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Vous êtes ici : Accueil > Formation > Tutoriels > Bobines de papier et bobinage > Fabrication d’une bobine : l’enroulage du papier   Révision : 01 mars 2007
 
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Frédéric Munoz
(Mars 2007)

II - Les bobines

II-4- Fabrication d’une bobine : l’enroulage du papier

1 - TNT

Pour résumer les facteurs déterminant le serrage lors de l’enroulage, David R. Roisum utilise l’acronyme TNT pour "Torque / Nip / Tension". [Roisum D.R., 1994]. Voyons comment ces paramètres interviennent.

Tension
Considérons une bobine en cours de fabrication [Figure 4]. La tension de la feuille avant l’enroulage est chronologiquement le premier paramètre ayant une influence déterminante. Toutes choses égales par ailleurs, si cette tension augmente en cours d’enroulage, la dureté va croître. Remarquons néanmoins que jouer sur la tension avant enroulage pour influencer la tension dans la bobine présente l’inconvénient de jouer sur la résistance de la feuille dans un brin libre. Cette exploitation de l’élasticité de la feuille est risquée et, à la moindre brèche, peut provoquer une casse. En règle générale, il faut faire en sorte de garder la tension avant enroulage constante. En pratique, ce paramètre n’est pas utilisé pour serrer les bobines.

Parcours d'une feuille dans une bobineuse à 2 rouleaux porteurs
Figure 4 - Parcours d'une feuille dans une bobineuse à 2 rouleaux porteurs

Nip
Considérons maintenant que la bobine est en appui sur deux cylindres. L'autre facteur influençant l’enroulage est le maintien d'une pression entre ces deux éléments. Dès que celle-ci augmente, la dureté s'accroît. Une autre manière de présenter les choses est de mettre en tension un brin fixé par un bout sur une surface plane lors du passage d’un rouleau. Remarquons que les phénomènes évoqués ici, comme ceux existant lors du pressage humide et du calandrage, sont régis par la pression dans la nip et que cette donnée est difficile à connaître. En pratique, seule la charge linéaire est estimée.

La tension à l’enroulage peut être décrite par la formule suivante [Good, 1992] :
tension à l’enroulage = T + μ * N/e
avec :
T : tension avant enroulage en MPa
m : coefficient de frottement feuille/feuille
N : charge linéaire (N/m)
e : épaisseur feuille (mm)

Torque
Considérons que les cylindres, évoqués plus haut, soient solidaires d’une motorisation. La dernière possibilité pratique de modifier facilement le serrage est de jouer sur la différence de couple entre les deux moteurs.

2 - Autres paramètres

S’ils ne sont pas systématiques, d’autres paramètres peuvent avoir une influence déterminante sur le degré de serrage final.

Glissement entre les couches
Ce phénomène [Figures 5 et 6] peut induire un serrage des spires récemment enroulées. Il dépend directement de la pression dans le nip et le limiter revient à réduire la charge linéaire et/ou augmenter la largeur de nip.

Schéma du glissement sur une pile de feuilles
Figure 5 - Schéma du glissement sur une pile de feuilles
Vue du glissement après collure
Figure 6 - Vue du glissement après collure

Dureté des couches déjà empilées
Si cette dureté est faible, un écrasement aura lieu dans le nip. Il est possible d'observer un décalage entre la vitesse périphérique de la bobine et la vitesse périphérique du cylindre d’appui. Ce contexte peut induire un serrage.

Compression des spires déjà empilées
L'empilement successif des couches entraîne le ceinturage des premières spires. Si ce dernier est excessif, la compression des spires inférieures peut conduire à une réduction de diamètre. Le métrage étant constant, une compression du papier en sens marche peut être constatée : il y a perte de tension. Ce phénomène poussé à l’extrême est à l’origine d’un défaut de bobine caractéristique : l’étoilage. L’apparition d’un motif symétrique en forme d’étoile est directement lié à l’affaissement des couches inférieures, la symétrie correspond à l’uniformité de la compression dans la bobine.
N.B. La quantité de papier étant constante, la réduction de diamètre dans les couches inférieures correspond à une augmentation de densité dans cette zone. Les notions de densité et de tension de feuille dans la bobine ne vont donc pas toujours dans le même sens.

Propriétés de la feuille
Parmi ces propriétés, l'humidité de la feuille, en particulier, agit sur l’allongement à la traction. Ainsi, un profil d’humidité irrégulier a une influence sur la qualité de la bobine : les zones plus humides s’allongent lors de la mise en tension et donnent généralement une zone plus molle.

Temps
Nous avons déjà parlé de la relaxation du papier qui fait perdre la tension de la feuille dans la bobine (autre cas où densité et tension dans la bobine ne vont pas de pair).

3 - Exemples de réglage

Selon les technologies à disposition et le comportement du papier, le papetier peut régler différemment son enroulage et ses bobines. Prenons trois exemples :

     
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Mise en page : A. Pandolfi