EP0774019B1 - Procede d'ennoblissement d'une nappe formee par voie seche et nappe ainsi ennoblie - Google Patents

Procede d'ennoblissement d'une nappe formee par voie seche et nappe ainsi ennoblie Download PDF

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EP0774019B1
EP0774019B1 EP96920882A EP96920882A EP0774019B1 EP 0774019 B1 EP0774019 B1 EP 0774019B1 EP 96920882 A EP96920882 A EP 96920882A EP 96920882 A EP96920882 A EP 96920882A EP 0774019 B1 EP0774019 B1 EP 0774019B1
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EP
European Patent Office
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approximately
web
cylinder
engraved
marking
Prior art date
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EP96920882A
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EP0774019A1 (fr
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Jean-Louis Neveu
Bernard Louis Dit Picard
Henri Lesage
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Essity Operations France SAS
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Fort James France
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006—Making patterned paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/60—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in dry state, e.g. thermo-activatable agents in solid or molten state, and heat being applied subsequently
    • D04H1/62—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in dry state, e.g. thermo-activatable agents in solid or molten state, and heat being applied subsequently at spaced points or locations
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
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    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D04H1/66—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions at spaced points or locations

Definitions

  • the present invention relates, on the one hand, to a method of finishing a tablecloth formed by the dry route, made up of paper fibers linked by a binder thermoplastic such as latex or hot-melt fibers, and the distribution of fiber is not homogeneous. And, on the other hand, the invention relates to tablecloths as well ennobled.
  • the product according to the invention comprising a pattern, is used, after processing, such as tablecloth, napkin or other disposable decorative item.
  • This type of sheet is obtained by a well-known process which consists in treating paper pulp in order to dry defibrate them, to form a veil on a canvas formation where the individualized fibers are distributed randomly by air, to bring a thermoplastic binder which will penetrate the veil thus formed allowing fibers to bond together, then dry and crosslink.
  • Sheets of cellulosic fibers deposited dry consisting of mattress of randomly distributed paper fibers and a thermoplastic binder, having a pattern on at least one side of the sheet. These tablecloths present on their surface of compressed and other uncompressed areas. Pattern can be obtained by embossing or marking the sheet.
  • embossed is understood here to mean creating on a part of a surface of the leaf, reliefs with corresponding depressions on the remaining surface of the leaf. In other words, the sheet which has been embossed has increased in thickness.
  • marking as used in the following description consists compressing certain parts on one side of the sheet, forming zones compacted and reducing the thickness of the sheet in these areas without forming relief on the opposite side.
  • the compressed or marked parts have a higher density important than the parts that have not been compressed. Unmarked areas may or may not be calendared.
  • marking the tablecloth deposited in the dry state was used to improve applying the binder to the sheet.
  • part of the sheet surface is compressed by cylindrical rollers before the binding step, the pattern then being stabilized with the binder.
  • marking the web is a step inside the method of manufacturing the web.
  • the dry-laid fibrous web is marked to increase its bulk and improve its absorption properties. At least 40 percent and preferably between 50 and 80 percent of the total area of one side of the sheet is marked. Both sides can be marked.
  • the method consists in marking the dry-laid sheet with a hollow pattern by means of cylindrical rollers which, preferably, are not resilient, these rollers being heated between 140 and 180 ° C and exerting sufficient pressure to densify the parts of the tablecloth located under the compressed areas and reach a density of between approximately 0.2 g / cm 3 and approximately 0.5 g / cm 3 .
  • the marking step is carried out here at any time after the deposition of the dry fibers on a mobile support and the consolidation of the sheet.
  • this type of product whose absorption properties have been improved, has strength properties, in particular breaking strength, which tend to decrease due to shearing of the fibers. Surface properties such as touch, softness are altered. Indeed, the marking process used for this type of product and the size of the marked area, i.e., areas compacted, are probably at the origin of the decrease in these properties. The product is less soft and less comfortable to use, which is detrimental in some applications such as napkins.
  • the sheets have an uneven distribution of their fibers. Some parts of the tablecloth show clumps of fiber while other parts have clear areas with much less fiber.
  • a marking by means of a cylinder engraved in steel and a receiving cylinder also made of steel, it can be seen that the zones of high grammage, "overweight", are well marked while the areas of low grammage is not or only slightly marked.
  • the areas of high grammage form "wedges" between which the marking is weak. Onne cannot distribute pressure evenly across the generator. The marking is therefore not regular.
  • the tablecloth thus marked does not have a pattern uniform and is of lower quality from an aesthetic point of view. This defect appears for sheets of fibers deposited dry, which in particular have a dispersion of weight of plus or minus 20 percent.
  • US Patent No. 4,476,078 discusses this problem in the case where the step of marking occurs after drying and crosslinking of the web. Indeed, it does note that with this process, we cannot have a good definition of the marking, nor a high quality at the level of the imprint of the motif. It offers as a solution process consisting in partially crosslinking the binder after its application on the web, to obtain a partially crosslinked and deformable sheet which can keep a physical clothing during transport to the marking station and during marking proper, marking the partially crosslinked sheet and finally completely crosslink the marked sheet.
  • Such a method has drawbacks: the marking must be done at the place of crosslinking, therefore probably on the place of manufacture of the tablecloth itself and the process itself is longer and more complex.
  • the object of the invention is to overcome all the drawbacks mentioned previously by providing a process of finishing the tablecloth which is a simple groundwater transformation process, economical and flexible in the measurement where the engraved cylinder can be easily changed allowing to modify the pattern marked on the tablecloth.
  • Another object of the invention is to provide a marked tablecloth whose pattern is regular whatever the distribution of the fibers in the sheet, while maintaining the mechanical properties of the water table and its surface properties.
  • the properties of resistance of the water table are little modified.
  • the distortion imparted by the engraving is permanent which constitutes an undeniable advantage.
  • effects matt and shiny are given so that the tablecloth can present plays of light coming from the opposition of hollows and reliefs.
  • the hollow part, corresponding to the compressed part gives shine.
  • the thickness of the web decreases or not, compared to its initial thickness.
  • the invention relates to a particular method of marking a tablecloth formed by the dry route, made up of paper fibers linked by a binder thermoplastic such as latex or thermoplastic fibers, and the distribution of which fiber is not perfectly homogeneous, using a marking technique known in the field of textiles to ennoble fabrics; it is the embossing of fabrics.
  • the method consists in deform under hot stress the web between a hard engraved cylinder and not deformable and a receiving cylinder with a hardness between about 60 and about 90 degrees Shore D, resilient and deformable under the pressure exerted by said cylinder serious.
  • the resilience of the receiving cylinder is defined here by the ratio between the energy restored by the cylinder after deformation and the energy which had been supplied to it for the deform. This ratio can be determined from the hysteresis cycles obtained by successive traction and release using a dynamometer or by submitting a test tube to a shock thanks to a pendulum.
  • the receiving cylinder is produced in a material which can undergo deformations, such as a paper material, rubber, polyamide, polyurethane or even textiles.
  • the engraved cylinder is in steel and is heated to a temperature ranging from about 80 to about 180 ° C and preferably about 130 to about 150 ° C.
  • the subject of the invention is also a sheet formed by the dry process, consisting of paper fibers linked by a thermoplastic material, the fiber distribution is not perfectly homogeneous, with an index of training of less than about 75 measured on a KAJAANI apparatus in the raw state, and comprising on at least one of its faces a marked pattern.
  • the rate of marking of the area of the tablecloth having the marked pattern is greater than about 80 percent.
  • the surface marked groundwater is less than 40 percent of the total area.
  • the subject of the invention is also a sheet obtained according to the method according to the invention, characterized by its marked area, which is greater than 40 percent of the total surface.
  • the problem posed in the present invention comes from the fact that the sheet intended to be ennobled is made up of bonded paper fibers which are not distributed uniform or homogeneous in the tablecloth. Indeed, the density varies inside of the same tablecloth to a greater or lesser extent.
  • the distribution of the fibers in the sheet will be described below, before marking and before staining, by the epair or formation index which is an index measuring the regularity of the arrangement of the fibers in the thickness of the sheet.
  • the visual aspect of the product seen through transparency gives a qualitative measure of the air.
  • the index of training can be quantitatively measured by optical means.
  • the training index in the following way: we pass light through the sheet and the intensity of the light transmitted through this sheet is measured. This measurement is performed on a suitable device, here a training analyzer marketed under the name KAJAANI, a fully automated optical device.
  • the uniformity or regularity of the distribution of the fibers is determined by measuring the variation in the intensity of the light transmitted through a sample. The surface of the sample measured is 63.5 millimeters by 63.5 millimeters.
  • the analyzer picks up the sample image, divides it into pixels and stores it in memory. Each pixel is then resolved in 256 discrete levels of gray.
  • the computer calculates so statistics a histogram and the formation index of the measured sample.
  • the index of training varies in a scale from 20 to 122, 4; a high value corresponds to a better training, more uniform. The most uniform formation (measured without sample) is 122.4.
  • the measurement of the formation index is carried out on sheets in the raw state, ie white tablecloths corresponding to the tablecloths before coloring and before marking.
  • the sheets used in the process according to the invention have an index of training below about 75.
  • a well-formed sheet can have a grammage variation of ⁇ 4 grams.
  • the binder is essentially latex and in general, an emulsion of ethylene-vinyl-acetate type, or even powders or hot-melt fibers.
  • these layers are already linked, that is to say consolidated by the binder. thermoplastic, dried and crosslinked.
  • the method according to the invention takes place in outside the manufacturing process of the sheet itself or at the end of the latter, unlike most prior art methods where the marking step takes place after the deposition of the dry fibers and before the tying operation has been completed.
  • the method according to the invention consists in deforming under heat stress the tablecloth to permanently mark a decorative motif on at least one of its faces.
  • the stress deformation step and the heating step can be simultaneous or dissociated according to the nature of the engraved cylinder.
  • the latter is made of a hard, non-deformable material.
  • this cylinder is engraved steel.
  • the steel cylinder is directly heated.
  • the heating step would be dissociated from that of compression as has already been proposed for the embossing of textiles.
  • the pattern is engraved on the hard, non-deformable cylinder.
  • the cylinder surface is more or less engraved depending on the type of tablecloth desired.
  • the pattern engraved on the surface of the cylinder has raised parts which correspond to the parts marked in hollow on the surface of the tablecloth.
  • a maximum of 40 percent of the surface of the cylinder is etched and preferably between about 10 and about 40 percent and again more preferably between about 15 and about 30 percent.
  • the engraving pattern in this case, is quite decorative.
  • the drawing can, for example, consist of several unitary patterns such as a flower or other, or thickened lines or lines giving a marbled effect etc.
  • the height d of part 1 in relief on the cylinder engraved 2 or the depth of the engraving must be strictly greater than the thickness e of the sheet or of the sheet 3 which is intended to be marked so that the surface 4 of the sheet which is not marked, that is to say which is not deformed by the part 1 in relief of the engraved cylinder 2, is not in contact with part 5 without relief of the engraved cylinder 2 which, moreover, is heated in the general case. Because of this, the thickness of the initial water table is not changed significantly.
  • a second type of tablecloth For a second type of tablecloth, more than 40 percent and preferably between 60 and 90 percent of the cylinder surface is etched. The pattern is then much more small and can be in the form of multiple points. In the latter case, the marking gives an overall aspect of the textile weft to the tablecloth. Indeed, for this type of tablecloth, we are looking for a textile look and feel of the finished textile type such as starched cotton, that is to say a hand print of fabrics. We also aim to obtain a sheet of constant thickness and less than the initial thickness, always in the spirit of having a product of textile appearance or imitation.
  • the depth of the engraving is, for the second type of sheet, less than the thickness of the sheet. Therefore, with in plus a large marked surface, the sheet decreases substantially in thickness.
  • the receiving cylinder also known as a counter-cylinder is produced in a resilient or "elastic" material, as defined above, and may be subject to deformations when the engraved cylinder exerts stresses.
  • the material used for this receiving cylinder should have a hardness in the range of about 60 to about 90 degrees Shore D.
  • the hardness of this material will be in the range from from about 65 to about 85 degrees Shore D.
  • the material used are: rubber having for example a hardness of about 88 degrees Shore D for the rubber marketed under the Polylay brand, paper having for example a hardness of about 78 to about 82 degrees Shore D, the polyamide having a hardness about 80 degrees Shore D or a textile material having a hardness of about 78 at about 85 degrees Shore D.
  • the cylinder of textile material gives good results.
  • a cylinder of "composite" material where the heart of the cylinder is made of paper and the cylinder covering is made of textile material for example woolly type. The hardness of such a cylinder is about 82 degrees Shore D.
  • the polyamide is also very suitable allowing a good distribution of the effort over the entire surface of the cylinder and matching the surface of the patterns. Any material equivalent elastic plastic can be considered.
  • a counter cylinder made of special quality polyurethane with a hardness of approximately 75 degrees Shore D.
  • the receiving cylinder or counter-cylinder is flexible and admits irregularities of thickness of the tablecloth. It deforms advantageously along the contour of the parts protruding from the engraved cylinder when the latter is applied under pressure and at hot on the tablecloth intended to be marked.
  • the sheet is hot stamped between the engraved steel cylinder which is heated, and the cylinder receiver or counter-cylinder.
  • the engraved cylinder is heated to a temperature equivalent to the softening or creep temperature of the material constituting the tablecloth in the compressed area, i.e. at a temperature between about 80 and 180 ° C and preferably between about 130 and 150 ° C.
  • the engraved cylinder exerts a linear pressure on the sheet, which can vary in a range from about 40 to about 150 kg / cm and preferably about 60 to about 100 kg / cm.
  • the machine may have a speed of about 10 to about 300 m / min. and preferably about 80 to 200 m / min. It should be noted that the temperature increases with speed of the machine. As we are looking for a permanent effort, for a speed of scrolling or a given machine speed, pressure and temperature of the engraved cylinder should be correlated. Preferably, only one side of the web is marked but both sides can be marked.
  • the tablecloth resulting from this process is marked.
  • the marked areas are compacted and their density has increased.
  • the grammage of the marked web varies little compared to that of the initial tablecloth.
  • the marked pattern is very regular and permanent.
  • the marked surface of the tablecloth is less than 40 percent of the total area of the water table, unlike the water table marked with means of the method described in European patent No. 0 077 055 of the prior art.
  • this marked area varies in the range of from about 15 to about 30 percent of the total area of the water table. This limitation of the marked area is essential for this type of tablecloth.
  • the average thickness of the web as well marked decreased very little in the range of 0.02 to 0.2 mm and preferably less than 0.1 mm from the initial thickness.
  • the web advantageously keeps the surface properties before marking, such as its soft feel and its softness.
  • the tablecloth thus marked presents a greater softness than tablecloths marked with classic way.
  • This characteristic can be quantified by measuring the marking rate of the tablecloth.
  • the marking rate corresponds to the efficiency of the image transfer from the engraving of the cylinder engraved on the tablecloth.
  • This labeling rate was measured by analysis image on a device marketed under the name Quantimet 600 by the company LEICA.
  • the method of analysis consists in subjecting groundwater samples to a grazing lighting at a certain angle, thus highlighting the relief of the pattern in creating gray areas.
  • the area of the shaded areas is measured from a threshold of gray determined from a witness.
  • the marking rate is the following ratio: marked surface of the water table (by relative to the total surface of the water table) on the theoretical marked surface (corresponding to the engraved surface of the cylinder) relative to the total surface of the web.
  • a marking rate of 0 percent corresponds to an area that has not been marked and a marking rate of 100 percent corresponds to an ideal marking or perfect.
  • the 100 percent marking rate is in fact the perfect imprint of the relief of the engraved cylinder.
  • the tablecloth marked according to the invention corresponding to the first type of tablecloth, i.e. at the tablecloth whose marked surface is less than 40 percent, present a marking rate greater than about 80 percent and preferably greater than 90 percent.
  • Another advantageous characteristic of the first type of sheet is that it has shiny surface portions alternating with surface portions matt, clearly visible to the naked eye, the shiny parts corresponding to the marked surface of the tablecloth. This matt and shiny effect brings out the motif clearly and contributes to the refinement of the tablecloth. It gives a satin appearance to the marked surface part and reminds, in terms of touch and appearance, damask cotton.
  • the marked area is more than 40 percent of the total surface of the water table.
  • the tablecloth has a smaller apparent thickness compared to its initial thickness. The reduction in thickness is around 25 percent of the initial thickness.
  • This tablecloth also has the advantage of having a constant thickness which is not always the case with the initial ply at the end of its manufacture.
  • the rigidity can be advantageously increased so that, for example, napkins can have a finished textile feel and, when folded for presentation, keep this shape folded. To do this, we increase the grammage of the tablecloth and we choose an appropriate binder.
  • the tablecloth marked according to the invention whatever its marked surface, has mechanical properties, in particular resistance properties, substantially identical to those of the sheet before treatment.

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Description

La présente invention concerne, d'une part, un procédé d'ennoblissement d'une nappe formée par voie sèche, constituée de fibres papetières liées par un liant thermoplastique tel qu'un latex ou des fibres thermofusibles, et dont la répartition des fibres n'est pas homogène. Et, d'autre part, l'invention a pour objet des nappes ainsi ennoblies.
Le produit selon l'invention comportant un motif, est utilisé, après transformation, comme nappe, serviette de table ou autre article décoratif jetable.
Ce type de nappe est obtenu par un procédé bien connu qui consiste à traiter des pâtes papetières afin de les défibrer à sec, à former un voile sur une toile de formation où les fibres individualisées sont réparties au hasard par voie aéraulique, à apporter un liant thermoplastique qui va pénétrer dans le voile ainsi formé permettant aux fibres de se lier entre elles, puis à sécher et réticuler.
On peut, le cas échéant, empreindre un motif par calandrage et/ou gaufrage, sur le voile avant l'étape de liage permettant une répartition différente du liant qui va diffuser préférentiellement dans les zones compactées.
On connaít des nappes de fibres cellulosiques déposées à sec, constituées d'un matelas de fibres papetières réparties au hasard et d'un liant thermoplastique, comportant un motif sur au moins une face de la feuille. Ces nappes présentent sur leur surface des zones comprimées et d'autres non comprimées. Le motif peut être obtenu en gaufrant ou en marquant la feuille.
On entend ici par "gaufrage", le fait de créer sur une partie d'une surface de la feuille, des reliefs avec des dépressions correspondantes sur la surface restante de la feuille. En d'autres termes, la feuille qui a été gaufrée, a augmenté en épaisseur.
Le terme de "marquage" tel qu'il est utilisé dans la description qui suit, consiste à comprimer certaines parties sur une face de la feuille en formant des zones compactées et en réduisant l'épaisseur de la feuille dans ces zones sans former de relief sur la face opposée. Les parties comprimées ou marquées ont une densité plus importante que les parties qui n'ont pas été comprimées. Les zones non marquées peuvent ou non être calandrées.
Le marquage de la nappe déposée à l'état sec, a été utilisé pour améliorer l'application du liant sur la feuille. Par exemple, dans le brevet américain n° 4 127 637, une partie de la surface de la feuille est comprimée par des rouleaux cylindriques avant l'étape de liage, le motif étant ensuite stabilisé avec le liant. Dans le brevet américain n° 4 135 024, on marque une surface de la feuille en appliquant simultanément un liant sur l'autre surface de la feuille, on améliore ainsi la pénétration du liant dans la feuille. Pour ce type de procédé, le marquage de la nappe est une étape à l'intérieur même du procédé de fabrication de la nappe.
Dans le brevet européen n° 0 077 005, la nappe fibreuse déposée à sec est marquée pour augmenter son bouffant et améliorer ses propriétés d'absorption. Au moins 40 pour cent et de préférence entre 50 et 80 pour cent de la surface totale d'une face de la feuille est marquée. Les deux faces peuvent être marquées. Le procédé consiste à marquer la feuille déposée à sec avec un motif en creux au moyen de rouleaux cylindriques qui, de préférence, ne sont pas résilients, ces rouleaux étant chauffés entre 140 et 180° C et exerçant une pression suffisante pour densifier les parties de la nappe situées sous les zones comprimées et atteindre une masse volumique comprise entre environ 0,2 g/cm3 et environ 0,5 g/cm3. L'étape de marquage est réalisée ici à n'importe quel moment après le dépôt des fibres sèches sur un support mobile et la consolidation de la nappe.
Cependant, ce type de produit dont les propriétés d'absorption ont été améliorées, a des propriétés de résistance en particulier de résistance à la rupture, qui ont tendance à diminuer du fait du cisaillement des fibres. Les propriétés de surface telles que le toucher, le moelleux sont altérées. En effet, le procédé de marquage utilisé pour ce type de produit et l'importance de la surface marquée, c'est à dire, des zones compactées, sont probablement à l'origine de la diminution de ces propriétés. Le produit est moins doux et moins confortable à l'usage, ce qui est préjudiciable dans certaines applications telles que les serviettes de table.
Par ailleurs, en raison de leur formation par voie sèche, les nappes présentent une répartition peu uniforme de leurs fibres. Certaines parties de la nappe présentent des amas de fibres tandis que d'autres parties présentent des zones claires avec beaucoup moins de fibres. Dans le cas d'un marquage au moyen d'un cylindre gravé en acier et d'un cylindre récepteur également en acier, on constate que les zones de grammage élevé, "surépaissies", sont bien marquées alors que les zones de faible grammage ne sont pas ou que faiblement marquées. Sur la nappe marquée, les zones de grammage élevé forment des "cales" entre lesquels le marquage est faible. On ne peut pas répartir la pression de manière uniforme sur toute la génératrice. Le marquage n'est donc pas régulier. La nappe ainsi marquée ne présente pas un motif uniforme et est de moindre qualité d'un point de vue esthétique. Ce défaut apparaít pour les nappes de fibres déposées à sec, qui présentent notamment une dispersion de grammage de plus ou moins 20 pour cent.
Le brevet américain n° 4 476 078 évoque ce problème dans le cas où l'étape de marquage intervient après le séchage et la réticulation de la nappe. En effet, il fait remarquer qu'avec ce procédé, on ne peut avoir ni une bonne définition du marquage, ni une qualité élevée au niveau de l'empreinte du motif. Il propose pour solution un procédé consistant à partiellement réticuler le liant après son application sur le voile, pour obtenir une feuille partiellement réticulée et déformable qui puisse garder une tenue physique au cours du transport vers le poste de marquage et pendant le marquage proprement dit, à marquer la feuille partiellement réticulée et enfin à réticuler complètement la feuille marquée. Un tel procédé présente des inconvénients : le marquage doit se faire sur le lieu de la réticulation, donc vraisemblablement sur le lieu de la fabrication de la nappe en elle-même et le procédé en soi est plus long et plus complexe.
La plupart des brevets de l'art antérieur mentionnés précédemment, proposent une étape de marquage au cours du procédé même de fabrication de la nappe. Il est donc très difficile de changer rapidement et au moindre coût le cylindre gravé pour un motif différent. Ces procédés ne sont pas souples et flexibles pour répondre aux exigences des marchés.
L'invention a pour but de pallier l'ensemble des inconvénients mentionnés précédemment en fournissant un procédé d'ennoblissement de la nappe qui est un procédé simple de transformation de la nappe, économique et flexible dans la mesure où le cylindre gravé peut être facilement changé permettant ainsi de modifier le motif marqué sur la nappe.
Un autre but de l'invention est de fournir une nappe marquée dont le motif est régulier quelle que soit la répartition des fibres dans la nappe, tout en maintenant les propriétés mécaniques de la nappe et ses propriétés de surface. En particulier, pour la nappe marquée selon l'invention comparée à la nappe avant marquage, les propriétés de résistance de la nappe sont peu modifiées. En outre, la déformation impartie par la gravure est permanente ce qui constitue un avantage incontestable. De plus, des effets mats et brillants sont donnés si bien que la nappe peut présenter des jeux de lumière provenant de l'opposition des creux et des reliefs. La partie en creux, correspondant à la partie comprimée, donne de la brillance. Selon que l'on associe ou pas le marquage à une opération de calandrage, l'épaisseur de la nappe diminue ou non, par rapport à son épaisseur initiale.
Pour ce faire, l'invention a pour objet un procédé particulier de marquage d'une nappe formée par voie sèche, constituée de fibres papetières liées par un liant thermoplastique tel qu'un latex ou des fibres thermoplastiques, et dont la répartition des fibres n'est pas parfaitement homogène, utilisant une technique de marquage connue dans le domaine du textile pour ennoblir les tissus ; il s'agit du gaufrage des tissus.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le procédé consiste à déformer sous contrainte à chaud la nappe entre un cylindre gravé dur et non déformable et un cylindre récepteur d'une dureté comprise entre environ 60 et environ 90 degrés Shore D, résilient et déformable sous la pression exercée par ledit cylindre gravé.
La résilience du cylindre récepteur est définie ici par le rapport entre l'énergie restituée par le cylindre après déformation et l'énergie qui lui avait été fournie pour le déformer. Ce rapport peut se déterminer à partir des cycles d'hystérésis obtenus par traction et relâchement successifs à l'aide d'un dynamomètre ou en soumettant une éprouvette à un choc grâce à un balancier.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le cylindre récepteur est réalisé dans un matériau qui peut subir des déformations, tel qu'un matériau papier, caoutchouc, polyamide, polyuréthane ou encore textile.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le cylindre gravé est en acier et est chauffé à une température allant d'environ 80 à environ 180° C et de préférence d'environ 130 à environ 150° C.
Selon encore une caractéristique de l'invention, environ 10 à environ 40 pour cent de la surface de ce cylindre est gravée.
L'invention a également pour objet une nappe formée par voie sèche, constituée de fibres papetières liées par une matière thermoplastique, dont la répartition des fibres n'est pas parfaitement homogène, présentant un indice de formation inférieur à environ 75 mesuré sur un appareil KAJAANI à l'état brut, et comportant sur au moins une de ses faces un motif marqué.
Selon une caractéristique essentielle de cette nappe, le taux de marquage de la surface de la nappe comportant le motif marqué est supérieur à environ 80 pour cent.
Selon une caractéristique essentielle de la nappe selon l'invention, la surface marquée de la nappe est inférieure à 40 pour cent de la surface totale.
L'invention a encore pour objet une nappe obtenue suivant le procédé selon l'invention, caractérisée par sa surface marquée, qui est supérieure à 40 pour cent de la surface totale.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront plus clairement à la lecture détaillée de la description qui suit en référence au dessin annexé dans lequel :
  • la figure unique représente une vue partielle d'une nappe comprimée entre un cylindre gravé en acier et un cylindre récepteur résilient et déformable, la nappe correspondant au premier type de nappe décrit ci-après.
Le problème posé dans la présente invention vient du fait que la nappe destinée à être ennoblie est constituée de fibres papetières liées qui ne sont pas réparties de manière uniforme ou homogène dans la nappe. En effet, la densité varie à l'intérieur d'une même nappe de manière plus ou moins importante.
On qualifiera ci-après la répartition des fibres dans la nappe, avant marquage et avant coloration, par l'épair ou indice de formation qui est un indice mesurant la régularité de la disposition des fibres dans l'épaisseur de la feuille. L'aspect visuel du produit vu par transparence donne une mesure qualitative de l'épair. Lorsque la répartition des fibres n'est pas homogène, l'aspect visuel de la feuille présente des zones claires et des zones plus foncées, on parle de formation "nuageuse". L'indice de formation peut être mesuré quantitativement par des moyens optiques.
Pour illustrer la spécificité de la nappe utilisée dans l'invention, on mesure l'indice de formation de la façon suivante : on fait passer de la lumière à travers la feuille et on mesure l'intensité de la lumière transmise à travers cette feuille. Cette mesure est réalisée sur un appareil approprié, ici un analyseur de formation commercialisé sous le nom KAJAANI, appareil optique complètement automatisé. L'uniformité ou la régularité de la répartition des fibres est déterminée en mesurant la variation de l'intensité de la lumière transmise à travers un échantillon. La surface de l'échantillon mesuré est de 63,5 millimètres sur 63,5 millimètres. L'analyseur capte l'image de l'échantillon, la divise en pixels et la conserve en mémoire. Chaque pixel est ensuite résolu en 256 niveaux discrets de gris. L'ordinateur calcule de manière statistique un histogramme et l'indice de formation de l'échantillon mesuré. L'indice de formation varie dans une échelle de 20 à 122, 4 ; une valeur élevée correspond à une meilleure formation, plus uniforme. La formation la plus uniforme (mesurée sans échantillon) est de 122,4.
La mesure de l'indice de formation est effectuée sur des nappes à l'état brut, c'est à dire des nappes blanches correspondant aux nappes avant coloration et avant marquage.
Les nappes utilisées dans le procédé suivant l'invention ont un indice de formation inférieur à environ 75.
Elles ont une épaisseur initiale d'environ 0,7 à environ 1,2 mm et un grammage initial compris entre environ 50 et environ 120 g/m2. Pour un grammage par exemple de 60 g/m2, une nappe bien formée, peut présenter une variation de grammage de ± 4 grammes.
Elles contiennent entre environ 10 et environ 50 pour cent en poids de matière thermoplastique permettant de lier les fibres papetières entre elles. Le liant est essentiellement du latex et de manière générale, une émulsion de type éthylène-vinyl-acétate, ou encore des poudres ou des fibres thermofusibles.
Par ailleurs, ces nappes sont déjà liées c'est à dire consolidées par le liant thermoplastique, séchées et réticulées. Le procédé selon l'invention prend place en dehors du procédé de fabrication de la nappe en elle-même ou à l'issue de ce dernier, contrairement à la plupart des procédés de l'art antérieur où l'étape de marquage a lieu après le dépôt des fibres sèches et avant que l'opération de liage ait été achevée.
Le procédé selon l'invention consiste à déformer sous contrainte à chaud la nappe pour marquer de manière permanente un motif décoratif sur au moins une de ses faces. L'étape de déformation sous contrainte et l'étape de chauffage peuvent être simultanées ou dissociées selon la nature du cylindre gravé.
Ce dernier est réalisé dans un matériau dur et non déformable. En général, ce cylindre est en acier gravé. Dans ce cas, le cylindre en acier est directement chauffé. On pourrait également envisager de réaliser un cylindre gravé dans un autre matériau dur tel qu'un matériau plastique qui ne se déformerait pas sous les contraintes exercées et qui pourrait être gravé. Cependant, dans ce dernier cas, l'étape de chauffage serait dissociée de celle de compression comme cela a déjà été proposé pour le gaufrage des textiles.
Le motif est gravé sur le cylindre dur et non déformable. La surface du cylindre est plus ou moins gravée selon le type de nappe souhaité.
Le motif gravé en surface du cylindre comporte des parties en relief qui correspondent aux parties marquées en creux sur la surface de la nappe.
Pour un premier type de nappe, au maximum 40 pour cent de la surface du cylindre est gravée et de préférence entre environ 10 et environ 40 pour cent et encore plus préférentiellement entre environ 15 et environ 30 pour cent. Le motif de gravure, dans ce cas, est tout à fait décoratif. Le dessin peut être, par exemple, constitué de plusieurs motifs unitaires tels qu'une fleur ou autre, ou de lignes ou traits épaissis donnant un effet marbré etc.
En référence à la figure qui illustre le marquage selon l'invention dans le but d'obtenir le premier type de nappe, la hauteur d de la partie 1 en relief sur le cylindre gravé 2 ou encore la profondeur de la gravure, doit être strictement supérieure à l'épaisseur e de la feuille ou de la nappe 3 qui est destinée à être marquée afin que la surface 4 de la nappe qui n'est pas marquée, c'est à dire qui n'est pas déformée par la partie 1 en relief du cylindre gravé 2, ne soit pas en contact avec la partie 5 sans relief du cylindre gravé 2 qui, plus est, est chauffé dans le cas général. De ce fait, l'épaisseur de la nappe initiale n'est pas modifiée de manière significative.
Pour un second type de nappe, plus de 40 pour cent et de préférence entre 60 et 90 pour cent de la surface du cylindre est gravée. Le motif est alors beaucoup plus petit et peut se présenter sous la forme de points multiples. Dans ce dernier cas, le marquage donne un aspect global de trame textile à la nappe. En effet, pour ce type de nappe, on recherche un aspect et un toucher textile du type textile apprêté comme le coton amidonné, c'est à dire une impression en main de tissus. On vise également à obtenir une nappe d'épaisseur constante et inférieure à l'épaisseur initiale, toujours dans l'esprit d'avoir un produit d'apparence ou imitation textile.
A la différence du premier type de nappe, la profondeur de la gravure est, pour le second type de nappe, inférieure à l'épaisseur de la nappe. Par conséquent, avec en plus une surface marquée importante, la nappe diminue substantiellement d'épaisseur.
Le cylindre récepteur encore dénommé contre-cylindre est réalisé dans un matériau résilient ou "élastique", tel que défini précédemment, et peut subir des déformations lorsque le cylindre gravé exerce des contraintes. Le matériau utilisé pour ce cylindre récepteur doit présenter une dureté allant dans l'intervalle d'environ 60 à environ 90 degrés Shore D.
De préférence, la dureté de ce matériau se situera dans l'intervalle allant d'environ 65 à environ 85 degrés Shore D. Des exemples de matériau utilisé sont le caoutchouc ayant par exemple une dureté d'environ 88 degrés Shore D pour le caoutchouc commercialisé sous la marque Polylay, le papier ayant par exemple une dureté d'environ 78 à environ 82 degrés Shore D, le polyamide ayant une dureté d'environ 80 degrés Shore D ou encore un matériau textile ayant une dureté d'environ 78 à environ 85 degrés Shore D. Le cylindre en matériau textile donne de bons résultats. On peut envisager un cylindre en matériau "composite" où le coeur du cylindre est en papier et le revêtement du cylindre est en matériau textile par exemple de type laineux. La dureté d'un tel cylindre est d'environ 82 degrés Shore D. Le polyamide est également bien approprié permettant une bonne répartition de l'effort sur toute la surface du cylindre et épousant la surface des motifs. Tout matériau plastique élastique équivalent peut être envisagé.
Pour le second type de nappe, à imitation textile, on utilise par exemple, un contre-cylindre en polyuréthane de qualité spéciale d'une dureté d'environ 75 degrés Shore D.
Le cylindre récepteur ou contre-cylindre est souple et admet les irrégularités d'épaisseur de la nappe. Il se déforme avantageusement suivant le contour des parties formant saillie du cylindre gravé lorsque ce dernier est appliqué sous pression et à chaud sur la nappe destinée à être marquée.
Suivant un mode de réalisation du procédé selon l'invention, la nappe est marquée à chaud entre le cylindre gravé en acier qui est chauffé, et le cylindre récepteur ou contre-cylindre. Le cylindre gravé est chauffé à une température équivalente à la température de ramollissement ou de fluage du matériau constituant la nappe dans la zone comprimée, c'est à dire à une température située entre environ 80 et 180° C et de préférence entre environ 130 et 150° C. Le cylindre gravé exerce une pression linéaire sur la nappe, pouvant varier dans un intervalle allant d'environ 40 à environ 150 kg/cm et de préférence d'environ 60 à environ 100 kg/cm. La machine peut présenter une vitesse d'environ 10 à environ 300 m/min. et de préférence d'environ 80 à 200 m/min. Il est à noter que la température augmente avec la vitesse de la machine. Comme on recherche une permanence de l'effort, pour une vitesse de défilement ou une vitesse de la machine donnée, la pression et la température du cylindre gravé doivent être corrélées. De préférence, une seule face de la nappe est marquée mais les deux faces peuvent être marquées.
La nappe résultant de ce procédé est marquée. Les zones marquées sont compactées et leur densité a augmenté.
De manière générale, le grammage de la nappe marquée varie peu par rapport à celui de la nappe initiale. Le motif marqué est très régulier et permanent.
Pour le premier type de nappe, la surface marquée de la nappe est inférieure à 40 pour cent de la surface totale de la nappe, contrairement à la nappe marquée au moyen du procédé décrit dans le brevet européen n° 0 077 055 de l'art antérieur. De préférence, cette surface marquée varie dans l'intervalle allant d'environ 15 à environ 30 pour cent de la surface totale de la nappe. Cette limitation de la surface marquée est essentielle pour ce type de nappe. En outre, l'épaisseur moyenne de la nappe ainsi marquée a très peu diminué de l'ordre de 0,02 à 0,2 mm et de préférence de moins de 0,1 mm par rapport à l'épaisseur initiale.
De par le procédé de marquage spécifique de l'invention, dans le cas particulier où la surface marquée est inférieure à 40 pour cent de la surface totale et la profondeur de gravure est supérieure à l'épaisseur de la feuille, la nappe garde avantageusement les propriétés de surface avant marquage, telles que son toucher doux et son moelleux. La nappe ainsi marquée présente une plus grande douceur que des nappes marquées de manière classique.
Une des caractéristiques essentielles de la nappe marquée selon l'invention, notamment du premier type de nappe, réside dans le fait qu'elle présente un motif permanent malgré l'hétérogénéité dans la répartition des fibres de la nappe, illustrée par l'épair.
Cette caractéristique peut être quantifiée par la mesure du taux de marquage de la nappe. Le taux de marquage correspond au rendement du transfert de l'image de la gravure du cylindre gravé sur la nappe. Ce taux de marquage a été mesuré par analyse d'image sur un appareil commercialisé sous le nom Quantimet 600 par la société LEICA.
La méthode d'analyse consiste à soumettre des échantillons de la nappe à un éclairage rasant suivant un certain angle, à mettre ainsi en évidence le relief du motif en créant des zones d'ombre. La surface des zones d'ombre est mesurée à partir d'un seuil de gris déterminé à partir d'un témoin.
Le taux de marquage est le rapport suivant : surface marquée de la nappe (par rapport à la surface totale de la nappe) sur surface marquée théorique (correspondant à la surface gravée du cylindre) par rapport à la surface totale de la nappe.
Un taux de marquage de 0 pour cent correspond à une surface qui n'a pas été marquée et un taux de marquage de 100 pour cent correspond à un marquage idéal ou parfait. Le taux de marquage de 100 pour cent est en fait l'empreinte parfaite du relief du cylindre gravé.
La nappe marquée selon l'invention correspondant au premier type de nappe, c'est à dire à la nappe dont la surface marquée est inférieure à 40 pour cent, présente un taux de marquage supérieur à environ 80 pour cent et de préférence supérieur à 90 pour cent.
L'aspect esthétique d'une telle nappe est nettement amélioré par rapport à une nappe marquée de manière classique entre deux cylindres en acier, qui présente un motif qui est marqué de manière irrégulière et n'est pas permanent.
Une autre des caractéristiques avantageuses du premier type de nappe, est qu'elle présente des parties de surface brillantes alternant avec des parties de surface mates, bien visibles à l'oeil nu, les parties brillantes correspondant à la surface marquée de la nappe. Cet effet mat et brillant fait nettement ressortir le motif et participe à l'ennoblissement de la nappe. Il donne un aspect satiné à la partie de surface marquée et rappelle, au niveau du toucher et de l'apparence, le coton damassé.
Pour le second type de nappe, la surface marquée est supérieure à 40 pour cent de la surface totale de la nappe. La nappe présente une épaisseur apparente plus faible comparée à son épaisseur initiale. La diminution de l'épaisseur est de l'ordre de 25 pour cent de l'épaisseur initiale. Cette nappe présente par ailleurs pour avantage d'avoir une épaisseur constante ce qui n'est pas toujours le cas de la nappe initiale à l'issue de sa fabrication.
Pour ce type de nappe ayant un aspect textile, la rigidité peut être avantageusement augmentée de manière à ce que, par exemple, les serviettes de table puissent avoir un toucher de textile apprêté et, une fois pliée pour la présentation, garder cette forme pliée. Pour ce faire, on augmente le grammage de la nappe et on choisit un liant approprié.
Enfin, la nappe marquée selon l'invention quelle que soit sa surface marquée, présente des propriétés mécaniques, en particulier des propriétés de résistance, sensiblement identiques à celles de la nappe avant traitement.

Claims (19)

  1. Procédé d'ennoblissement d'une nappe formée par voie sèche, constituée de fibres papetières liées par un liant thermoplastique, et dont la répartition des fibres n'est pas parfaitement homogène, caractérisée en ce qu'il consiste à déformer sous contrainte à chaud et à marquer de manière permanente ladite nappe entre un cylindre gravé dur et non déformable et un cylindre récepteur d'une dureté comprise entre environ 60 et environ 90 degrés Shore D, résilient et déformable sous la pression exercée par ledit cylindre gravé.
  2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit cylindre récepteur a une dureté de préférence d'environ 65 à environ 85 degrés Shore D.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le cylindre récepteur est réalisé dans un matériau qui peut subir des déformations, tel qu'un matériau papier, caoutchouc, polyamide, polyuréthane ou encore textile.
  4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre gravé dur est réalisé en acier ou tout matériau qui ne se déforme pas sous la pression exercée, tel que par exemple un matériau plastique.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cylindre gravé est en acier et est chauffé à une température allant d'environ 80 à environ 180° C et de préférence d'environ 130 à environ 150° C.
  6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression linéaire du cylindre gravé est d'environ 40 à environ 150 kg/cm et de préférence d'environ 60 à environ 100 kg/cm.
  7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue un calandrage simultanément au marquage.
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'environ 10 à environ 40 pour cent de la surface du cylindre dur et non déformable est gravée.
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'environ 15 à environ 30 pour cent de la surface dudit cylindre est de préférence gravée.
  10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la profondeur de la gravure est supérieure à l'épaisseur de la nappe.
  11. Nappe formée par voie sèche, constituée de fibres papetières liées par une matière thermoplastique, dont la répartition des fibres n'est pas parfaitement homogène, présentant un indice de formation inférieur à 75 mesuré sur un appareil KAAJANI à l'état brut et comportant sur au moins une de ses faces un motif, caractérisée en ce que le motif a été obtenu par marquage à chaud entre un cylindre gravé dur et non déformable et un cylindre récepteur d'une dureté comprise entre environ 60 et environ 90 degrés Shore D, résilient et déformable sous la pression exercée par ledit cylindre gravé, et en ce que sur la partie de la surface de la nappe comportant ledit motif le taux de marquage est supérieur à environ 80 pour cent.
  12. Nappe selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit taux de marquage est de préférence supérieur à 90 pour cent.
  13. Nappe selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que la surface marquée de ladite nappe est inférieure à 40 pour cent de la surface totale.
  14. Nappe selon la revendication 13, caractérisée en ce que la surface marquée de la dite nappe est de préférence comprise entre environ 15 et environ 30 pour cent de la surface totale de ladite nappe.
  15. Nappe selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisée en ce la surface de la nappe comportant ledit motif présente des parties de surface brillantes alternant avec des parties de surface mates, lesdites parties de surface brillantes correspondant à la surface marquée.
  16. Nappe selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisée en ce qu'elle a une épais d'environ 0,5 à environ 1 mm.
  17. Nappe formée par voie sèche, constituée de fibres papetières liées par une matière thermoplastique, dont la répartition des fibres n'est pas parfaitement homogène et comportant sur au moins une de ses faces un motif, caractérisée en ce que le motif a été obtenu par marquage à chaud entre un cylindre gravé dur et non déformable et un cylindre récepteur d'une dureté comprise entre environ 60 et environ 90 degrés Shore D, résilient et déformable sous la pression exercée par ledit cylindre gravé et en ce que la surface marquée de ladite nappe est supérieure à 40 pour cent de la surface totale de la nappe.
  18. Nappe selon l'une des revendications 11 à 17, caractérisée en ce qu'elle a un grammage compris entre environ 50 et environ 120 g/m2.
  19. Nappe selon l'une des revendications 11 à 18, caractérisée en ce que la nappe contient entre environ 10 et environ 50 pour cent en poids de matière thermoplastique.
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