FR2530185A1 - Produit d'essuyage du type torchon et procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PRODUIT D'ESSUYAGE DU TYPE TORCHON ET SON PROCEDE DE FABRICATION. LE PRODUIT D'ESSUYAGE COMPREND ESSENTIELLEMENT UNE PREMIERE REGION DE SURFACE RESISTANTE 12 EN FIBRES AYANT UNE LONGUEUR PREDOMINANTE INFERIEURE A 6,35MM AVEC DE LA MATIERE LIANTE DISPOSEE A L'INTERIEUR DANS UNE CONFIGURATION D'ESPACEMENT FIN, LES ZONES DE CETTE REGION OU LA MATIERE LIANTE EST DISPOSEE ETANT CREPEES FINEMENT, UNE REGION INTERNE FORMANT NOYAU 14 EN FIBRES DE MEME TYPE AYANT UNE CONCENTRATION EN FIBRES INFERIEURE, UNE SECONDE REGION RESISTANTE 16 EN FIBRES DE MEME TYPE QUE LA PREMIERE REGION AYANT UNE CONCENTRATION EN FIBRES PLUS IMPORTANTE QUE DANS LA REGION 14, ET UNE COUCHE DE RENFORT 18 COMPRENANT UNE BANDE DE MATIERE FIBREUSE AYANT UNE RESISTANCE A LA TRACTION MINIMALE A L'ETAT HUMIDE D'ENVIRON 178GCM DANS TOUTES LES DIRECTIONS ET ETANT SENSIBLEMENT EXEMPTE D'ORIFICES PLUS GRANDS QUE 12, 9MM. DOMAINE D'APPLICATION: FABRICATION DE TORCHONS REMPLACANT LES PRODUITS DE CE TYPE EN TISSU.
Description
La présente invention concerne généralement
des structures en bande, feuilletées jetables,et des-
procédés pour fabriquer de telles structures, qui sont appropriées pour être utilisées pour remplacer les serviettes en tissu du commerce En particulier, cette invention concerne une structure en bande, feuilletée dans laquelle une bande de renfort très légère et relativement résistante est liée de façon adhésive à l'une ou l'autre de deux bandes fibreuses fabriquées à partir de fibres qui en majorité servent à fabriquer du papier.
L'art antérieur divulgue que de telles ban-
des fibreuses faites surtout de fibres de fabrication
de papier peuvent être renforcées pour obtenir une struc-
ture en bande feuilletée,destinée à être utilisée en
tant que torchons de grande résistance Ceci est géné-
ralement réalisé en faisant adhérer une couche de renfort à une ou plusieurs épaisseurs de bande de
densité uniforme, telles que du tissu.
Une autre structure antérieure feuilletée utilisant des couches de tissusest divulguée dans le
brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 862 877 et compre-
nant trois couches de tissus et dans laquelle une grande quantité de matières solides particulaires de liant mou, collant et non migratoire est incorporée dans un tissu placé au centre se trouve en face de couches externes additionnelles de tissu Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 709 764
a divulgué un torchon feuilleté dans lequel une ou plu-
sieurs couches de tissu cellulosique sont placées
entre des couches externes de gaze.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 953 638 divulgue une structure de torchon feuilletée qui comporte une épaisseur centrale relativement inextensible de papier en tissu cellulosique qui est renforcée en imprimant sur chaque surface un dessin intermittent d'une résine polymère appropriée Les épaisseurs externes du torchon
sont en pa-ier en tissu cellulosique crêpé très extensi-
ble qu'on fait adhérer-de façon intermittente à la
surface de la couche centrale renforcée.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 879 257 appartenant à la Demanderesse divulgue une bande fibreuse à une seule épaisseur qui a une structure de type feuilleté qui consiste en une région centrale molle, absorbante formant noyau avec une proportion relativement faible de fibres, placée en sandwich entre deux régions de surfaces résistantes anti-abrasion ayant une proportion plus élevée de fibres Les régions de surface comportent une iratière liante pour fournir de la résistance et les zones liées se trouvant dans au
moins une des régions de surfaces sont finement crêpées.
Ce dernier brevet divulgue également un procédé pour fabriquer une bande du type feuilleté à partir d'une bande fibreuse déjà formée, le procédé comprenant les étapes consistant à appliquer à l'un des côtés de la bande une matière liante qui pénètre de 10 environ à
60 environ % à travers l'épaisseur de la bande, à appli-
quer à l'autre côté de la bande de la matière liante dans une répartition d'espacement fin qui pénètre de environ à 60 environ % à travers l'épaisseur de la bande mais n'est pas sensiblement reliée à la première matière liante, à faire adhérer cet autre côté de là bande à une surface de crêpage au moyen d'une matière liante, et à crêper la bande depuis la surface de crêpage. L'art antérieur connaît également de former une structure de bandes feuilletée en stratifiant une gaze en fils entre deux bandes fibreuses faites d'après
le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 879 257 L'espa-
cement entre les fils de la gaze provoque des orifices d'environ 0,51 cm 2 dans la gaze La Demanderesse a trouvé que ces zones non renforcées relativement importantes rendent la structure feuilletée non appropriée pour fabriquer des torchons de grande résistance car les zones relativement importantes non renforcées peuvent être trouées et n'ont pas une résistance acceptable à
l'abrasion sur toute la surface du torchon.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2 834 809 décrit un procédé connu comme gaufrage perforant pour traiter mécaniquement des bandes fibreuses pour les rendre pmlus absorbantes et plus adaptables Selon le procédé de ce dernier brevet, la bande passe dans l'emprise de deux rouleaux, la surface de chaque rouleau comprenant plusieurs saillies et cavités distribuées de telle manière que les saillies de chaque rouleau se conjuguent
avec les cavités correspondantes de l'autre rouleau.
A mesure que la bande fibreuse passe dans l'emprise
des deux rouleaux, des portions de la bande sont compri-
mées tandis que des parties de la bande entre les zones comprimées sont étirées au-delà de la limite élastique des fibres ou des liens entre fibres, ce qui provoque une séparation des fibres qui accroit la porosité de la bande Dans quelques cas, la résistance à la traction du papier est dépassé , ce qui provoque des orifices dans la bande Dans ce brevet, on reconnaît que des bandes de plusieurs épaisseurs peuvent être traitées
mécaniquement par le procédé décrit.
Selon la présente invention, on fournit un
torchon à couches multiples ayant une région de sur-
face résistante de fibres présentant une longueur pré-
dominante inférieure à 6,35 mm et ayant à l'intérieur
une matière liante selon une répartition de distribu-
tion fine, les zones de la région de surface-résistante
o est située la matière liante étant finement crêpées.
Le torchon a également une région interne,formant noyau,
de fibres présentant une longueur prédominante infé-
rieure à 6,35 mm et ayant une concentration de fibres inférieure à celle de la région de surface Le torchon comporte une seconde région résistante de fibres ayant
une longueur prédominante de moins de 6,35 mm et pré-
sentant une concentration de fibres plus grande que dans la région interne formant noyau, et comportant une
matière liante disposée à l'intérieur dans une distribu-
tion d'espacement fin de manière à lier les fibres ensemble dans la seconde région résistante pour former un réseau résistant, la matière liante de la seconde région résistante étant sensiblement non reliée à la matière liante de la région de surface résistante Le torchon est renforcé par une couche de consolidation comprenant une bande de matière fibreuse ayant une résistance minimale à la traction à l'état humide d'environ 178 g/cm mesurée dans toutes directions, et sensiblement exempte d'orifices plus grands que 12,9 mm 2, la couche de consolidation étant liée à la
surface externe de la seconde région résistante.
Selon un autre aspect de la présente inven-
tion, le torchon doit avoir également une troisième
région résistante de fibres présentant une longueur.
prédominante inférieure à 6,35 mm et ayant une matière liante disposée à l'intérieur dans une répartition d'espacement fin pour lier les fibres ensemble dans la
troisième région résistante pour former un réseau résis-
tant; une seconde région interneformant noyau,en fibres ayant une longueur prédominante inférieure à 6,35 mm et présentant généralement moins de concentration en fibres que la troisième région résistante; et une seconde région de surface résistante en fibres ayant une longueur prédominante inférieure à 6,35 mm et ayant une matière liante disposée à l'intérieur dans une répartition d'espacement fin, les zones de-la région de surface résistante o la matière liante est disposée étant crêpées finement, et la matière liante de la seconde région de surface résistante étant généralement
non reliée à la matière liante de la troisième région.
résistante en fibres, et plusieurs des fibres de la seconde région formant noyau voisine de la seconde région de surface résistante et de la troisième région résistante étant attachées dans des fibres de la seconde région de surface résistante ou de la troisième région résistante soit par des liants de fabrication de
papier soit par une matière liante.
Selon encore un autre aspect de la présente invention, le torchon peut avoir également une seconde couche de consolidation comprenant une bande de matière fibreuse ayant une résistance minimale à la traction à
l'état humide d'environ 178 g/cm mesurée dans une direc-
tion quelconque, et étant sensiblement emerm Pte d'orifices supérieurs à 12, 9 mm 2, la couche de consolidation étant liée à la surface extérieure de la première région résistante. Selon le procédé de la présente invention, le torchon à couches multiples est fabriqué: (a) en appliquant une matière liante sur l'un des côtés d'une bande de fibres ayant une longueur prédominante inférieure à 6,35 mm qui pénètre de 10 environ à 60 environ pour cent à travers la bande; (b) en appliquant une matière liante
sur l'autre côté de la bande dans une répartition d'espa-
cement fin qui couvre environ 15 à environ 60 pour cent de la zone de surface et qui pénètre de 10 environ à environ pour cent à travers l'épaisseur de la bande et n'est pas sensiblement interconnecté avec la matière
liante du premier côté; (c) en faisant adhérer les par-
ties liées de l'autre côté de la bande à une surface de crêpage et en crêpant la bande depuis la surface de crêpage; et (d) en faisant adhérer une bande de renfort de matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état mouillé d'environ 178 g/cm mesurée dans toutes directions et étant sensiblement exempt d'orifices plus grands que 12,9 mm, à la surface du
premier côté de la bande.
Selon un autre aspect de la présente inven-
tion, un torchon multicouche peut être fabriqué en faisant adhérer une seconde bande de renfort en matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état humide d'environ 178 g/m mesurée dans toutes directions et étant sensiblement exempted'orifices plus * 2 grands que 12, 9 mm, à la surface de l'autre côté de la bande. -Un autre aspect enfin de la présente invention montre qu'on peut faire un torchon multicouche en répétant additionnellement les étapes (a) (b) et (c) sur
une seconde bande de fibres ayant une longueur prédomi-
nante inférieure à 6,35 mm et en faisant adhérer sur un des
côtés de la seconde bande la bande de renforcement.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description qui
va suivre de formes de réalisation de la présente inven-
tion, qui sont faites à titre d'exemples et de manière non limitative, en référence aux dessins sur lesquels: la figure l représente une vue schématique
en section transversale d'une structure de bandes feuil-
letée; la figure 2 est une vue schématique en section transversale d'une seconde structure de bandes feuilletée; la figure 3 est une vue schématique en section transversale d'une troisième structure de bandes feuilletée; la figure 4 représente un organigramme synoptique présentant un procédé pour fabriquer la bande de la figure 1; la figure 5 est un organigramme synoptique
présentant des étapes additionnelles qui peuvent complé-
ter quelques-unes des étapes du procédé de la figure 4, pour produire la bande de la figure 2; et la figure 6 est un organigramme synoptique présentant des étapes additionnelles qui en complément des étapes du procédé de la figure 4 peuvent produire
la bande de la figure 3 -
La figure i montre sous forme schématique une vue en section transversale d'une structure de bande
multicouche 10 faite en accord avec la présente invention.
La bande 10 est composée d'une couche de surface fibreuse 12, une couche intérieure fibreuse 14 voisine
de la couche de surface 12, une seconde couche inté-
rieure fibreuse 16 voisine de la couche intérieure 14 et une couche fibreuse de renfort 18 voisine de la couche intérieure 16 La couche fibreuse de surface 12 a été consolidée par l'application d'une matière liante adhésive d'un dessin d'espacement fin sur la surface 11 de la couche 12 La couche intérieure 14 est constituée par des fibres maintenues de façon lâche l'une avec
l'autre par des liants de fabrication de papier.
La densité des fibres dans la couche intérieure 14 est généralement inférieure à la densité des fibres de la couche de surface consolidée 12 Beaucoup de fibres de la couche intérieure 14 voisine de la couche de surface consolidée 12 sont attachées dans des fibres de la couche de surface 12 soit par des liants de fabrication de papier soit par une matière liante adhésive de la
couche de surface 12, ce qui fournit une certaine ir té-
grité entre les couches 12 et 14 La couche intérieure fibreuse 16 est également renforcée par l'application
d'une matière liante adhésive dans un dessin d'espace-
ment finâàla surface 17 de la couche 16 La densité des fibres dans la couche renforcée 16 est généralement plus grande que la densité des fibres dans la couche interne 14 Plusieurs des fibres de la couche intérieure 14 voisine de la couche consolidée 16 sont attachées dans des fibres de la couche de surface 12 soit par des liants de fabrication de papier soit par une matière liante ' adhésive de la couche consolidée 16, ce qui fournit une
certaine intégrité entre les couches 14 et 16 La cou-
che de renfort 18 adhère à la surface 17 de la couche consolidée 16 par des moyens quelconques appropriés tels qu'une matière liante adhésive Dans une forme préférée de réalisation, la matière liante soit dans la surface il de la couche 12 soit dans la surface 17 de la couche 16 est ramollie par un crêpage fin de la surface Dans la forme de réalisation la plus appréciée la matière liante des deux surfaces 11 et 17 est crêpée finement. Dans la structure de bande de la figure 1, la couche de surface consolidée de fibres 12 combinée avec la couche intérieure moins dense 14 se combine pour donner à la bande 10 un équilibre de résistance correcte à l'abrasion et de capacité d'absorption et de mollesse Comme la matière liante de la couche de surface renforcée 12 est appliquée dans un dessin d'espacement fin, il peut y avoir une certaine tendance à la formation de tissu ouaté lorsque cette surface est utilisée pour le nettoyage Dans ces cas, la couche de renfort 18,en plus de fournir à la bande 10 une robustesse globale et une résistance aux perforations, lui donne
également une grande résistance à l'abrasion sans forma-
tion d'ouate bien qu'avec-une absorbance réduite.
La figure 2 montre sous forme schématique une vue en section transversale d'une autre structure, de
bande 20 faite en accord avec la présente invention.
Les couches 12 a, 14 a, 16 a et 18 a ont la même structure que les couches 12, 14, 16 et 18 respectivement de la figure 1 Une seconde couche de renfort 22 adhère à la surface lia de la couche consolidée 12 a par tout moyen
approprié tel qu'une matière liante adhésive.
La bande 20 de la figure 2 a deux couches extérieures de renfort 18 a et 22 pour les applications
o l'on désire que les deux surfaces soient très résis-
tantes sans voir de formation de ouate La densité relativement faible de la région de fibres internes 14 a non seulement-contribue à une caractéristique d'absorbance améliorée de la bande mais également est prévue pour former une bande 20 qu'on peut draper
davantage qu'en l'absence de cette couche.
La figure 3 montre sous forme schématique une vue en section transversale d'une autre structure de bande 30 en accord avec la présente invention Les couches 12 b, 14 b, 16 b et 18 b ont la même structure que les couches 12, 14, 16 et 18 de la figure 1 En plus des couches 12 b, 14 b, 16 b et 18 b, la bande 30 comprend une troisième couche fibreuse intérieure 32 voisine de la couche de renfort 18 b, une quatrième couche fibreuse intérieure 34 voisine de la couche 32 et une-seconde
couche fibreuse de surface 36 voisine de la couche 34.
La couche fibreuse de surface 36 a également été conso lidée par l'application d'une matière liante d'un dessin
d'espacement fin à la-surface 37 de la couche 36.
La couche intérieure 34 est constituée également par des fibres maintenues de façon lâche l'une à l'autre par des liants de fabrication de papier Comme la couche 14 b, la densité des fibres de la couche intérieure 34 est généralement inférieure à la densité des fibres de la couche de surface renforcée 36 Beaucoup de fibres de la couche intérieure 34 voisine de la couche de surface renforcée 36 sont attachées dans des fibres de
la couche de surface 36 soit par des liants de fabrica-
tion de papier soit par une matière liante adhésive utilisée pour consolider la couche de surface 36, ce qui provoque une certaine intégrité entre les couches 34 et 36 La couche fibreuse interne 32 est également consolidée par l'application d'une matière liante adhésive dans un dessin d'espacement fin à la surface 31 de la couche 32 La densité des fibres dans la couche consolidée 32 est généralement plus grande que la
densité des fibres dans la couche intérieure 34.
Beaucoup de fibres de la couche intérieure 34 voisine de la couche consolidée 32 sont également attachées dans des fibres de la couche consolidée 32 soit par des liants de fabrication de papier soit par une matière liante adhésive dans la couche consolidée 32, ce qui provoque une certaine intégrité entre les couches 32 et 34 La surface 31 adhère à la couche de renfort 18 b par tout moyen approprié tel qu'une matière
liante adhésive.
La bande 30 de la figure 3 comporte deux
couches de surface consolidées 12 b, 36 de fibres combi-
nées avec deux couches intérieures moins denses 14 b, 34
pour fournir une bande 30 ayant un équilibre de résis-
tance à l'abrasion ainsi aue des qualités d'absor- bance, de mollesse et de capacité de se draper La
couche de renfort 18 b fournit à la bande 30 une robus-
tesse globale et une résistance aux perforations.
Dans les formes préférées des figures 1 à 3, toutes les couches fibreuses excepté les couches de renfort 18, 18 a, 18 b et 22 comprennent de préférence des fibres principalement lignocellulosiques telles que de la pâte de bois ou des bourres de coton utilisées dans la fabrication du papier et qui constituent des fibres courtes d'une longueur de moins de 6, 35 mm Cependant, la bande peut être formée de façon qu'une partie ou la totalité des fibres soit des fibres relativement longues
tout en retenant les avantages de la présente invention.
Des exemples de telles fibres relativement longues incluent le coton, la laine, la rayonne, la cellulose régénérée, des fibres d'esters de cellulose telles que des fibres d'acétate de cellulose, des fibres polyamides, des fibres acryliques, des fibres de polyester, des fibres de vinyle, des fibres de protéine, des fibres de fluorocarbone, des fibres de dinitrile, des fibres de
nitrile, et autres, naturelles ou synthétiques.
La longueur de ces autres fibres peut aller jusqu'à environ 6,35 cm, bien que des longueurs plus courtes
soient avantageuses pour former la bande sur un équipe-
ment classique de fabrication de papier Il est particu-
lièrement avantageux pour des raisons économiques et autres d'utiliser au moins 50 % de fibres de fabrication
de papier Et il est également particulièrement avanta-
geux que les fibres soient orientées au hasard plutôt
qu'alignées.
La configuration de matière liante appli-
quée à la bande peut se trouver sur l'un ou l'autre côté et doit se trouver sur un côté dans une forme quelconque de lignes fines ou de zones fines, ce qui laisse une partie importante de la surface de la bande
exempte de matière liante De préférence, la configura-
tion devrait être telle que la matière liante occupe entre environ 15 % et environ 60 % de la zone totale de surface de la bande, ce qui laisse entre environ 40 % et environ 85 % de chaque surface de la bande exempte de
matière liante dans le produit sous forme de bande finie.
On a trouvé qu'il est particulièrement dési-
rable, lorsque la bande est constituée principalement de fibres de fabrication de papier, d'appliquer la matière liante dans une configuration réticulaire de telle
sorte que cette matière liante forme une bande de robus-
tesse du type réticulé à travers la surface de la bande.
Il est bien connu que les fibres de fabrication de
papier ont généralement une longueur inférieure à envi-
ron 6,35 mm et qu'elles ont normalement une longueur
prédominante de fibres inférieure à environ 1,59 mm.
Donc, lorsqu'il faut principalement donner de la résis-
tance à une feuille par une-matière liante plutôt que
par des liens entre fibres du type utilisé habituelle-
ment dans la fabrication de papier, il est important qu'il y ait une interconnexion continue d'au moins
quelques-unes des fibres par la matière liante à tra-
vers toute la bande Si la configuration de matière liante est sous'la forme de lignes parallèles, de barres, ou d'autres formes de zones séparées, la bande manquera de résistance essentielle à moins que ses zones séparées soient espacées de distances inférieures aux longueurs moyennes des fibres Cependant, lorsque la configuration d'adhésif est réticulaire, ou du type filet, les lignes interconnectées de la matière liante fournissent un réseau de robustesse même lorsque des zones importantes entre les lignes de l'application de matière liante sont définies comme des parties de
bande non délimitées.
La couche de renfort 18, 18 a, 18 b et 22 des figures 1, 2 et 3, respectivement, est une matière qu'on peut bien draper, qui est robuste, et qui ne présente pas des zones importantes ouvertes n'ayant pas de fibres de renfort En particulier, la matière de renfort 18,
18 a, 18 b et 22 devrait avoir une résistance à la trac-
tion minimale à l'état humide (eau) d'environ 178 g/cm
mesurée dans toute direction Comme mesure de la capa-
cité de drapage, on note que la couche de renfort 18, 18 a, 18 b et 22 doit avoir une rigidité à la flexion mesurée en accord avec la norme ASTM D 1388-75, volume 32, qui se trouve dans la gamme d'environ 10 à environ 25 On a trouvé également que la couche de renfort 18, 18 a, 18 b et 22 ne devrait pas avoir des zones ouvertes importantes Dans la forme de réalisation préférée, la couche de renfort est une bande non tissée déposée au hasard, "spunbonded" Une matière de renfort préférée est une bande de Nylon "sunbonxded" ayant une force-de 13,56 g/m 2 vendue sous le nom de marque déposée Cerex et qui est commercialisée par Monsanto Textile Company, 800 North Lindbergh Boulevard, St Louis, MO
63166.
La figure 4 est un organigramme montrant un
procédé pour fabriquer un torchon illustré à la figure 1.
Comme le montre la figure lx, le procédé démarre par le traitement d'un rouleau de papier de base 60 mais les spécialistes noteront que le procédé peut également démarrer par le traitement d'une bande telle qu'obtenue avec une machine de fabrication de papier décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 879 257 Le papier de base -est traité dans l'étape 62 en appliquant de la matière liante sur une des surfaces de la bande La matière liante peut être appliquée sur toute la surface de la bande oudans un procédé préféré,est appliquée en une configuration d'espacement fin sur la surface de la bande La pénétration de la matière liante dans la bande est commandée de telle manière qu'elle s'étende de 10 environ à 60 environ pour cent à travers l'épaisseur de la bande après l'étape de crêpage représentée par l'étape 68 Après l'étape 62 consistant à appliquer la matière liante sur une surface de la bande 60, on préfère exécuter l'étape-64 consistant à faire adhérer la bande au moyen de la matière liante appliquée sur une des surfaces de la bande 60 à une surface de crêpage et à crêper la bande depuis la surface de crêpage Après que la matière liante est appliquée sur l'une des surfaces, elle est appliquée,comme représenté
par l'étape 66,sur l'autre surface de la bande 60.
Comme pour l'étape 62, la matière liante peut être appliquée sur toute la surface de la bande ou dans un procédé'préféré, est appliquée-en une configuration
d'espacement fin sur la surface de la bande La pénétra-
tion du liant dans la bande est contrôlée de telle manière qu'il s'étend de 10 environ à 60 environ pour cent à travers l'épaisseur de la bande mais on ne lui permet pas d'être relié sensiblement avec la matière liante appliquée-durant l'étape 62 Après l'étape 66 consistant à appliquer de la matière liante sur l'autre surface de la bande 60, on préfère exécuter l'étape 68 consistant à faire adhérer la bande 60 au moyen de la matière liante appliquée sur l'autre surface de la bande 60 à une surface de crêpage et crêper la bande à
partir de la surface de crêpage.
Après la dernière étape de crêpage 68,il peut être souhaitable d'enrouler la bande traitée 60 sur des
rouleaux principaux 70 et 72 et de compléter la fabrica-
tion du produit du type torchon à un autre emplacement.
En variante, la bande traitée 60 peut aller directement vers l'étape suivante 7-8 qui consiste à stratifier la bande 60 avec une couche de renfort dont la source est indiquée par un rouleau 76 Dans l'étape de stratification 78, une formulation d'adhésif constituée par le produit connu sous la dénomination de marque déposée UCAR 878 commercialisée par Union Carbide Corporation, 270 Park Avenue, New York, NY 10017, mélangée avec six parties pour cent de caoutchouc du type "Cymel 3 03 ", commercialisé par American Cyanamid
Company, Wayne, NJ 07470, qui est un agent de réticu-
lation L'adhésif est imprimé sur la surface de la couche de renfort 76 au moyen d'un rouleau graveur ayant une configuration en losange de 2286 x 1524 iricrons (la dimension longue étant alignée dans le sens de machine de la bande) avec des lignes d'une largeur de 305 microns et d'une profondeur de 94,3 microns La surface de la couche de renfort 76 avec l'adhésif imprimé sur elle est mise en contact avec la surface de la bande 60 et elle est ensuite séchée,par exemple en faisant passer la bande combinée sur un dispositif de séchage du type "Yankee"à une température de 149-1630 C La bande est encore chauffée,par exemple au moyen d'un sécheur à air à une température de 221-2320 C pour durcir l'adhésif de stratification Bien que l'application de l'adhésif utilisé pour stratifier la couche de renfort 76 sur la bande 72 ait été faite selon une configuration continue en losange, il sera évident aux spécialistes de cette technique que d'autres configurations d'adhésif peuvent
être utilisées et en fait peuvent être plus désirables.
Par exemple, on pense que l'application de l'adhésif dans une configuration de taches séparées provoquera
la formation d'une bande qui a plus de dra-
pabilité qu'une bande qui a été stratifiée en une configuration continue d'adhésif Après l'étape de stratification 78, la structure feuilletée est celle
représentée généralement à la figure 1.
La structure feuilletée de torchon qui résulte de l'étape destratification 78 peut être relativement rigide si on la compare à un torchon en tissu Si c'est le cas, la structure de torchon feuilletée subit une
étape de ramollissement mécanique 82 telle que le micro-
crêpage, le gaufrage, ou le gaufrage perforant Le
procédé préféré pour l'étape de ramollissement mécani-
que 82 consiste en un gaufrage perforant de la structure feuilletée en accord avec l'enseignement du brevet des
Etats-Unis d'Amérique 2 834 809.
Après l'étape de ramollissement mécanique 80, la structure feuilletée de torchon peut être enroulée sur des rouleaux principaux 84 pour être convertie ensuite en paquets de torchons individuels.
La figure 5 constitue un organigramme synop-
tique d'étapes additionnelles qui donnent le torchon
feuilleté de la figure 2 lorsque ces étapes sont réali-
sées après l'étape de stratification 78 de la figure 4.
Comme on l'indique par la ligne en traits mixtes 80, la structure de torchon feuilletée résultant de l'étape
de stratification 78 subit une seconde étape de strati-
fication 88 dans laquelle une seconde bande de renfort 86 adhère à la surface non renforcée de la structure feuilletée produite depuis l'étape de stratification
78 L'étape de stratification 88 est sensiblement identi-
que à l'étape de stratification 78 de la figure 4 La structure de bandes feuilletée qui résulte de l'étape
de stratification 88 est représentée à la figure 2.
Dans le procédé préféré de fabrication de la structure.
de torchon feuilletée de la figure 2, cette dernière subit une étape de ramollissement mécanique 90 qui est
sensiblement la même que l'étape de ramollissement méca-
nique 82 de la figure 4 Le torchon ramolli mécanique-
ment est enroulé sur un rouleau principal 92 de manière
à être converti ultérieurement en paquets de torchons.
La figure 6 est un organigramme synoptique montrant des étapes additionnelles qui lorsqu'elles sont réalisées après l'étape de crêpage 68 de la figure 1, permettent de produire le torchon feuilleté de la figure 3 Dans un procédé préféré, indiqué par les lignes en pointillés 71, 73 et 75, les bandes 70, 72 et 76 sont stratifiées ensemble dans une seule étape de stratification 94 Ceci est réalisé en plaçant la bande de renfort 76 en contact avec une surface de la bande 72, en appliquant de l'adhésif comme décrit à l'étape de stratification 78 de la figure 5, sur la surface de la bande de renfort 76 qui n'est pas en contact avec la bande 72, puis en mettant la seconde bande 70 en contact avec la surface de la bande 76 qui n'est pas en contact avec la bande 72 La structure de bande feuilletée est ensuite séchée et durcie comme décrit en relation avec l'étape de stratification 78 de la figure 4 La structure de bande stratifiée qui résulte de l'étape de stratification 94 est la structure représentée à la figure 3 On préfère cependant réaliser une étape de ramollissement mécanique 96 sensiblement identique à l'étape correspondante de la figure 4 Le torchon feuilleté ramolli mécaniquement peut être
enroulé sur des rouleaux principaux 98 pour être conver-
ti ensuite en paquets de torchons individuels.
Dans les procédés généralement décrits dans
les figures 4 à 6, les étapes de ramollissement mécani-
que 82, 90 et 96 ont été montrées comme ayant eu lieu après les étapes correspondantes de stratification 78, 88 et 94 On envisage également selon la présente invention que les étapes de ramollissement mécanique 82, 90 et 96 puissent avoir lieu immédiatement après
la seconde étape de crêpage 68 de la figure 1.
Durant la description concernant les figures
4 à 6, on a également indiqué que les étapes de ramollis-
sement mécanique étaient facultatives En général, on peut dire que si la rigidité à la flexion du torchon après l'étape de stratification est plus grande que 600, il est souhaitablede réaliser l'étape de ramollissement mécanique. Les structures de bandes des figures l à 3 auront généralement une force a Drès finition descendant à 13,6 kg par rame de 267,55 m 2 et montant jusqu'à 49,8 kg par rame avec une gamme préférée allant de
29,4 à 43 kg par rame.
EXEMPLE 1
L'exemple 1 est un torchon de grande résis-
tance ayant la structure de la figure 3 et fait en
accord avec les figures 4 et 6.
La bande de base 60 a été formée classiquement sur des équipements habituels de fabrication de papier à partir d'une bouillie de pâte de fibres blanchies du type kraft de bois résineux du nord-est dans laquelle a été ajouté le produit dénommé "RYCO 637 "po r réduire la liaison entre fibres La bande adhérait à un sécheur
du type"Yankee'et a été crêpée à partir de celui-ci.
Les propriétés physiques nominales de la bande de base étaient les suivantes: Force 14 kg pour 267,55 m Bouffant 5,3 mm pour 24 feuilles Résistance à la traction dans le sens machine 189 g/cm Etirage sens machine 6 % Résistance à la traction dans le sens transversal 123 g/cm Les deux surfaces de la bande de base 60 sont liées et crêpées en accord avec les étapes 62, 64, 66 et
68 de la figure 4 La matière liante appliquée aux surfa-
ces de la bande est une émulsion aqueuse de A-105,commer-
cialisé par Air Products & Chemical, Inc, P O Box 538, Allentown, PA 18105, à 4,5-8,2 kg par rame de solides,
jusqu'à 0,5 partie de chlorure d'ammonium pour 100 par-
ties de solides A-105, jusqu'à 0,5 partie de "Foamaster VF"commercialisé par Diamond Shamrock Corporation, 350 Mount Kemble Ave, Morristown, NJ 07960 pour 100-parties de solides A-105, et jusqu'à 0,5 partie de "Natrosol" commercialisé par Hercules Corp, Wilmington, DE, pour parties de solides A-105 La matière liante est imprimée sur les surfaces au moyen d'un rouleau graveur ayant une configuration en losange de 2286 à 1524 microns, la largeur du losange étant de 239 à 274 microns et la
profondeur de la ligne étant de 1727 à 1930 microns.
Après la seconde étape de crêpage 68, la bande est stratifiée à une bande de Nylon "spunbonded" du type Cerex" commercialisée par Monsanto Textile Co, 800 No Lindbergh Blvd, St Louis, MO 63166, ayant une
force 10,17 g/m 2 La formulation d'adhésif et le pro-
cédé pour l'appliquer correspondaient à l'explication
concernant l'étape de stratification 78 de la figure 6.
Après que la structure de torchon ait été stratifiée, elle subit un gaufrage perforant en accord avec le brevet des Etats-Unis d'Amérique mentionné ci-dessus n O 2 834 809 Le gaufrage perforant est réalisé en faisant passer la structure de torchon feuilletée
à travers deux rouleaux ayant des configurations d'arti-
culation identiques La section transversale de chaque articulation est un hexagone allongé (dans le sens machine) ayant deux côtés longs parallèle s'étendant sur 1,32 mm dans le sens machine et deux paires de côtés égaux parallèles s'étendant sur 0,53 mm dans un sens qui fait un angle de 450 avec les côtés longs de l'hexagone
étendu Les articulations dans chaque rouleau sont ali-
gnées dans le sens machine avec un espacement entre arti-
culations de 3,65 mm tandis que des articulations adja-
centes sont décalées sous un angle de 450 dans la direc-
tion transversale du rouleau de telle manière que l'espa-
cement entre articulations le long de la ligne se trouvant à 45 par rapport au sens machine du rouleau, soit de
2,79 mm Les articulations des deux rouleaux s'entremê-
lent de telle manière qu'elles se chevauchent à une pro-
fondeur de 0,78 mm.
Le torchon feuilleté résultant a les carac-
téristiques suivantes: Avant Après ramollissement ramollissement Sens transversal état humide résistance traction (g/cm) 798 476 Sens machine état humide résistance traction (g/cm) 1107 Test de déchirement total (g/cm) 537 432 Test d'éclatement de Mullen état sec (Pa) 218 162 Rigidité à la flexion 941,2 327, 5 Test d'abrasion de Taber état sec (cycles) 245 106 Force (g/m) 150,3 149,8 Toute la procédure du test de déchirement est
décrite dans le document TAP Pl Procedure T 414 t S-65.
* La procédure d'essai à-l'éclatelent de Pullen est décrite
dans le document TAP Pl Procedure T 403 Qs-76.
La rigidité à la flexion est mesurée en accord
avec le document ASTM Procedure D 1388-75 volume 32.
Le test d'abrasion de Taber est décrit dans le document ASTM 1175, plateforme rotative, double tête,
section 41 3, point de défaut de 6,35 mm de diamètre.
EXEMPLE 2
L'exemple 2 est un torchon de grande résis-
tance fabriqué de la même manière que le torchon de l'exemple 1 sauf que la couche de renforcement est une couche de Nylon 4 'smunbonded"du type "Cerex" ayant une force de 13,56 g/m
Le torchon feuilleté résultant a les carac-
téristiques suivantes: Avant Apres ramollissement ramollissement Sens transversal état humide résistance traction (g/cm) 825 610 Sens machine état humide résistance traction (g/cm) 1308 Test de déchirement total (g/cm) 564 515,2 Test d'éclatement de Mullen état sec (Pa) 224 162 Rigidité à la flexion 828,3 314 Test d'abrasion de Taber état sec (cycles) 292 107 Force (g/m) 152,2 154,4
EXEMPLE 3
L'exemple 3 est un torchon de grande résis-
tance fabriqué de la même manière que dans l'exemple 2 sauf pour l'étape de gaufrage perforant dans laquelle le chevauchement des articulations a été réduit à 279 microns,
ce qui a donné un ramollissement mécanique moindre du tor-
chon feuilleté.
Le torchon feuilleté résultant ales caracté-
ristiques suivantes: Avant Apres ramollissement ramollissement Sens tranversal état humide résistance traction (g/cm) 834 751 Sens machine état humide résistance traction (g/cm) 1406 Test de déchirement total (g/cm) 628 572 Test d'éclatement de Mullen état sec (Pa) 217,7 239 Rigidité à la flexion 1194,6 552,9 Test d'abrasion de Taber état sec (cycles) 269 156 Force (g/m 2) 154,9 155,0
EXEMPLE 4
La feuille de base de l'exemple 4 est fabri-
quée fondamentalement par le même procédé et sur la même machine de fabrication de papier que la feuille de base des exemples 1, 2 et 3, sauf que la force est augmentée à une valeur nominale de 76,2 g/m Les autres propriétés physiques nominales de la bande de base sont les suivantes: Bouffant 6,85 mm pour 24 feuilles Résistance traction 312 g/cm sens machine Etirage sens machine 6 % Résistance traction sens transversal 190 g/cm Les deux surfaces de la matière de la bande de base sont liées et crêpées de la même manière que la matière de la bande de base des exemples 1, 2 et 3 sauf que la largeur linéaire de la configuration de rouleaux graveurs est entre 239 et 297 microns et la
profondeur linéaire est entre 1727 et 2387 microns.
La bande de base liée et crêpée a une force nominale de 96,5 g/m Après la seconde étape de crêpage, la matière de bande de base traitée adhère à une bande du type'terex"ayant une force de 13,56 g/m 2 en utilisant le procédé ainsi que le type et la quantité d'adhésif qui sont décrits dans l'explication concernant l'étape de stratification de la figure 4 La structure de bande stratifiée est alors ramollie mécaniquement par un gaufrage perforant de la même manière que dans l'exemple 1 Le torchon stratifié résultant a les caractéristiques suivantes: Avant Après ramollissement ramollissement Sens transversal état humide résistance traction (g/cm) 808 489 Sens machine etat humide résistance traction (g/cm) 1249 Test de déchirement total (g/cm) 458 358 Test d'éclatement de Mullen état sec (Pa) 203 183 Rigidité à la flexion 772,6 380,2 Test d'abrasion de Taber état sec (cycles) 151 102 Force (g/m 2) 116,1 118,3
EXEMPLE 5
La surface non consolidée de la structure
stratifiée de l'exemple' 4 adhère avant le gaufrage per-
forant à une seconde couche de renfort de Nylon spunbonded"du type" 2 ere> 'ayant une force de 13,56 g/m 2 et en utilisant une seconde étape de stratification qui est sensiblement la même que l'étape de stratification
utilisée pour l'exemple 4 La structure strati-
fiée-est alors soumise au même processus de gaufrage perforant que celui utilisé pour le ramollissement de l'exemple 4 Le torchon stratifié résultant a les caractéristiques suivantes: Avant Après ramollissement ramollissement Sens transversal état humide résistance traction (g/cm) 1343 945 Sens machine état humide résistance traction (g/cm) 2209 Test de déchirement total (g/cm) 883 742,4 Test d'éclatement de Mullen état sec (Pa) 373 316 Rigidité à la flexion 2901 1846 Test d'abrasion de Taber état sec (cycles) Force (g/m 2) 142,6 144,1
Claims (23)
1 Produit multicouche du type torchon, caractérisé en ce qu'il comprend une première région résistante de surface ( 12) en fibres ayant une longueur prédominante inférieure à 6,35 mm et comportant à l'in-
térieur une matière liante dans une configuration d'es-
pacement fin, les zones de la région de surface résis-
tante o la matière liante est disposée étant crêpées finement; une région interne formant noyau ( 14) en fibres ayant une longueur prédominante inférieure à
6,35 mm et présentant généralement moins de concentra-
tion en fibres que la région de surface; une seconde région résistante ( 16) en fibres ayant une longueur prédominante inférieure à 6,35 mm et présentant une concentration en fibres plus grande que dans la région interne formant noyau ( 14) et présentant une matière liante disposée à l'intérieur dans une configuration d'espacement fin de manière à lier les fibres ensemble dans la seconde région résistante en un réseau robuste,, la matière liante de la seconde région résistante ( 16) étant sensiblement non reliée à la matière liante de la région de surface résistante et beaucoup des fibres de la région interne formant noyau ( 14) voisine de la première région de surface résistante ( 12) et de la seconde région résistante ( 16) étant attachées dans des fibres de la première région de surface résistante ( 12) ou de la seconde région de surface résistante ( 16) par des liants de fabrication de papier ou une matière liante; et une couche de consolidation ( 18) comprenant une bande de matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état humide d'environ 178,6 g/cm mesurée dans toutes directions, et étant sensiblement exempte d'orifices plus grands que 12,9 mmm 2, la couche de consolidation ( 18) étant liée à la surface extérieure
de la seconde région résistante ( 16).
2 Produit multicouche selon la revendica-
tion 1, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième
région résistante en fibres ayant une longueur prédomi-
nante inférieure à 6,35 mm et présentant une matière liante disposée à l'intérieur dans une configuration d'espacement fin-pour lier les fibres dans la troisième région résistante de manière à former un réseau résistant; une seconde région interne,formant noyau,en fibres ayant
une longueur prédominante inférieure à 6,35 mm et présen-
tant généralement moins de concentration en fibres que la troisième région résistante; et une seconde région
de surface résistante en fibres ayant une longueur pré-
dominante inférieure à 6,35 mm et présentant une matière liante disposée à l'intérieur dans une configuration d'espacement fin, les zones de la région de surface
résistante o la matière liante est disposée étant crê-
pées finement, et la matière liante de la seconde région de surface résistante étant généralement non reliée à la matière liante de la troisième région résistante en fibres, et beaucoup des fibres de la seconde région formant noyau voisine de la seconde région de surface résistante et de la troisième région résistante étant attachées dans des fibres de 'la seconde région de surface résistante ou de la troisième région résistante soit par des liants de fabrication de papier soit par une matière liante.
3 Produit selon la revendication 1, carac-
térisé en ce qu'il comprend une seconde couche de consolidation comprenant une bande de matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état humide -d'environ 178,6 g/cm dans toutes directions, et étant sensiblement exempte d'orifices plus grands que 12,9 mm, la couche de renfort étant liée à la
surface externe de la première région résistante.
4 Produit selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que la matière liante de la surface de la seconde région résistante voisine de la couche de
renfort est finement crêpée.
Produit selon la revendication 1 ou la revendication 4, caractérisé en ce que la matière liante de la surface externe de la région de surface résistante -occupe de 15 environ à 60 environ pour cent de la surface du produit.
6 Produit selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que la matière liante de la seconde région résistante-occupe de 15 environ à 60 environ pour cent
de la surface du produit.
7 Produit-selon la revendication 5, carac-
térisé en ce que la matière liante de la seconde région résistante occupe de 15 environ à 60 environ pour cent
de la surface du produit -
8 Produit selon la revendication 3, carac-
térisé en ce que la-matière liante de la surface de la seconde région résistante voisine de la couche de
renfort est finement crêpée.
9 Produit selon la revendication 3 ou la revendication 8, caractérisé en ce que la matière liante de la surface externe de la région de surface résistante
occupe de 15 environ à 60 environ pour cent de la sur-
face du produit.
Produit selon la revendication 3, caracté-
risé en ce que la matière liante de la seconde région résistante occupe de 15 environ à 60 environ pour cent
de la surface du produit.
11 Produit selon la revendication 9, caracté-
risé en ce que la matière liante de la seconde région résistante occupe de 15 environ à 60 environ pour cent
de la surface du produit.
12 Produit selon la revendication 2, caracté-
risé en ce que la matière liante de-la surface de la-
seconde et de la troisième régions résistantes voisines de
la couche de renfort est finement crêpée.
13 Produit selon l'une quelconque des reven-
dications 2 ou 12, caractérisé en ce que la matière liante de la surface externe des deux régions de surface résistante occupe de 15 environ à 60 environ pour cent
de la surface du produit.
14 Produit selon la revendication 2, caracté-
risé en ce que la matière liante de la seconde et de la troisième régions résistantes occupe de 15 environ à
environ pour cent de la surface du produit.
Produit selon la revendication 13, caracté-
risé en ce que la matière liante de la deuxième et de la troisième régions résistantes occupe de 15 environ à
60 environ pour cent de la surface du produit.
16 Procédé pour fabriquer un produit du type torchon à couches multiples, caractérisé eh ce qu'il comprend les étapes consistant: (a) à appliquer de la matière liante sur un
côté d'une bande en fibres ayant une longueur prédomi-
nante inférieure à 6,35 mm pénétrent de 10 environ à
environ pour cent à travers la bande; -
(b) à appliquer de la matière liante sur
l'autre côté de la bande dans une configuration d'espa-
cement fin,qui couvre de 15 environ à 60 environ pour cent de la zone de surface,qui pénètre de 10 environ à environ pour cent à travers l'épaisseur de la bande et qui n'établit sensiblement pas d'interconnexion avec la matière liante du premier côté; (c) à faire adhérer les parties liées de l'autre côté de la bande avec une surface de crêpage et à crêper la bande à partir de la surface de crêpage;et (d) à faire adhérer une bande de renfort de matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état humide d'environ 178,6 g/cm mesurée dans toutes directions et étant sensiblement exempte d'orifices plus grands que 12,9 mm, à la surface du
premier côté de la bande.
17 Procédé selon la revendication 16, carac-
térisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à faire adhérer une seconde bande de renfort de matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état hu ide d'environ 178,6 g/cm mesurée dans
toutes directions et étant sensiblement exempte d'ori-
fices plus grands que 12,9 mm, à la surface de l'autre
côté de la bande.
18 Procédé selon la revendication 16, carac- térisé en ce qu'il comprend les étapes additionnelles consistant à répéter les étapes (a), (b) et (c) sur une seconde -bande de fibres ayant une longueur prédominante inférieure à 6,35 mm et à faire adhérer le premier côté
de la seconde bande à la bande de renfort.
19 Procédé selon la revendication 16, carac-
térisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à faire adhérer les parties liées du premier côté de la bande à une surface de crêpage et à crêper la bande depuis la
surface de crêpage.
Procédé selon la revendication 16 ou la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à ramollir mécaniquement le produit multicouche.
21 Procédé selon la revendication 20, carac-
térisé en ce que l'étape de ramollissement mécanique est
accomplie par un gaufrage perforant du produit.
22 Procédé selon la revendication 19, carac-
térisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à faire adhérer une seconde bande de renfort en matière fibreuse ayant une résistance à la traction minimale à l'état
humide d'environ 178,6 g/cm mesurée dans toutes direc-
tions et étant sensiblement exempte d'orifices plus grands que 12,9 mmi, à la surface de l'autre côté de la
bande.
23 Procédé selon la revendication 17 ou la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend le
ramollissement mécanique du produit.
24 Procédé selon la revendication 23, carac-
térisé en ce que l'étape de ramollissement mécanique est
accomplie par le gaufrage perforant du produit.
Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à répéter les étapes (a), (b) et (c) surune seconde
bande de fibres ayant une longueur prédominante infé-
rieure à 6,35 mm, à faire adhérer les parties liées du premier côté de la seconde bande à une surface de crê- page et à crêper la bande à partir de la surface de crêpage, et à faire adhérer le premier côté de la
seconde bande à -la bande de renfort.
26 Procédé selon la revendication 18 ou la 1-O revendication 25, caractérisé en ce qu'il comprend le
ramollissement mécanique du produit.
27 Procédé selon la revendication 21-, carac-
térisé en ce que l'étape de ramollissement mécanique est
accomplie par le gaufrage perforant du produit.
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