: Vue schématique en perspective du cylindre sécheur rotatif sur une machine de fabrication de papier crêpé, où les racles opèrent,

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Figure 2: Vue schématique en perspective d'une racle, fournissant une description géométrique de base et les spécifications dimensionnelles,

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Figure 3: Vue schématique latérale d'une racle, montrant les principales variables impliquées dans l'ajustement de la racle lors de son fonctionnement en position de crêpage,

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Figures 4A à 4H: Vues schématiques latérales de racles selon la présente invention, fabriquées à partir d'un matériau de base unique,

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Figures 5A à 5D: Vues schématiques latérales de racles selon la présente invention, comprenant au moins un traitement de surface additionnel,

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Figure 5E: Vue schématique en perspective d'une racle selon un mode de réalisation de la présente invention.

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Figure 6: Organigramme d'une méthode de fabrication d'une racle selon un mode de réalisation de la présente invention,

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Figures 7A à 7F: Vues schématiques latérales de racles selon différents modes de réalisation de la présente invention, incluant les outils de production correspondants,

[0016] Les dessins ci-joints sont fournis à titre d'illustration et ne sont pas destinés à limiter la portée des différentes réalisations décrites concernant la présente invention. Pour des raisons de simplicité et de clarté, les éléments représentés dans les dessins peuvent ne pas être à l'échelle. Certaines dimensions peuvent être agrandies par rapport à d'autres pour améliorer la compréhension.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

[0017] Pour les besoins de la présente description, le terme „racle“ désigne une lame rigide destinée à racler la surface d'un cylindre rotatif ou une matière enroulée autour d'un tel cylindre. Des termes tels que „lame“, „racle“ ou „racloir“ peuvent donc être considérés comme équivalents.

[0018] La Figure 1 présente une vue schématique en perspective de la partie centrale1d'une machine de fabrication de papier crêpé, en se concentrant sur le cylindre sécheur rotatif2, et en illustrant le fonctionnement des racles selon l'art antérieur. Caractérisée par une épaisseur d'environ 100 microns (0,1 mm), la feuille de papier3en fabrication se déplace dans la direction4vers le cylindre sécheur2à une vitesse pouvant aller jusqu'à 2000 m/min. La feuille de papier en fabrication3est une feuille continue dont la largeur correspond approximativement à la longueur du cylindre sécheur rotatif2, ainsi qu'à celle des autres dispositifs d'entrainement et des racles. La feuille de papier subit différents traitements, incluant diverses étapes d'élimination d'eau et de séchage, avant d'être pressée et transférée sur le cylindre sécheur2par un rouleau de pression rotatif 5. Une racle de coupe6est disposée transversalement à la largeur de papier en cours de fabrication3, à proximité du cylindre sécheur2. Une racle de crêpage7est disposée parallèlement à la racle de coupe6. La racle de coupe6est généralement positionnée en amont par rapport à la racle de crêpage7, l'amont et l'aval étant définis par le sens de progression4du papier en cours de fabrication3. Lorsqu'elle est activée, la racle de coupe6coupe la feuille continue de papier3pour faciliter le processus d'enroulement et garantir que des rouleaux individuels sont produits avec des longueurs précises. La racle de crêpage7est utilisée pour racler la feuille de papier partiellement séchée3de la surface du cylindre sécheur2. Cette action crée la texture caractéristique du papier crêpé9, améliorant sa douceur, son volume et son pouvoir d'absorption. Enfin, en fonction des pratiques spécifiques, la racle de nettoyage8est utilisée en continu ou périodiquement pour niveler la surface et enlever les contaminants, les dépôts et les résidus de la surface du cylindre sécheur rotatif2. Cette action aide à maintenir la propreté et l'efficacité du processus de séchage, et permet de garantir une qualité constante du papier crêpé9. Les racles sont montées sur des supports adéquats qui permettent un réglage précis de leur position et de leur angle par rapport à la surface du cylindre sécheur avec laquelle ils interagissent. Cette capacité de réglage assure des performances et une efficacité optimale.

[0019] La Figure 2 offre une vue en perspective d'une racle, mettant en évidence ses spécifications géométriques et sa forme de base quadrilatérale en section transversale. Les racles, en particulier les lames de crêpage7et de nettoyage8, présentent généralement des dimensions géométriques qui varient en fonction du type de papier crêpé et des spécifications de la machine à papier concernée. Ces lames mesurent jusqu'à 10 m (390 pouces) dans leur longueur 10, et de 50 mm à 200 mm (2 pouces à 8 pouces) dans leur largeur 11. Généralement fabriquées à partir d'une bande d'acier ou de métal laminé à froid, elles sont généralement fines, avec des épaisseurs12allant de 0,5 mm à 2,0 mm (0,02 pouces à 0,08 pouces). On peut considérer le poids moyen d'une lame en acier aux alentours de 5 kg.

[0020] Plus spécifiquement, la forme de base d'une racle se caractérise comme suit :

La racle comporte2grandes surfaces planes, désignées respectivement par une première face13et une seconde face13'. Elles sont de préférence de mêmes dimensions en terme de longueur et de largeur. La longueur de ces première13et seconde13'faces correspond globalement à la longueur10de la racle. Leur largeur correspond globalement à la largeur11de la racle. Les première13et seconde13'faces, opposées l'une à l'autres, sont sensiblement parallèles. La première face13peut typiquement désigner celle faisant face au cylindre sécheur2. Ces deux faces constituent les plus grandes surfaces en dimension de la racle.

[0021] La racle comporte2surfaces longues et étroites, désignées respectivement par un premier champ longitudinal14et un second champ longitudinal14'. Ces deux surfaces ont de préférence même longueur et même largeur. Leur longueur correspond globalement à la longueur10de la racle. Leur largeur correspond à l'épaisseur12de la racle. Les premier14et second14'champs longitudinaux sont de préférence sensiblement parallèles. Le premier champ longitudinal14peut typiquement désigner celui faisant face au cylindre sécheur2. Le second champ longitudinal14', à l'opposé peut alors être placé dans le support de racle16.

[0022] La racle comporte2petites surfaces latérales, désignées respectivement par un premier champ latéral15et un second champ latéral15'. Ils sont de même largeur que les champs longitudinaux14,14', correspondant à l'épaisseur de la racle, et d'une longueur correspondant globalement à la largeur de la racle. Les premier15et second15'champs latéraux sont de préférence sensiblement parallèles. le premier champ latéral15peut typiquement désigner celui faisant face au côté avant de la machine, appelé " côté opérateur ", le second se trouvant sur le côté opposé, à l'arrière de la machine. Ces surfaces sont couramment associées à la bordure ou au bord de la racle, du papier ou du cylindre sécheur.

[0023] La conception précise d'une racle garantit un contact constant, un positionnement parfait et une performance efficace pour des tâches telles que le crêpage ou le nettoyage dans le processus de production de papier crêpé.

[0024] La Figure 3 présente une vue latérale d'une racle de crêpage7en contact avec le cylindre sécheur rotatif2, montrant plus en détail comment la lame est positionnée pour racler la surface du cylindre et détacher correctement le papier3, dans le but de produire le papier crêpé9avec les propriétés requises. En fonctionnement, la racle de crêpage7, positionnée dans son support16, est appliqué contre la surface du cylindre sécheur2de manière précise pour obtenir l'effet de crêpage souhaité, et par conséquent, la qualité, la constance et l'homogénéité dans le temps du papier crêpé9produit. Cela implique de contrôler soigneusement les angles auxquels la lame rencontre la surface du cylindre sécheur2. Les angles clés à considérer sont l'angle de contact17de la lame, l'angle de pointe18de la lame et l'angle de poche ou d'ouverture19. La somme de ces3angles doit être égale à 180 degrés. Les angles de contact17, de pointe18et de poche19se définissent comme suit :

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Angle de contact17: Il est défini comme l'angle entre la ligne tangente 20 au cylindre sécheur2, au point21où la lame entre en contact avec le cylindre sécheur, et la première face13de la lame, faisant face au cylindre sécheur (figure 3). Cet angle, généralement limité à 30°, est crucial pour déterminer l'efficacité avec laquelle la lame est positionnée afin de racler et séparer efficacement le papier du cylindre sécheur2.

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Angle de pointe18: Il est défini comme l'angle formé entre l'une des première13et seconde13'faces de la lame et les premier14et second14'champs longitudinaux de la racle (figure 3). L'angle de pointe18est généralement compris entre 50° et 110°. Ajuster l'angle de pointe18avec précision selon les exigences de l'application, est essentiel dans le processus de crêpage pour maitriser la texture et les propriétés résultantes du papier crêpé9. L'angle de pointe18est plus particulièrement pertinent pour les racles connues où un seul des angles est utilisé. Dans le cadre de la présente invention, où la racle comporte plusieurs arêtes de travail21, 21', l'angle de pointe18peut être assimilé à l'angle formé par les arêtes de travail. Les première13et second13'faces, forment avec les premier 14 et second 14' champs longitudinaux des arêtes de travail21, 21'soumises à l'impact du papier et/ou en contact avec la surface du cylindre sécheur.

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Angle de poche19: Il est défini comme l'angle formé entre le premier champ longitudinal14de la racle et la ligne tangente20au cylindre sécheur, déterminé au point de contact de la racle et du cylindre sécheur2. Le point de contact correspond en l'occurrence à l'arrête de travail21. Cet angle d'ouverture, généralement compris entre 60° et 100°, influence également le processus de crêpage, la texture et les propriétés résultantes du papier crêpé9.

[0025] La racle se caractérise par une forme de base quadrilatérale en section transversale, souvent modifiée et fournie avec une zone de contact biseautée, ultérieurement désigné par le terme „zone de frottement“, qui facilite l'interaction avec la surface du cylindre sécheur2, et par conséquent, les actions précises de crêpage, de nettoyage ou de coupe pendant leur fonctionnement.

[0026] En principe, en fonction crêpage, un angle de pointe18plus faible et un angle de poche19plus élevé conduisent à une texture crêpée plus fine et plus délicate, produisant un papier plus doux au touché. Cela est désiré pour les produits haut de gamme comme les mouchoirs, les lingettes et les papiers toilette de haute qualité. À l'inverse, un angle de pointe18plus élevé et un angle de poche19plus faible produisent une texture crêpée plus grossière et ouverte, aboutissant à un papier plus volumineux et plus résistant, typiquement adapté aux essuie-tout et supports absorbants à usage domestique ou industriel.

[0027] Les Figures 4A à 4H illustrent diverses formes de réalisation de la racle selon la présente invention, en particulier une lame de crêpage7ou de nettoyage8. Une lame de crêpage7ou de nettoyage8est de préférence fabriquée à partir d'un seul matériau de base, formant le corps de la racle, généralement en acier.

[0028] La racle selon la présente invention se caractérise par le fait qu'elle comprend au moins deux arêtes de travail21, 21'. Les arêtes de travail21, 21'sont parallèles et s'étendent sur la longueur 10 de la racle. Elles définissent l'intersections entre au moins l'un des premier14et second14'champs longitudinaux et les première13et seconde13'faces. Lorsque l'angle de pointe18est de 90°, le champ longitudinal correspondant peut être une surface plane unique. Cependant, lorsque les deux angles depointe 18opposés sont différents de 90°, alors le champ longitudinal correspondant comporte deux surfaces de champ24, 24'disposées de façon angulaire l'une par rapport à l'autre. L'angle de pointe18est alors défini par chacune de ces surfaces de champ et la face13correspondante.

[0029] Selon un mode de réalisation, les angles de pointe18sont inférieurs à 90° ou 80° ou 70° ou compris entre 50° et 89° ou entre 50° et 85°.

[0030] Selon un mode de réalisation, les angles de pointe18sont supérieurs à 90° ou 100° ou 110° ou compris entre 91° et 160° ou entre 95° et 160°.

[0031] Selon un mode de réalisation, les surfaces de champs, comprenant une première surface de champ24et une seconde surface de champ24'se rejoignant au niveau d'une arête de champ210. L'arête de champ210est typiquement parallèle aux arêtes de travail21, 21'et s'étend sur la longueur10de la racle. Les première24et seconde24'arêtes de champs forment ainsi un angle de champ240. L'angle de champ peut être de 180° lorsque l'angle de pointe18est de 90°. En d'autres termes le champ longitudinal14est plan. L'angle de champ240peut néanmoins être inférieur à 180°, comme illustré par exemple aux figures 4A, 4B, 4D, 4E, 4F, 4G et 4H. L'angle de champ240peut être par exemple compris entre 179° et 60°, de préférence entre 175° et 100°, soit par exemple d'une valeur de 160°, ou 120°, voire 90°, 80°, 60° ou toute valeur intermédiaire. Le champ longitudinal14, 14'prend dans ce cas une forme concave. Alternativement, l'angle de champ 240 peut être supérieur à 180°, en l'occurrence compris entre 181° et 280°, de préférence entre 185° et 220°, ayant par exemple des valeurs de 190°, 210°, voire 230°, 240° ou toute valeur intermédiaire. Dans ce cas, le champ longitudinal prend une forme convexe.

[0032] Selon un mode de réalisation privilégié, les deux angles de pointe 18 afférant au même champs longitudinal14, 14'sont identiques. En d'autres termes, les première24et seconde24'surfaces de champs sont identiques et symétriques par rapport à un plan de symétrie25parallèle au première13et seconde13'faces et passant par le centre de la racle. L'arête de champ210est dans ce cas également confondue à ce plan de symétrie central vertical25, divisant l'épaisseur12de la racle en deux parties identiques. La Figure 4A propose une vue latérale de la racle selon cette disposition. Les Figures 4B et 4C montrent cette même représentation en incluant un angle de pointe18plus spécifique en accord avec les spécifications extrêmes mentionnées précédemment.

[0033] Selon un autre mode de réalisation, les première24et seconde24'surfaces de champ ne sont pas symétriques. L'arête de champ210qu'elles forment est ainsi excentré par rapport au plan de symétrie central25. Les angles de pointe18relatifs à la première face13et à la seconde face13'diffèrent l'un de l'autre. Cette disposition permet d'utiliser la racle dans deux configurations différentes selon que l'une ou l'autre des faces13, 13'est disposée en vis-à-vis du cylindre sécheur2. Différentes qualités de crêpage peuvent ainsi être obtenues avec la même racle. Alternativement, une racle peut être utilisée comme racle de crêpage7avec l'un des angles de pointe18et comme racle de nettoyage8avec l'angle de pointe18opposé. Une telle racle asymétrique peut être adaptée selon d'autres besoins.

[0034] Selon un mode de réalisation, les surfaces de champ24, 24'se rejoignent via une ou plusieurs surfaces intermédiaires (non représentée). Dans ce cas, le champ longitudinal comporte plus d'une arête de champ, par exemple deux arêtes de champs, l'une à la jonction de la première surface de champ24et d'une surface intermédiaire et l'autre à la jonction de la seconde surface de champ et d'une surface intermédiaire. Une telle disposition permet par exemple de limiter l'usinage du champ longitudinal aux surfaces indispensables. La ou les surfaces intermédiaires peuvent former un arrondi. L'important reste dans tous les cas de maitriser l'angle de pointe.

[0035] Selon un mode de réalisation, la racle selon la présente invention comporte au moins une surface de frottement26, 26', 26", 26"'. A ce titre, au moins l'une des première13et seconde13'faces est biseautée à proximité des arêtes de travail21, 21', 21", 21'''de sorte à produire de telles surfaces de frottement26, 26', 26", 26'''. La ou les surfaces de frottement forment avec la face13, 13'correspondante un angle de biseau27. La Figure 4D propose une vue latérale montrant les surfaces de frottement26et26', spécifiquement conçues pour accueillir le contact entre la racle et la surface du cylindre sécheur2et pour faciliter le glissement pendant le travail. La surface de frottement26ou26'est importante pour le positionnement et le fonctionnement global de la racle, et pour s'assurer que la racle maintienne un contact approprié avec le cylindre sécheur2sans pression excessive pouvant causer des dommages ou une usure prématurée. Par définition, la surface de frottement, s'étend sur la longueur10de la racle. L'angle de biseau27, mesuré entre la surface de frottement26et la face13correspondante de la racle, est limité à 30°. L'angle de biseau27peut par exemple être compris entre 1° et 25°, plus particulièrement entre 2° et 20°, et de préférence entre 3° et 15°. La largeur28de la surface de frottement26, séparant l'arête de travail21de la face13correspondante, est limitée à 5 mm. Elle peut être par exemple inférieure à 3 mm ou, de préférence comprise entre 0,1 et 2,5 mm. On peut considérer que la pointe de la racle s'étend sur environ 5 mm dans le sens de la largeur de la racle.

[0036] Indépendamment de la disposition des première24et seconde24'surface des champs, les surfaces de frottement26, 26'peuvent être symétriques par rapport au plan de symétrie central25, comme illustré sur la Figure 4D. L'angle de biseau27peut correspondre à l'angle de contact17.

[0037] Selon un autre mode de réalisation, Il est possible de concevoir les surfaces de frottement26, 26', 26", 26'''de manière non symétrique. Dans ce cas, l'angle de biseau 27 est différent selon qu'il affère à l'une ou l'autre des première13et seconde13'faces. Les angles de biseau27et les angles de pointe18peuvent ainsi être adaptés indépendamment les uns des autres pour une plus grande flexibilité d'usage de la racle.

[0038] La présence d'une surface de frottement ne modifie pas l'angle de pointe de la racle par définition. Les Figures 4E et 4F montrent un angle de biseau27plus spécifique en accord avec les spécifications extrêmes mentionnées précédemment. Contrairement à l'art antérieur, les Figures 4A à 4F proposent l'alternative avantageuse de fournir une racle avec deux arêtes de travail21et21'actives. Dans ce cas, la présente invention offre l'opportunité d'utiliser la racle une deuxième fois, augmentant potentiellement la durée de vie de cette dernière de 100%.

[0039] Selon un mode de réalisation, les deux champs longitudinaux14,14'comportent chacun deux arêtes de travail21, 21', 21", 21"'. La Figure 4G propose une vue latérale illustrant une telle disposition, selon laquelle le premier champ longitudinal14comporte une première arête de champ210, et le second champ longitudinal14'comporte une seconde arête de champ210', obéissant aux caractéristiques précédemment décrites. Le second champ longitudinal14'comporte alors une première surface de champ24" et une seconde surface de champ24"'. Comme indiqué précédemment, plus d'une arête de champ peut être envisagée, dans le cas où les surfaces de champs sont séparées par une ou plusieurs surfaces intermédiaires.

[0040] Les premier14et second14'champs longitudinaux peuvent être conçus de manière symétrique par rapport à un plan de symétrie centrale29, orthogonal au plan de symétrie25précédemment décrit. Le second plan de symétrie29divisent la racle à la fois sur son épaisseur12et sa longueur10. Dans ce cas, la racle comporte quatre angles de pointe18identiques et peut ainsi être utilisée de manière plus intensive ou plus longue pour une même application.

[0041] Alternativement, le second champ longitudinal14'peut comporter deux surfaces de champs non symétriques à celles du premier champ longitudinal14par rapport au second plan de symétrie29. Alternativement ou en plus, les surfaces de champ du second champ longitudinal14'peuvent ne pas être symétriques par rapport au premier plan de symétrie25. L'un des deux champs longitudinaux peut être de forme concave alors que l'autre est de forme convexe. Il en résulte que les angles de pointe 18 peuvent être différents pour les quatre arêtes de travail21, 21',21", 21'''. Une telle disposition multiplie les applications envisageables avec une racle selon la présente invention.

[0042] Selon un mode de réalisation, la racle selon la présente invention comporte plus de deux surfaces de frottement telles que décrites plus haut. Des surfaces de frottement peuvent être envisagées entre les première13et seconde13'faces et les premier14et second14'champs longitudinaux. La Figure 4H illustre une telle disposition.

[0043] Comme indiqué plus haut les surfaces de frottement26", 26'''relatives au second champ longitudinal14'peuvent être symétriques par rapport au premier plan de symétrie25ou bien dissymétriques. Elles peuvent alternativement ou en outre être symétriques à celles relatives au premier champ longitudinal14selon le second plan de symétrie29ou bien dissymétriques.

[0044] Contrairement à l'art antérieur, les Figures 4G et 4H proposent l'alternative avantageuse de fournir une racle avec quatre arêtes de travail21, 21', 21"et21'''actives. En conséquence, la présente invention offre la possibilité d'utiliser la racle quatre fois, augmentant potentiellement la durée de vie de cette dernière de 300%. Dans ce dernier cas, on notera néanmoins la nécessité de fournir une protection spécifique de la pointe de la racle14'afin d'éviter tout dommage lorsque la racle est insérée dans son support16et par la suite pendant le fonctionnement de la racle.

[0045] Selon un mode de réalisation, une ou plusieurs des surfaces de la racle, incluant les premier14et second14'champs longitudinaux, les surfaces de frottement26, 26', 26", 26''', les première 13 et seconde13'faces en tout ou partie, peuvent faire l'objet d'un traitement particulier pour en modifier les propriétés mécaniques. Les Figures 5A à 5E illustrent une lame de crêpage7ou de nettoyage8, modifiée par au moins un traitement de surface30. Tout type de traitement de surface peut être applicable. Le terme „ traitement de surface“ fait référence à une variété de processus appliqués à la surface d'un matériau pour obtenir une propriété ou une caractéristique spécifique souhaitée. Ces processus peuvent améliorer l'apparence, les propriétés de surface, la résistance à la corrosion, la résistance chimique, la résistance à l'usure et les propriétés mécaniques. Les exemples de traitements de surface incluent les processus suivants : chimique, électrochimique, galvanoplastie, revêtement, traitement thermique, durcissement et traitements de surface au laser. Bien que certains de ces traitements modifient ou transforment la surface sur une profondeur plus ou moins importante, mais sans ajout de matériau spécifique, d'autres ajoutent quelques microns à plusieurs centaines de microns d'un matériau spécifique. Les traitements de surface préférés sont ceux dans le domaine des revêtements, qui incluent les techniques de projection thermique et de dépôt sous vide, et impliquent l'application de matériaux céramiques ou à base de céramiques. Le terme „céramique“ fait référence aux matériaux inorganiques et non métalliques qui sont généralement produits par l'application de chaleur. Ces matériaux spécifiques sont généralement caractérisés par leur haute dureté, leur fragilité, leur résistance thermique et leur stabilité chimique. La préférence est dirigée vers les céramiques techniques qui incluent les oxydes, les carbures et les nitrures. Il est entendu que, lorsqu'au moins un traitement de surface est appliqué, la racle selon l'invention, peut bénéficier de l'ajout d'un ou plusieurs matériaux de couverture et/ou d'une ou plusieurs modifications de surface. Bien que toutes les formes de réalisation possibles décrites dans les Figures 4A à 4H puissent bénéficier de l'ajout d'au moins un traitement de surface, les Figures 5A à 5C se concentrent sur la forme de réalisation préférée qui se réfère à la forme de réalisation proposée sur la Figure 4D. Les figures 5D et 5E se rapportent à la forme de réalisation illustrée par la figure 4H. Bien que l'ensemble de la racle puisse être modifié par un traitement de surface, en fonction de la technique de fabrication et de certaines contraintes techniques et/ou économiques, il est conseillé de modifier uniquement la partie nécessaire. La Figure 5A donne un exemple où la partie traitée est focalisée sur le premier champ longitudinal14, incluant la première24et la seconde24'surfaces de champ. La Figure 5B donne un exemple où la partie traitée est étendue aux surfaces de frottement jouxtant le premier champ longitudinal14. En fonction des spécifications de conception du produit, les surfaces de frottement peuvent être traitées en totalité ou en partie, c'est-à-dire sur l'ensemble ou sur une partie limitée de la surface. La Figure 5C donne un exemple où la partie traitée est étendue à une partie des première13et seconde13'faces. Cette dernière partie peut être plus ou moins étendue dans la direction de la largeur de la racle, couvrant ainsi une surface plus étroite, plus large ou même toute la surface des première13et seconde13'faces. Dans toutes les FIGS. 5A à 5C, les arêtes de travail21et21'sont traitées, conduisant ainsi à la modification ou à la protection des arêtes actives par au moins un traitement de surface. La Figure 5D propose une vue latérale de cette dernière forme de réalisation avec une surface traitée sur la partie opposée de la racle, relative au second champ longitudinal14', fournissant une modification des quatre arêtes de travail possibles21, 21', 21"et21"', et offrant ainsi la possibilité d'utiliser la racle un maximum de quatre fois pour une application donnée. La FIG. 5E fournit une vue en perspective de cette dernière forme de réalisation pour plus de clarté, ajoutant la troisième dimension le long de l'axe longitudinal31de la racle, divulguant ainsi la caractéristique du produit ultime de la racle selon la présente invention.

[0046] La présente invention couvre en outre une méthode ou un procédé de fabrication d'une racle selon la présente invention.

[0047] La Figure 6 décrit les étapes de fabrication, sous la forme d'un diagramme de flux, pour la production d'une racle, soit une lame de crêpage7ou de nettoyage8, selon l'invention. À partir d'une matière première, ou produit brut, définie comme une bande métallique fine, ayant une forme quadrilatérale en section transversale (largeur x épaisseur) et caractérisée principalement par trois spécifications dimensionnelles (longueur x largeur x épaisseur). Le présent procédé comprend l'une ou plusieurs des étapes suivantes :

[0048] Une étapeP1de préformage d'au moins un premier champ longitudinal14de la racle. Cette étape de préformage comporte le cas échéant la réalisation des première24et seconde24'surfaces de champ. De préférence, les première24et seconde24'surfaces de champ sont produites en une opération commune.

[0049] Une étapeP2de préformage des deux surfaces de frottement 26 et26'afférentes au champ longitudinal préformé à l'étape P1. De préférence, les deux surfaces de frottement26et26'afférentes à un champ longitudinal donné sont produites en une opération commune.

[0050] Une étapeP3de traitement de surface30. L'étape de traitement de surface peut s'appliquer aux champs longitudinaux préformés lors de l'étapeP1, et/ou aux surfaces de frottement préformées lors de l'étapeP2ou à d'autres surfaces telles que la première13et la seconde13'faces.

[0051] Une étapeF1de formage d'au moins un champ longitudinal14de la racle. L'étapeF1peut inclure le cas échéant le formage des première24et seconde24'surfaces de champs. Le formage des première24et seconde24'surfaces de champs est de préférence effectué par une opération commune.

[0052] Une étapeF2de formage des surfaces de frottement26et26'de préférence effectué par une opération commune.

[0053] L'étapeP1ouF1relative à la production des deux arêtes de travail constitue un minimum pour valider les critères spécifiques de la racle selon l'invention. Bien que les principales possibilités soient divulguées dans le diagramme de flux présenté sur la Figure 6, des possibilités alternatives de fabrication existent. A titre d'exemples, les trois flux de fabrication préférés suivants sont proposés:

Option 1:

–

E1: Préformage d'un champ longitudinal14de la racle et des deux surfaces de champ24et24', en une seule et unique étape de production.

–

E2: Traitement de surface30comprenant un revêtement par un matériau couvrant toute la surface d'un champ longitudinal14et au moins une partie des première13et seconde13'faces adjacentes, en une seule et unique étape de production.

–

E3 : Formage d'un champ longitudinal14de la racle et des surfaces de champ24et24', caractérisés par la présence d'au moins une arête de champ210et un angle de champ240différent de 180°, en une seule et unique étape de production.

–

E4: Formage des surfaces de frottement26et26', en une seule et unique étape de production.

[0054] Les étapes E3. et E4. ci-dessus peuvent être inversées, de manière à réaliser les deux arêtes de travail21et21'avec précision et qualité.

Option 2 :

–

F1 : Traitement de surface30: un revêtement d'un matériau couvrant toute la surface d'un champ longitudinal14et au moins une partie des première13et seconde13'faces adjacentes, en une seule et unique étape de production.

–

F2: Formage d'un champ longitudinal14de la racle et des première24et seconde24'surfaces de champ, caractérisés par la présence d'au moins une arrête de champ210et d'un angle de champ240différent de 180°, en une seule et unique étape de production.

–

F3 : Formage des surfaces de frottement26et26', en une seule et unique étape de production.

[0055] Les étapes F2. et F3. ci-dessus peuvent être inversées, de manière à réaliser les deux arêtes de travail21et21'avec précision et qualité. Sans le préformage préliminaire, cette deuxième option bénéficie d'une étape de production en moins, mais nécessite plus d'efforts lors du formage final. Le choix de l'option de fabrication la plus efficace et efficiente dépend du traitement de surface sélectionné, du type et des spécifications du matériau de revêtement associé. Un ingénieur spécialisé en ingénierie de surface ne rencontrera aucun problème pour prendre cette décision technique.

Option 3 :

–

G1 : Préformage d'un champ longitudinal14de la racle et les première 24 et seconde24'surfaces de champ , en une seule et unique étape de production.

–

G2: Traitement de surface30: un revêtement d'un matériau couvrant toute la surface d'un champ longitudinal14et au moins une partie des première13et seconde13'faces adjacentes, en une seule et unique étape de production.

–

G3: Formage des deux surfaces de frottement26et26', en une seule et unique étape de production.

[0056] Les Figures 7A à 7F illustrent la fabrication d'au moins deux arêtes de travail, aspect critique de l'invention, correspondant à la forme de réalisation préférée de la racle illustrée par la Figure 5A. Le présent procédé s'applique néanmoins à toutes les formes de réalisation couvertes par la présente invention. Un outil circulaire34, tournant autour d'un axe35transversal au champ longitudinal14de la racle est utilisé pour le formage du champ longitudinal14et la production simultanée des deux surfaces de champ24et24'. Le passage du premier outil34le long du champ longitudinal14permet de façonner les deux surfaces de champ en une seule opération. La surface d'usinage340de l'outil34comporte deux surfaces d'usinage disposées de manière angulaire l'une par rapport à l'autre avec un angle correspondant à l'angle de champ240requis pour la racle. Selon les besoins, les surfaces d'usinage peuvent être symétriques ou non symétriques.

[0057] La Figure 7B montre comment former les deux surfaces de glissement26et26'en une seule étape, avec un autre outil circulaire36, tournant autour d'un axe de rotation35orthogonal à la surface longitudinale14. Le second outil36comporte deux surfaces d'usinage360disposées en vis-à-vis à une distance correspondant approximativement à l'épaisseur12de la racle et orientées d'un angle correspondant à l'angle de biseau27requis. Le passage du second outil36le long du champ longitudinal14permet de façonner les deux surfaces de frottement opposées en une seule opération. L'une au moins des deux opérations de fabrication décrites ci-dessus aboutissent à la réalisation et à l'affûtage d'au moins deux arêtes de travail21et21'. selon par exemple les procédures définies „Option 1“, ou „Option 2“ illustrées par les Figures 6, 7C et 7D. La Figure 7E propose une forme alternative de l'outil36, utilisé pour fabriquer une racle selon la conception proposée sur la Figure 4A, qu'elle soit modifiée ou pas par un traitement de surface. Dans ce cas, même si les deux surfaces de glissement26et26'ne sont pas nécessaires, la surface de glissement et les arêtes de travail, doivent être conformes aux spécifications, pour assurer une utilisation efficace de la racle, quelle que soit l'application. Dans tous les cas, le principe de fabrication et la méthode associée demeurent, même si les deux surfaces de glissement26et26'ne sont pas présentes. La Figure 7F propose une forme alternative de l'outil34, utilisé pour former un angle de pointe18supérieur, typiquement au-dessus de 90°, par exemple 91°, 95°, 100°, 105° ou 110° ou compris entre 91° et 160°. Le formage sur le second champ longitudinal14'de la racle, et les surfaces adjacentes peut être fait de manière similaire.

[0058] Le formage d'un champ longitudinal14, 14', bien que permettant de former de manière simultanée les première24et seconde24'surfaces de champ de la racle, peuvent comprendre plusieurs étapes pour garantir une arête de travail21, 21', 21"ou21''', fonctionnelle et performante, exempte de défauts, tels que des éclats microscopiques. Une étape de meulage peut être suivie d'une étape de polissage, permettant une meilleure qualité de surface. Procéder de cette manière garantit une intersection parfaite entre les éléments définissant l'angle entre les surfaces adjacentes de l'arête de travail, sur toute la longueur active de la racle. Ces outils de meulage ou de polissage, connus des personnes spécialisées en finition de surface, sont rotatifs. Les outils abrasifs préférés sont ceux constitués de grains de diamant et préformés selon un design précis, de manière à reproduire les angles de champs décrits plus haut. Ces étapes de fabrication peuvent être réalisées en continu, avec une racle en mouvement et un outil abrasif rotatif fixe ; ou bien „pièce par pièce“, avec une racle fixe et un outil abrasif rotatif en mouvement.

[0059] La présente invention couvre également un procédé de fabrication d'un papier, en particulier un papier crêpé comprenant les étapes de faire défiler une bande de papier en cours de fabrication3autour d'un cylindre de séchage2, de racler la surface du cylindre de séchage2avec une racle de crêpage7et/ou une racle de nettoyage8comprenant plus d'une arête de travail et, lorsque l'une des arêtes de travail est usée, retourner la racle de sorte à utiliser une seconde arête de travail. Le retournement de la racle peut être manuel ou automatisé. A cet effet le support de racle16peut comporter des points de fixation rotatifs latéraux (non montrés) permettant par exemple de faire tourner la racle selon son axe longitudinal31de sorte à mettre le second champ longitudinal14'en vis-à-vis du cylindre de séchage2. Le procédé peut alternativement ou en plus comprendre une étape de transférer la racle de crêpage7en position de racle de nettoyage8de sorte à l'utiliser comme racle de nettoyage avec la même arête de travail ou une autre arête de travail.

Numéros de référence employés sur les figures

[0060] 1 Partie centrale d'une machine de production de papier 2 Cylindre sécheur rotatif 20 Ligne tangente au cylindre sécheur 21, 21', 21'', 21''' Arête de travail de la lame 24 Première surface de champ 24' Seconde surface de champ 25 Premier plan de symétrie 26, 26', 26", 26''' Surfaces de glissement/frottement 27 Angle de biseau 28 Largeur de la surface de frottement 29 Second plan de symétrie 3 Papier en cours de fabrication 4 Direction de transfert du papier en fabrication 5 Rouleau de pression rotatif 6 Racle de coupe 7 Racle de crépage 8 Racle de nettoyage 9 Papier crêpé 10 Longueur de lame 11 Largeur de lame 12 Epaisseur de lame 13 Première face de lame 13' Seconde face de lame 14 Premier champ longitudinal 14' Second champ longitudinal 15 Premier champ latéral 15' Second champ latéral 16 Support de lame 17 Angle de contact de la lame 18 Angle de pointe de la lame 19 Angle de poche de la lame 30 Traitement de surface 31 Axe longitudinal 34, 36 Outils circulaires 35 Axe de rotation 340, 360 Surfaces d'usinage 210, 210' Arêtes de champ 240 Angle de champ

Claims (11)

1. Racle (7, 8) comprenant une première face (13) et une seconde face (13'), reliées par un premier champ longitudinal (14) et un second champ longitudinal (14') caractérisée en ce que la racle comprend au moins deux arêtes de travail (21, 21', 21", 21''') à la base des angles de pointe (18) formés par les première (13) et seconde (13') faces et les premier (14) et second (14') champs longitudinaux.

2. Racle selon la revendication 1, dans laquelle l'un au moins desdits premier (14) et second (14') champs longitudinaux comporte une première surface de champ (24, 24") et une seconde surface de champ (24', 24"') disposées entre elles selon un angle de champ (240).

3. Racle selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle lesdits angles de pointe (18) sont inférieurs à 90° ou 80° ou 70° ou compris entre 50° et 89°.

4. Racle selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle lesdits angles de pointe (18) sont supérieurs à 90° ou 100° ou 110° ou compris entre 91° et 160°.

5. Racle selon l'une des revendications 2 à 4, dans laquelle l'angle de champ (240) est inférieur à 180°, ou compris entre 179° et 60°.

6. Racle selon l'une des revendications 2 à 4, dans laquelle l'angle de champ (240) est supérieur à 180°, ou compris entre 181° et 280°.

7. Racle selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle les première (13) et seconde (13') faces comprennent au moins une surface de frottement (26, 26', 26", 26"') formant un angle de biseau (27) entre lesdites faces (13, 13') et lesdites surfaces de frottement inférieur à 30° ou compris entre 1° et 25°.

8. Racle selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle lesdits premier (14) et second (14') champs longitudinaux comportent un revêtement de surface à base de céramique.

9. Procédé de fabrication d'une racle selon l'une des revendications 1 à 8 comprenant une étape de formage desdits premier (14) et second (14') champ longitudinaux de manière simultanée de sorte à produire au moins deux arêtes de travail (21, 21', 21", 21''').

10. Procédé selon la revendication 9, lorsqu'elle dépend des revendications 7 ou 8, comprenant en outre une étape de formage des surfaces de frottement (26, 26', 26", 26"') de manière à produire deux de ces surfaces de frottement de façon simultanée en formant un angle de biseau (27) entre lesdites faces (13, 13') et lesdites surfaces de frottement inférieur à 30° ou compris entre 1° et 25°.

11. Procédé de fabrication de papier crêpé 9 à partir d'une feuille de papier linéaire 3, comprenant les étapes de : – faire défiler la bande de papier 3 autour d'un cylindre de séchage 2, – racler la surface du cylindre de séchage 2 avec une racle de crêpage 7 et/ou une racle de nettoyage 8 comprenant plus d'une arête de travail, selon l'une des revendications 1 à 8 et, – lorsque l'une des arêtes de travail est usée, retourner la racle de sorte à utiliser une seconde arête de travail.