EP1747158B1 - Procede de fabrication d"un rouleau a devidage central et rouleau obtenu - Google Patents

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EP1747158B1
EP1747158B1 EP05763745A EP05763745A EP1747158B1 EP 1747158 B1 EP1747158 B1 EP 1747158B1 EP 05763745 A EP05763745 A EP 05763745A EP 05763745 A EP05763745 A EP 05763745A EP 1747158 B1 EP1747158 B1 EP 1747158B1
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EP
European Patent Office
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sheet
rolls
sheets
roll
winding
Prior art date
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EP05763745A
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Yves-Michel Malecot
Joël HUNGLER
Jacky Postel
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Essity Operations France SAS
Original Assignee
Georgia Pacific France SAS
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Publication date
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    • B65H2301/4182—Core or mandrel insertion, e.g. means for loading core or mandrel in winding position
    • B65H2301/41828—Core or mandrel insertion, e.g. means for loading core or mandrel in winding position in axial direction

Definitions

  • the invention relates to the field of rolls of absorbent paper or other similar material such as a nonwoven, for example for wiping. It relates in particular to the field of products for sanitary or domestic use such as wiping rolls or towels or toilet paper.
  • the rolls consist of a continuous sheet which comprises one or more plies.
  • the sheet is optionally precut in consecutive coupons in the direction of the winding, and is wound axially, preferably around an axis that can support or not a mandrel; the roll can thus comprise a central mandrel or not.
  • the sheet may be unwound, either from the outer surface of the roll in the direction of the coil, or from the inside, from the center in the axial direction perpendicular to that of the roll winding. In the latter case, it is said that the roll is centrally rewind.
  • the present invention relates to the rollers that are used in central unwinding.
  • the roll When the roll has a mandrel, we must first extract it. In general, it has been designed so that it can be torn by pulling on its edge; most often at one end of the cardboard spiral spiral that forms it.
  • this solution is not always satisfactory, because the extraction of the mandrel is sometimes difficult if the fracture zone or areas are poorly formed.
  • this action can cause the first sheets of the roll which become difficult to use.
  • the first turns of the sheet being most often glued to the mandrel, they are unfit for any use and are a cause of waste.
  • This mandrel is particularly expensive to produce, since generally consists of two or more layers of cardboard bonded by bonding. It is also associated most often with a glue "hanging" the first turn of the roll. It is no longer useful once removed, and becomes a waste.
  • the sheet is cut in line in the direction or longitudinal direction, before winding, from a mother sheet of great width, and in as many bands as individual rolls to obtain.
  • the mother sheet is wound directly on a pin, also without the interposition of a mandrel.
  • the initial sheet which is large in width, is first rolled up to form a single coil with the final diameter of the individual roll, called "log" in the field. After training, the log is extracted from the spindle and cut into individual rolls.
  • the sheet whether cellulose wadding, creped dry or wet, dry paper or a nonwoven, has some elasticity. Because of the internal stresses of the roll, due for example to the clamping of the sheet on the spindle during the winding and / or the tension of the sheet that generates the unwinding / winding operation by the machine, it can not be avoided normally. reducing the central hole by collapsing or collapsing in the center of the first turns after the pin has been removed. This collapse occurs, for example, after extraction of the spindle and / or at the time of cutting the log, by the pressure exerted by the saw.
  • the central hole is of small diameter and the first turns remain difficult to access. They come in a tight, helical, low "pitch" torch that is not conducive to easy use. If the diameter of the central hole is larger, it is difficult to avoid associating the first turns between them.
  • a bonding agent that is deposited directly on the sheet or indirectly via the spindle or one of the winding rolls, by a suitable system, at the time of winding the first turns on the spindle. Any other principle of association of the first turns with each other, by a mechanical process in particular, is applicable. We thus consolidate these first turns which together withstand the efforts of internal constraints.
  • the subject of the invention is therefore a roll without mandrel composed of a sheet of flexible material, such as an absorbent fibrous material with a total grammage of between 15 and 300 g / m 2 , preferably between 15 and 100 g / m 2 , formed by winding around a winding axis, which does not have the disadvantages reported above.
  • the absorbent material may be cellulose wadding, dry or wet creped, dry paper or nonwoven. It can be composed of one or more plies, associated or not, possibly pre-cut into coupons.
  • the material is in the dry state. It is not wet; in particular it is not impregnated with lotion or any other liquid.
  • the invention according to this patent application applies in particular to the rollers whose winding is carried out under conditions of high tension of the sheet and clamping on the winding support, which make it possible to produce rolls with strong footage but which lead to inevitably to the reduction of the central hole.
  • the central unwinding primer consists of a portion of the inner end of the sheet, forming the individual roll.
  • this primer is formed by transversely folding a portion of the end of the sheet on the winding axis of the roller; it thus has a tapered shape.
  • the present application relates to a novel method constituting a variation of the methods described in the Applicant's earlier application.
  • the manufacturing method contains the technical features of claim 1.
  • the roll of the sheet is carried out on a winding support, such as a spindle.
  • the end portion is formed by cutting the sheet transversely relative to the direction of travel.
  • This method has the advantage that it can be applied very simply to an existing industrial installation, with minor modifications.
  • the longitudinal edges of the tail portion of the rollers are realigned with the edges of the rollers, in particular by displacement in the opposite direction of the winding support or the tail portion.
  • the primer is made on the side opposite to that by which the support is extracted in order to limit the frictional forces of the sheets in contact with the support and to facilitate its extraction.
  • the invention also relates to the roll obtained according to the method.
  • the length of the primer is at least 0.3 cm and preferably between 1 and 15 cm. It is in particular of tapered shape and the tail of the rollers. Finally, the glue deposit is parallel to the non-longitudinal edge of the tail portion of the rollers.
  • the roll represented on the figure 1 is, for example, a roll (R) of absorbent paper without mandrel which is used for wiping; either at home or in a workshop.
  • the paper is, for example, a two-ply cellulose wadding of 20 g / m 2 each, preferably associated.
  • the roll was obtained by winding a large sheet of 2600 mm width, on a spindle-shaped winding support for example circular section with a diameter of 10 to 80 mm. After forming a roll, designated "log" in the field, of 20 cm in diameter, for example, the spindle is extracted and led to a sawing station. The rolls thus produced are then packaged for shipping. The roll is shown after the walls of the central hole have collapsed in the central direction.
  • the hole (T) is reduced until it is completely flattened.
  • the inner end of the sheet must be released and slid into the dispensing orifice. We understand that this operation is difficult in this case, because we must pull on the first turns to clear this end. This inevitably results in waste.
  • the figure 2 shows a mandrelless roll (10 ') resulting from the process of the invention or as described in the patent application WO2005 / 005295 .
  • the central hole is reduced as in the previous case of the prior art.
  • the commissioning of the roll is largely facilitated by the solution of the invention which consisted in forming a central unwinding primer (10B).
  • This primer is, according to the simplest embodiment, constituted by a portion of the inner end of the sheet forming the roller that is beforehand, before any collapse of the walls of the central hole, released, and setting protrusion with respect to one of the flanks of the roll.
  • This primer can be formed, either at the time of formation of the roll just before or during the winding of the sheet, or after making the roll when the hole is still formed, ie just after cutting, in any condition of cause, preferably shortly thereafter, as described in the application WO2005 / 005295 .
  • this primer (10B) 0.3 to 20 cm long and preferably 1 cm to 15 cm, is formed of a portion of the inner end of the sheet, which is folded into the direction of the winding axis of the roll and is overflowed with respect to the sidewall.
  • This primer thus forms a tip gripping means which is flexible at its end and which can easily be folded against the side of the roll, for packaging said rolls before transport.
  • the tip is handy and can be easily introduced into a dispenser.
  • the length of the primer is chosen in particular for the ease with which it can be grasped and with which it can be introduced into the extraction orifice of a dispenser.
  • the length of the primer corresponds to the distance between the end of the primer and the side of the roll.
  • the primer can be reinforced by a complementary element, for example staining.
  • the primer can be mechanically reinforced by a tongue, or any appropriate means, or additional element attached to the sheet and arranged to project on the axis of the roller.
  • the added element is then placed on the end of the sheet before winding or after separation of the rollers, projecting on one of the sides of the roll.
  • the width of the sheet in the field of absorbent paper products is, for example, 2600 mm.
  • the sheet is cut in the longitudinal direction of travel by means of blades 5 arranged in parallel, in a plurality of individual sheets (10) whose width corresponds to the width of the individual rolls that it is desired to obtain.
  • the cutting means may consist of a series of blades arranged vertically or discs cooperating with a support cylinder and cutting the sheet. Other means are known to those skilled in the art.
  • the sheets (10) are driven to a device comprising two cylinders (7 and 9) parallel and rotated by motor means not shown.
  • the two cylinders are slightly spaced from each other.
  • a pin (11) forming a winding support is brought into place by appropriate means.
  • the pin pinches the sheet against the cylinders (7 and 9), as seen on the figure 4 . It overlaps the space between these two contiguous drive cylinders.
  • the pin thus delimits on one side an end portion (10A) of the sheets (10).
  • a means (15) which folds the end portion (10A) on the spindle (11).
  • This means can be constituted by one or more air jets judiciously oriented. Then, a pressure roller (13) is lowered to hold the end (10A) of the sheets against the pin. Once the various members in position, the cylinders (7 and 9) are rotated. These rotate the spindle and the roller 13 on themselves allowing the winding of the sheet as seen on the figure 5 .
  • the pressure roller is raised and the spindle is moved with its rollers (10 ') to the next station where the individual sheets are cut, parallel to the winding axis, over any the width of the mother sheet, downstream of the rolls (7 and 9). Then, the pin is extracted from the assembly formed by the rollers (10 ').
  • FIG. 6 is a top view of the installation corresponding to the view of the figure 4 , the pin (11) placed on the two cylinders (7 and 9) and pinching the sheet.
  • the sheets (10 1 , 10 2 , ...) are arranged below the pin (11) and their end portions (10A 1 , 10A 2 , ...) folded transversely thereto.
  • the means (15), here constituted by air jets, are inclined on the axis of rotation of the spindle so as to print at these end portions a movement movement transverse to the direction of movement of the sheets.
  • These end portions (10A 1 , 10A 2 , ...) are thus displaced in the direction of the winding axis.
  • each end portion, (10A 1 ) for example, overflows on the side towards the adjacent sheet, (10A 2 ).
  • the pressure roller (13) immobilizes the different end portions (10A 1 , 10A 2 , ...) against the pin (11).
  • the winding can begin.
  • the projecting portion (10B 1 , 10B 2 , ...) of the end portion of each of the sheets is pinched between the spindle and the first turn of the adjacent roll.
  • the figure 7 shows here four rollers (110 ') being formed by winding sheets (1101 to 1104).
  • the number of rolls may be different.
  • the leaves are cut in a large sheet (110) according to the scrolling direction (MD) thereof by cutting means schematized by disks (105). They are mounted on a spindle or winding support (111) which is rotated in the direction of the arrow by the two cylinders (107 and 109) on which they rest.
  • the cylinders (107 and 109) are themselves rotated by motor means (not shown).
  • a pressing cylinder (113) ensures the cohesion of the assembly.
  • the winding of the rollers is finished; the set with the spindle was moved a first distance (L3) determined in the direction of travel (MD) mentioned above, leaving the sheets to unfold.
  • the rollers were laid with the spindle on supports (107 'and 109').
  • the supports (107 'and 109') are preferably parallel to the cylinders (107 and 109).
  • the spindle is rotated a fraction of a turn, in the opposite direction to the original winding direction, in the direction of the arrow of the Figure 8B to form a loop by unwinding a given amount of sheet.
  • a cylinder (120) which moves the spindle (111) provided with the rollers, preferably parallel in the direction of its axis, over a second determined distance (L2) in the direction of the arrow (CD).
  • the longitudinal edges of the sheets now have an angle ( ⁇ ) with respect to the initial direction of travel (MD). It is observed in the figure that the angular offset occurs from the knives (105) of longitudinal section of the sheet (110) which are upstream of the cylinders (107 and 109). This angular offset is preferentially in the same plane as that of scrolling. However, instead of making the displacement in two perpendicular directions, it can be carried out along a suitable path having at least components in the directions (MD) and (CD)
  • a new pin (111 ') is deposited on the sheets at the cylinders (107 and 109). The leaves are thus pinched between the pin (111 ') and these cylinders. Then, glue is deposited along a transverse line referenced AA, preferably parallel to the cylinders (107 and 109) which support the winding of the rollers, and transversely cut all the sheets along a line XX by means of a knife which is preferably moved parallel to the winding axis. Line XX is located between the line AA and the cylinders (107 and 109) at a distance L from the cutting members (105).
  • the spindle (111) was moved with its rollers, contrary to the direction of the arrow CD, over a sufficient distance (Sr) in the axis of the rollers to realign the tail portions ( 110B) sheets in the scrolling direction.
  • the winding of the rollers (110) ' is completed in such a way that the end or tail portions (110B) of the glue-coated sheets G are fixed on their respective rolls, so that the longitudinal edges of said portions of tail (110B) are aligned at best with those of their respective roll.
  • the end portion (110A) which forms the primer thus has a tapered shape conducive to easy introduction into a dispensing orifice of a reel.
  • the tail portion (110B) is also tapered and is characterized by this method.
  • the rolls are completed.
  • the spindle is separated from the rollers and the primers are released by moving the rollers apart.
  • the machine is ready to roll up a new series of rollers.
  • the first step is then to fold the end portions (110A) on the spindle. Because of their inclination with respect to the direction of travel of the sheet (angle ⁇ ), these portions of sheet (110A) folded on the pin each form a primer and overlap the adjacent roller. The remainder of the sheets that have not undergone this lateral shift is wound while remaining perpendicular to the axis of the spindle to form the rollers.

Description

  • L'invention concerne le domaine des rouleaux de papier absorbant ou autre matériau semblable tel qu'un non-tissé, destiné par exemple à l'essuyage. Elle concerne en particulier le domaine des produits à usage sanitaire ou domestique tels que des rouleaux d'essuyage ou d'essuie-mains ou le papier hygiénique.
  • Pour ces applications, les rouleaux sont constitués d'une feuille continue qui comporte un ou plusieurs plis. La feuille est éventuellement prédécoupée en coupons consécutifs dans la direction du bobinage, et est enroulée axialement, préférentiellement autour d'un axe qui peut supporter ou non un mandrin ; le rouleau peut ainsi comprendre un mandrin central ou non. La feuille peut être dévidée, soit à partir de la surface externe du rouleau dans la direction du bobinage, soit par l'intérieur, à partir du centre dans la direction axiale perpendiculaire à celle du bobinage du rouleau. Dans ce dernier cas, on dit que le rouleau est à dévidage central.
  • La présente invention a pour objet les rouleaux que l'on utilise en dévidage central.
  • Quand le rouleau comporte un mandrin, on doit commencer par extraire celui-ci. En général, il a été conçu pour qu'on puisse le déchirer en tirant sur son bord ; le plus souvent, à l'une des extrémités de la spirale hélicoïdale en carton qui le forme. Cependant, la pratique montre que cette solution n'est pas toujours satisfaisante, car l'extraction du mandrin se révèle être parfois difficile si la ou les zones de rupture sont mal formées. De plus, cette action peut entraîner les premières feuilles du rouleau qui deviennent difficilement utilisables. En outre, les premières spires de la feuille étant le plus souvent collées au mandrin, elles sont impropres à toute utilisation et sont alors une cause de déchets.
  • Ce mandrin est particulièrement coûteux à réaliser, puisque généralement composé de deux ou plusieurs couches de carton liées par collage. Il est associé également le plus souvent à une colle « d'accrochage » de la première spire du rouleau. Il n'est de plus d'aucune utilité une fois retiré, et devient donc un déchet.
  • Pour pallier cet inconvénient, on propose aussi des bobines à dévidage central sans mandrin. Celles-ci sont à priori de mise en oeuvre plus facile par l'utilisateur, car il n'est plus nécessaire d'enlever un mandrin préalablement à leur mise en service. Pour réaliser celles-ci, on peut, en fabrication, prévoir un mandrin provisoire sur lequel on enroule la feuille. On retire ensuite le mandrin, avant le conditionnement des bobines. Cette technique présente des contraintes sur le plan industriel car il faut ajouter un poste d'extraction des mandrins à la ligne de bobinage. A cela s'ajoute le coût de la colle et du mandrin.
  • Selon un mode de fabrication sans mandrin, la feuille est découpée en ligne dans le sens marche ou longitudinal, avant bobinage, à partir d'une feuille mère de grande largeur, et en autant de bandes que de rouleaux individuels à obtenir.
  • Selon un autre mode de fabrication, on enroule directement la feuille mère sur une broche, également sans interposition de mandrin. La feuille initiale qui est de grande largeur, est d'abord enroulée de manière à former une bobine unique au diamètre définitif du rouleau individuel, appelé « log » dans le domaine. Après formation, on extrait le log de la broche et on le tronçonne en rouleaux individuels.
  • Cependant, la feuille, que ce soit de l'ouate de cellulose, crêpée sec ou humide, du papier voie sèche ou un non-tissé, présente une certaine élasticité. En raison des contraintes internes du rouleau, dues par exemple au serrage de la feuille sur la broche pendant le bobinage et/ou à la tension de la feuille que génère l'opération de déroulement/enroulement par la machine, on ne peut éviter normalement la réduction du trou central par l'affaissement ou l'effondrement au centre des premières spires après que l'on a retiré la broche. Cet effondrement se produit, par exemple, après extraction de la broche et/ou au moment de la coupe du log, par la pression exercée par la scie.
  • En tout état de cause, on constate une réduction partielle ou totale du trou central au cours des manutentions et transport, en raison des vibrations inévitables auxquels les rouleaux sont soumis.
  • Lorsque le trou central est complètement réduit, il est difficile de le reformer au moins à la main, et la préhension de la première spire n'est pas aisée. Il s'ensuit inévitablement des déchets, notamment pour la mise en service du rouleau dans un distributeur, car on est amené alors à saisir plusieurs spires à la fois.
  • On sait réaliser des rouleaux sans mandrin dont le trou central reste formé après extraction de la broche et/ou après coupe par une scie. On peut utiliser par exemple une broche dont le profil, cannelé ou polygonal, permet la formation d'un trou dont les parois sont auto-portantes. Un exemple de réalisation est illustré par le brevet FR 2554799 . L'état de la technique le plus proche est représenté par le procédé de fabrication divulgué dans JP-01308345 .
  • Néanmoins, le trou central est de faible diamètre et les premières spires restent difficiles d'accès. Elles se présentent en une torche serrée, hélicoïdale à faible « pas », peu propice à une utilisation aisée. Si le diamètre du trou central est plus important, on peut difficilement éviter d'associer les premières spires entre elles. Pour cela on emploie un agent de liaison que l'on dépose directement sur la feuille ou indirectement via la broche ou un des cylindres de bobinage, par un système adapté, au moment de l'enroulement des premières spires sur la broche. Tout autre principe d'association des premières spires entre elles, par un procédé mécanique notamment, est applicable. On consolide ainsi ces premières spires qui ensemble résistent aux efforts des contraintes internes.
  • Cependant, là encore, on ne peut éviter les déchets lors de la mise en service d'un tel rouleau. Que ce soit dans le cas d'une utilisation directe ou dans le cas où l'on utilise ce rouleau dans un distributeur à dévidage central dans lequel on doit introduire l'extrémité de la feuille dans un orifice de distribution relativement étroit, on est obligé d'éliminer au préalable les premières spires associées entre elles.
  • Dans ce dernier type de réalisation également, on ne peut éviter que certains rouleaux ne soient choqués lors du transport, avec comme conséquence l'affaissement du trou central comme dans les cas mentionnés plus haut. Pour éviter ce risque, on prévoit d'ailleurs de conditionner préférentiellement les rouleaux dans des caisses en carton, contrairement aux rouleaux avec mandrin qui se suffisent d'une enveloppe souple en papier ou en matière plastique. Le coût s'en trouve considérablement augmenté.
  • L'intérêt que l'on pouvait trouver à ces rouleaux sans mandrin par rapport aux rouleaux avec mandrin en est ainsi fortement diminué.
  • L'invention a donc pour objet un rouleau sans mandrin composé d'une feuille de matériau souple, tel qu'un matériau fibreux absorbant d'un grammage total compris entre 15 et 300 g/m2, préférentiellement entre 15 et 100 g/m2, formé par enroulement autour d'un axe de bobinage, qui ne présente pas les inconvénients rapportés ci-dessus.
  • Le matériau absorbant peut être une ouate de cellulose, crêpée sec ou humide, un papier voie sèche ou un non-tissé. Il peut être composé d'un ou de plusieurs plis, associés ou non, éventuellement prédécoupés en coupons.
  • Le matériau est à l'état sec. Il n'est pas humide ; en particulier il n'est pas imprégné de lotion ou de tout autre liquide.
  • La demanderesse a déposé, sous le numéro WO2005/005295 le 12 juin 2003 , une demande de brevet portant sur un rouleau comprenant une amorce de dévidage central formant une saillie le long dudit axe de bobinage par rapport à au moins une partie du plan de l'un des flancs du rouleau.
  • L'invention selon cette demande de brevet s'applique en particulier aux rouleaux dont le bobinage est réalisé dans des conditions de forte tension de la feuille et de serrage sur le support de bobinage, qui permettent de produire des rouleaux à fort métrage mais qui conduisent inévitablement à la réduction du trou central.
  • En particulier, l'amorce de dévidage central est constituée d'une portion de l'extrémité interne de la feuille, formant le rouleau individuel.
  • La solution de l'invention selon cette demande de brevet permet de se libérer de tous les problèmes liés à la réduction du trou central puisqu'on a accès à la première feuille depuis l'extérieur du rouleau. De ce fait, il n'est plus nécessaire de lier les premières spires entre elles pour essayer de maintenir le trou formé. On évite ainsi les déchets, tant au niveau de la machine de production en raison de l'absence de système d'association des premières spires, que lors de la mise en service du rouleau. On peut donc conditionner les rouleaux dans de simples emballages souples, notamment plastiques.
  • En particulier, cette amorce est formée par rabattement transversal d'une portion de l'extrémité de la feuille sur l'axe de bobinage du rouleau ; elle présente ainsi une forme effilée. On a alors l'avantage supplémentaire de faciliter l'introduction de l'extrémité de l'amorce dans le dispositif de distribution d'un distributeur à dévidage central, par exemple.
  • La présente demande porte sur un nouveau procédé constituant une variante des procédés décrits dans la demande antérieure de la demanderesse.
  • Conformément à l'invention, le procédé de fabrication contient les caractéristiques techniques de la revendication 1.
  • De préférence, la mise en rouleau de la feuille est réalisée sur un support de bobinage, tel qu'une broche. En particulier, on forme la portion d'extrémité en découpant la feuille transversalement par rapport à la direction de défilement.
  • Ce procédé présente l'avantage de pouvoir être appliqué très simplement sur une installation industrielle existante, en y apportant des modifications mineures.
  • Plus précisément, le procédé comprenant les étapes de réalisation du rouleau par enroulement de la feuille perpendiculairement autour d'un axe de bobinage, selon lesquelles :
    • on déplace latéralement une portion desdites feuilles,
    • on découpe les dites feuilles transversalement par rapport à la direction de défilement pour former des portions d'extrémité,
    • on enroule les dites feuilles autour de l'axe et,
    • on sépare chacun des rouleaux après leur formation, libérant ainsi chacune des amorces.
  • Selon une autre caractéristique, après enroulement du ou des rouleaux,
    • on arrête la rotation de la ou des feuilles autour du dit axe,
    • on déplace le ou les rouleaux par déroulement de feuille sur une première distance déterminée selon à la direction de défilement (MD),
    • on entraîne le ou les rouleaux en rotation inverse par rapport au sens de bobinage initial pour dérouler une quantité donnée de feuille,
    • on déplace le ou les rouleaux selon la direction (CD) de leur axe sur une deuxième distance prédéterminée,
    • on découpe la ou les feuilles entre le ou les rouleaux et les cylindres transversalement à ladite direction de défilement.
  • Plus généralement, les déplacements et la rotation sont combinés et adaptés de manière à éviter toute casse de feuille.
  • Pour rendre l'opération plus sûre, les déplacements et la rotation sont combinés de manière à éviter toute casse de feuille.
  • Conformément à une autre caractéristique, avant de découper la ou les feuilles on applique de la colle sur la partie des feuilles formant la queue du ou des rouleaux.
  • Conformément à une autre caractéristique, après avoir découpé les feuilles, on réaligne les bords longitudinaux de la portion de queue des rouleaux avec les bords des rouleaux, notamment par déplacement en sens inverse du support de bobinage ou de la portion de queue.
  • De préférence, l'amorce est réalisée du côté opposé à celui par lequel on extrait le support afin de limiter les efforts de friction des feuilles en contact avec le support et de faciliter son extraction.
  • L'invention porte aussi sur le rouleau obtenu selon le procédé. La longueur de l'amorce est d'au moins 0,3 cm et de préférence entre 1 et 15 cm. Elle est en particulier de forme effilée ainsi que la queue des rouleaux. Enfin le dépôt de colle est parallèle au bord non longitudinal de la portion de queue des rouleaux.
  • On va maintenant décrire l'invention plus en détail en référence aux dessins joints en annexe sur lesquels :
    • la figure 1 représente un rouleau sans mandrin de l'art antérieur dont le trou central est réduit,
    • la figure 2 représente un rouleau de l'invention avec une amorce de dévidage central faisant saillie le long de l'axe par rapport à un des flancs du rouleau,
    • les figures 3 à 5 représentent schématiquement, en vue de profil, la progression d'une feuille dans une machine permettant de réaliser les rouleaux sans mandrin avec amorce de dévidage,
    • la figure 6 représente la machine selon la figure 4, vue de dessus,
    • les figures 7 à 10 représentent schématiquement une machine dans les différentes phases du procédé selon l'invention,
    • la figure 11 représente la machine dans la configuration de la figure 9, vue de dessus,
    • la figure 12 représente un rouleau obtenu selon le procédé de l'invention.
  • Le rouleau représenté sur la figure 1, est par exemple un rouleau (R) de papier absorbant sans mandrin que l'on utilise pour l'essuyage ; soit à la maison, soit dans un atelier. A titre d'illustration, le papier est par exemple une ouate de cellulose à deux plis de 20 g/m2 chacun, préférentiellement associés. Le rouleau a été obtenu par enroulement d'une large feuille de 2600 mm de laize, sur un support de bobinage en forme de broche par exemple à section circulaire de diamètre de 10 à 80 mm. Après formation d'un rouleau, désigné « log » dans le domaine, de 20 cm de diamètre par exemple, on en extrait la broche et on le conduit à une station de sciage. Les rouleaux ainsi réalisés sont ensuite conditionnés pour l'expédition. On a représenté le rouleau après que les parois du trou central se sont effondrées dans la direction centrale. Le trou (T) est réduit jusqu'à se retrouver complètement aplati. Lors de la mise en service du rouleau dans un distributeur à dévidage central, on doit libérer l'extrémité interne de la feuille et la glisser dans l'orifice de distribution. On comprend que cette opération soit malaisée dans ce cas, car on doit tirer sur les premières spires pour dégager cette extrémité. Il en résulte inévitablement des déchets.
  • La figure 2 montre un rouleau (10') sans mandrin résultant du procédé de l'invention ou tel que décrit dans la demande de brevet WO2005/005295 . Le trou central est réduit comme dans le cas précédent de l'art antérieur. Cependant la mise en service du rouleau est largement facilitée par la solution de l'invention qui a consisté à former une amorce (10B) de dévidage central. Cette amorce est, selon le mode de réalisation le plus simple, constituée par une portion de l'extrémité interne de la feuille formant le rouleau que l'on a au préalable, avant tout affaissement des parois du trou central, libérée, et mise en saillie par rapport à l'un des flancs du rouleau. On peut former cette amorce, soit au moment de là formation du rouleau juste avant ou pendant l'enroulement de la feuille, soit après réalisation du rouleau quand le trou est encore formé, c'est à dire juste après la coupe, en tout état de cause, de préférence peu de temps après, comme cela est décrit dans la demande WO2005/005295 .
  • Avantageusement, cette amorce (10B), de 0,3 à 20 cm de long et de préférence de 1 cm à 15 cm, est formée d'une portion de l'extrémité interne de la feuille, que l'on a rabattue dans la direction de l'axe de bobinage du rouleau et fait déborder par rapport au flanc. Cette amorce forme ainsi un moyen de préhension en pointe qui est souple à son extrémité et que l'on peut aisément rabattre contre le flanc du rouleau, pour procéder au conditionnement desdits rouleaux avant transport. En outre la pointe est maniable et peut être introduite aisément dans un distributeur. La longueur de l'amorce est choisie en particulier pour la facilité avec laquelle elle peut être saisie et avec laquelle elle peut être introduite dans l'orifice d'extraction d'un distributeur. La longueur de l'amorce correspond à la distance entre l'extrémité de l'amorce et le flanc du rouleau.
  • L'amorce peut être renforcée par un élément complémentaire, coloration par exemple.
  • Selon un mode de réalisation non représenté, l'amorce peut être renforcée mécaniquement par une languette, ou tout moyen approprié, ou élément supplémentaire rapporté sur la feuille et agencé pour être en saillie sur l'axe du rouleau.
  • L'élément rajouté est alors disposé sur l'extrémité de la feuille avant bobinage ou après séparation des rouleaux, en saillie sur l'un des flancs du rouleau.
  • Un mode de fabrication des rouleaux selon la demande WO2005/005295 est décrit ci-après en référence aux figures 3 à 6 qui représentent les éléments essentiels d'une machine d'enroulement de rouleaux.
  • Avec cette machine, on découpe en ligne une large feuille 1 issue d'une bobine mère (3), avant enroulement sur une broche (11). La largeur de la feuille dans le domaine des produits en papier absorbant est par exemple de 2600 mm. La feuille est coupée dans le sens longitudinal de défilement au moyen de lames 5 disposées en parallèle, en une pluralité de feuilles individuelles (10) dont la largeur correspond à la largeur des rouleaux individuels que l'on souhaite obtenir. Le moyen de coupe peut être constitué d'une série de lames disposées verticalement ou bien des disques coopérant avec un cylindre support et coupant la feuille. D'autres moyens sont connus de l'homme du métier.
  • Les feuilles (10) sont entraînées vers un dispositif comportant deux cylindres (7 et 9) parallèles et entraînés en rotation par des moyens moteurs non représentés. Les deux cylindres sont légèrement espacés l'un de l'autre. Une fois les feuilles (10) dans la position de la figure 3, on amène en place une broche (11) formant support de bobinage par des moyens appropriés. La broche vient pincer la feuille contre les cylindres (7 et 9), comme on le voit sur la figure 4. Elle chevauche l'espace ménagé entre ces deux cylindres d'entraînement contigus. La broche délimite ainsi d'un côté une portion d'extrémité (10A) des feuilles (10). Pour amorcer l'enroulement des feuilles sur la broche, on prévoit un moyen (15) qui rabat la portion d'extrémité (10A) sur la broche (11). Ce moyen peut être constitué par un ou plusieurs jets d'air judicieusement orientés. Puis, un rouleau presseur (13) est descendu pour venir maintenir l'extrémité (10A) des feuilles contre la broche. Une fois les différents organes en position, on entraîne les cylindres (7 et 9) en rotation. Ceux-ci font tourner la broche et le rouleau 13 sur eux-mêmes permettant l'enroulement de la feuille comme on le voit sur la figure 5.
  • Lorsque l'étape d'enroulement est terminée, on relève le rouleau presseur et on déplace la broche avec ses rouleaux (10') jusqu'à la station suivante où on coupe les feuilles individuelles, parallèlement à l'axe de bobinage, sur toute la largeur de la feuille mère, en aval des cylindres (7 et 9). Puis, on extrait la broche de l'ensemble formé par les rouleaux (10').
  • Pour réaliser une amorce au moment de l'enroulement des feuilles. On voit sur la figure 6, qui est une vue de dessus de l'installation correspondant à la vue de la figure 4, la broche (11) posée sur les deux cylindres (7 et 9) et pinçant la feuille. Les feuilles (101, 102,...) sont disposées en dessous de la broche (11) et leurs portions d'extrémité (10A1, 10A2, ...) rabattues transversalement sur celle-ci. Les moyens (15), ici constitués de jets d'air, sont inclinés sur l'axe de rotation de la broche de manière à imprimer à ces portions d'extrémité un mouvement de déplacement transversal par rapport à la direction de déplacement des feuilles. Ces portions d'extrémité (10A1, 10A2, ...), se trouvent ainsi déplacées dans la direction de l'axe de bobinage. Ainsi, chaque portion d'extrémité, (10A1) par exemple, vient déborder sur le côté en direction de la feuille voisine, (10A2). Une fois qu'elles sont dans cette position, le rouleau presseur (13) immobilise les différentes portions (10A1, 10A2, ...) d'extrémité contre la broche (11). L'enroulement peut commencer. Lors de l'enroulement, la partie débordante (10B1, 10B2, ...), de la portion d'extrémité de chacune des feuilles se retrouve pincée entre la broche et la première spire du rouleau voisin.
  • La partie débordante se trouve libérée au moment où l'on retire la broche. Cette partie (10B1, 10B2, ...), constitue alors l'amorce de dévidage central pour le rouleau.
  • On décrit maintenant le procédé conforme à la présente invention en référence aux figures 7 à 10 qui en montrent les étapes successives. On reprend pour les mêmes éléments, les mêmes références additionnées de 100.
  • La figure 7 montre ici quatre rouleaux (110') en cours de formation par enroulement de feuilles (1101 à 1104). Le nombre de rouleaux peut être différent. Les feuilles sont découpées dans une large feuille (110) selon la direction de défilement (MD) de celle-ci par des moyens de coupes schématisées par des disques (105). Ils sont montés sur une broche ou support de bobinage (111) qui est entraîné en rotation dans le sens de la flèche par les deux cylindres (107 et 109) sur lesquels ils reposent. Les cylindres (107 et 109) sont eux-mêmes entraînés en rotation par des moyens moteurs non représentés. Un cylindre presseur (113) assure la cohésion de l'ensemble.
  • Sur les figures 8A et 8B, l'enroulement des rouleaux est terminé ; on a déplacé l'ensemble avec la broche sur une première distance (L3) déterminée dans le sens du défilement (MD) mentionné ci-dessus, en laissant les feuilles se dérouler. On a posé les rouleaux avec la broche sur des supports (107' et 109'). Les supports (107' et 109') sont de préférence parallèles aux cylindres (107 et 109). On entraîne la broche en rotation une fraction de tour, en sens inverse par rapport au sens de bobinage initial, dans le sens de la flèche de la figure 8B pour former une boucle par déroulement d'une quantité donnée de feuille.
  • Sur les figures 9 et 11, on voit un vérin (120) qui déplace la broche (111) munie des rouleaux, de préférence parallèlement selon la direction de son axe, sur une deuxième distance déterminée (L2) dans le sens de la flèche (CD). Les bords longitudinaux des feuilles font maintenant un angle (α) par rapport à la direction initiale de défilement (MD). On observe sur la figure que le décalage angulaire se produit à partir des couteaux (105) de coupe longitudinale de la feuille (110) qui se trouvent en amont des cylindres (107 et 109). Ce décalage angulaire se fait préférentiellement dans le même plan que celui du défilement. Cependant, au lieu de réaliser le déplacement selon deux directions perpendiculaires, on peut effectuer celui-ci selon une trajectoire adaptée ayant au moins des composantes dans les directions (MD) et (CD)
  • On dépose une nouvelle broche (111') sur les feuilles au niveau des cylindres (107 et 109). Les feuilles sont ainsi pincées entre la broche (111') et ces cylindres. Puis, on dépose de la colle le long d'une ligne transversale référencée AA, de préférence parallèlement aux cylindres (107 et 109) qui supportent le bobinage des rouleaux, et on coupe transversalement l'ensemble des feuilles le long d'une ligne XX au moyen d'un couteau que l'on déplace de préférence parallèlement à l'axe de bobinage. La ligne XX est localisée entre la ligne AA et les cylindres (107 et 109), à une distance L des organes de coupe (105).
  • Sur la figure 10, après coupe transversale des feuilles, on a déplacé la broche (111) avec ses rouleaux, à l'inverse du sens de la flèche CD, sur une distance suffisante (Sr) dans l'axe des rouleaux pour réaligner les portions de queue (110B) des feuilles dans la direction de défilement. On achève l'enroulement des rouleaux (110)' de telle manière que les extrémités terminales ou portions de queue (110B) des feuilles enduites de colle G viennent se fixer sur leur rouleau respectif, de telle sorte que les bords longitudinaux des dites portions de queue (110B) s'alignent au mieux sur ceux de leur rouleau respectif.
  • Pour la portion de queue (110B), d'une part, et la portion d'extrémité de feuille (110A), d'autre part, on constate que les bords générés par la coupe transversale ne forment pas un angle droit avec les bords longitudinaux des feuilles (110). La portion d'extrémité (110A) qui forme l'amorce présente ainsi une forme effilée propice à une introduction facilitée dans un orifice de distribution d'un dévidoir. La portion de queue (110B) est également effilée et est caractérisée par ce procédé.
  • Les rouleaux sont achevés. On sépare la broche des rouleaux et on libère les amorces en écartant les rouleaux les uns des autres.
  • La machine est prête pour enrouler une nouvelle série de rouleaux. La première étape consiste alors à rabattre les portions d'extrémité (110A) sur la broche. En raison de leur inclinaison par rapport au sens de défilement de la feuille (angle α), ces portions de feuille (110A) rabattues sur la broche forment chacune une amorce et chevauchent le rouleau adjacent. Le restant des feuilles qui n'ont pas subi ce décalage latéral est enroulé en restant perpendiculaire à l'axe de la broche pour former les rouleaux.
  • On observe que, par rapport à une installation de bobinage de rouleaux connue, il a suffi d'inclure un vérin (120) qui commande le déplacement axial de la broche sur une courte distance. De la distance de déplacement de la broche (111) en direction axiale dépend la longueur de l'amorce de dévidage.
  • A titre d'exemple, on a réalisé des produits sur une machine industrielle. La disposition des différents organes représentés sur la figure 11, qui est la vue de dessus de la machine, était la suivante :
    • Distance L1 entre les organes de coupe (105) et la position sur les appuis (107' et 109') : 700 mm,
    • Deuxième distance L2, de déplacement des rouleaux selon l'axe CD : 160 mm
    • Distance L de coupe selon XX : 260 mm.
  • On obtient une longueur d'amorce C d'environ 60 mm. (C=L2xL/L1).
  • La distance Sr sur laquelle on ramène la broche avec les rouleaux pour réaligner les portions de queue est donnée par la relation Sr= L2-C, soit ici 100 mm.
  • Sur la figure 12 on a représenté un rouleau avec la dernière feuille (110B) dont le bord transversal est incliné par rapport aux flancs de celui-ci d'un angle (β). On observe que lorsque la ligne de coupe XX est perpendiculaire à MD cet angle est complémentaire à l'angle (α). Dans le présent exemple, on a un angle (β) de 77° et un angle (α) de 13°.

Claims (10)

  1. Procédé de fabrication de rouleaux (110') sans mandrin composés chacun d'une feuille (110) de matériau souple non humide tel qu'un matériau fibreux absorbant, réalisés par défilement de la feuille dans une direction et leur enroulement autour d'un axe de bobinage perpendiculaire à ladite direction, et comprenant chacun une amorce de dévidage central formant une saillie le long dudit axe par rapport à au moins une partie du plan de l'un des flancs du rouleau, l'amorce étant réalisée en décalant, avant enroulement, une portion d'extrémité de la feuille (110) de manière à ce qu'un des bords longitudinaux forme un angle (α) non nul par rapport à ladite direction de défilement, caractérisé par le fait qu'
    - on découpe parallèlement à la direction de défilement une large feuille (110) de matériau souple en une pluralité de feuilles (1101, 1102, 1103, 1104) individuelles disposées côte à côte,
    - on déplace latéralement une portion des dites feuilles,
    - on découpe les dites feuilles transversalement par rapport à la direction de défilement pour former les portions d'extrémité (110A),
    - on enroule les dites feuilles autour de l'axe et,
    - on sépare chacun des rouleaux après leur formation, libérant ainsi l'amorce de chacun des rouleaux.
  2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la mise en rouleau des feuilles est réalisée sur un support de bobinage (111).
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel après enroulement des rouleaux,
    - on arrête la rotation des feuilles autour du dit axe,
    - on déplace les rouleaux par déroulement de feuille (110; 1101 à 1104) sur une première distance (L3) déterminée selon la direction de défilement (MD),
    - on entraîne les rouleaux en rotation inverse par rapport au sens de bobinage initial pour dérouler une quantité donnée de feuille,
    - on déplace les rouleaux selon la direction (CD) de leur axe sur une deuxième distance prédéterminée (L2),
    - on découpe les feuilles entre les rouleaux et les cylindres (107 et 109) transversalement à ladite direction de défilement (MD).
  4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les déplacements et la rotation sont combinés et adaptés de manière à éviter toute casse de feuille (110 ; 1101 à 1104).
  5. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le déplacement générant l'angle (α) est effectué selon une trajectoire ayant au moins des composantes dans les directions (MD et CD).
  6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, on applique de la colle sur la partie de feuille formant la queue (110B) des rouleaux.
  7. Procédé selon la revendication précédente dans lequel après avoir découpé les feuilles, on réaligne les bords longitudinaux de la portion de queue (110B) des rouleaux avec les bords de ces derniers.
  8. Procédé selon la revendication précédente selon lequel on réalise le réalignement par déplacement sur une distance déterminée (Sr) des rouleaux ou de la portion de queue.
  9. Procédé selon l'une des revendications précédentes selon lequel l'amorce est réalisée du côté opposé à celui par lequel on extrait le support afin de limiter les efforts de friction des feuilles en contact avec le support et de faciliter son extraction.
  10. Procédé selon l'une des revendications précédentes selon lequel la longueur de l'amorce obtenue étant d'au moins 0,3 cm et de préférence entre 1 et 15 cm.
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