FR2708453A1 - Tissus de papier souples et leur procédé de fabrication. - Google Patents

Abstract

Les tissus souples selon l'invention se caractérisent par un fort bouffant et une faible raideur. Ils peuvent être fabriqués sans recours à un sécheur-frictionneur. Les effets résultants des fonctions habituelles du sécheur-frictionneur sont obtenus en opérant respectivement un transfert rapide (13/17) de la nappe (15) à l'extrémité humide de l'installation de fabrication et en procédant à un séchage par air transversal (21).

Description

Dans la fabrication de produits en tissus de papier, tel que le papier

hygiénique, on doit prêter attention à une grande diversité de caractéristiques du produit pour que le produit final présente l'assortiment approprié de propriétés convenables compte tenu de l'utilisation prévue pour le produit. Parmi ces diverses propriétés, la souplesse, au sens donné ci-après, a toujours constitué un objectif majeur pour les produits de qualité. On entend par souplesse, également appelée douceur, la sensation d'affaissement que donne une

feuille de matériau lorsqu'on la froisse à la main (Sverige-

Svensk Standard SS 15 20 05. La souplesse dépend en particulier de la raideur et du bouffant (de la masse spécifique), une plus faible raideur et un plus grand bouffant (une plus faible masse spécifique) améliorant

généralement la souplesse perçue.

Habituellement, les produits en tissus de papier ont été faits en utilisant un procédé de pressage humide selon lequel une quantité significative d'eau est enlevée de la nappe étalée humide par pression ou par essorage de l'eau depuis la nappe avant le séchage final. En particulier, tandis qu'elle est supportée par un feutre papetier absorbant, la nappe est serrée entre le feutre et la surface d'un cylindre chauffé rotatif (sécheur-frictionneur) en utilisant un rouleau de pression tandis que la nappe est transférée vers la surface du sécheur-frictionneur pour un séchage final. La nappe séchée est ensuite séparée du sécheur-frictionneur à l'aide d'une racle (crêpage) qui sert à partiellement délier la nappe séchée en brisant un grand nombre des liaisons qui se sont précédemment formées au cours des étapes de pressage humide du procédé. Le crêpage améliore généralement la souplesse de la nappe, au dépens toutefois

d'une perte significative de résistance.

Plus récemment, le séchage par air transversal est

devenu un moyen prépondérant de séchage des nappes de tissu.

Le séchage par air transversal apporte un procédé relativement non-compressif d'élimination de l'eau de la nappe en faisant passer de l'air chaud au travers de la nappe jusqu'à ce qu'elle soit sèche. Plus spécifiquement, une nappe étalée humide est transférée depuis la toile de formation vers une toile de séchage par air transversal, grossière, très perméable et retenue sur la toile de séchage par air transversal jusqu'à ce qu'elle soit sèche. La nappe séchée résultante est plus souple et plus épaisse qu'une feuille séchée par pressage humide et non crêpée du fait qu'il se forme moins de liaisons papetières et du fait que la nappe est moins dense. L'essorage de l'eau depuis la nappe humide est éliminé bien que le transfert ultérieur de la nappe vers un sécheur-frictionneur à des fins de crêpage soit toujours utilisé pour un séchage final et/ou un assouplissement du

tissu résultant.

Bien qu'il y ait une incitation à éliminer le sécheur-

frictionneur et à fabriquer un tissu séché par air transversal non crêpé, les tentatives de fabrication de feuilles de tissu séchées par air transversal sans utilisation d'un sécheur-frictionneur (non crêpées) ont débouché jusqu'ici sur des produits qui ne présentaient pas la souplesse voulue lorsqu'on les compare à leurs homologues crêpées. Cela est partiellement dû à la forte raideur et à la résistance inhérente d'une feuille non crêpée car, sans crêpage, il n'y a pas de rupture mécanique des liaisons au cours du procédé. Du fait que la raideur est un composant majeur de la souplesse, l'utilisation de feuilles séchées par air transversal et non crêpées a été limitée à des applications et des marchés o la résistance élevée prime, tel que pour des chiffons industriels et des serviettes,30 plutôt que pour des applications o la souplesse est requise, tel que le papier hygiénique, les serviettes d'entretien domestique de qualité et les mouchoirs en papier pour grand public. Il a été maintenant découvert que des tissus ayant des propriétés particulièrement convenables pour être utilisés comme papier hygiénique peuvent être fabriqués en utilisant certaines fibres papetières pré-traitées selon un procédé approprié. On préfère un procédé de fabrication de tissu par séchage par air transversal dans lequel la nappe de tissu n'est pas collée à un sécheur-frictionneur et donc est non crêpée. Les tissus résultants selon l'invention sont caractérisés par une combinaison unique de fort bouffant et de faible raideur lorsqu'on les compare aux papiers hygiéniques crêpés disponibles et en particulier aux produits

séchés par air transversal non crêpés.

La raideur des produits selon l'invention peut être représentée objectivement soit par la pente maximale de la courbe "charge dans le sens machine"/"allongement du tissu" (appelée ci-après "Pente Maximale SM", SM signifiant "sens

machine"), soit par le Facteur de Raideur SM (défini ci-

après) qui prend en outre en compte le calibre du tissu et le nombre d'épaisseurs du tissu. Selon l'invention, en surmontant la forte raideur inhérente des feuilles séchées par air transversal non crêpées, on peut produire un tissu de souplesse acceptable ayant un fort bouffant et une faible raideur. En outre, les produits selon l'invention peuvent avoir un fort degré d'extensibilité d'environ 10% ou plus qui offre une durabilité à l'utilisation. De tels produits de tissus souples, résistants et extensibles ayant un fort bouffant n'ont jamais été fabriqués jusqu'ici. Bien que cette invention soit particulièrement applicable au papier hygiénique, elle est également utile pour d'autres produits de papier dans lesquels la souplesse est un attribut significatif, comme pour les mouchoirs en papier ou les

serviettes en papier à usage domestique.

Par conséquent, selon un aspect, l'invention porte sur un tissu souple ayant un Bouffant (tel que défini ci-après) d'environ 9 cm3/g ou plus et une Pente Maximale SM d'environ

ou moins.

Selon un autre aspect, l'invention concerne un tissu souple comprenant une ou plusieurs épaisseurs séchées par air transversal non crêpées et ayant une Pente Maximale SM d'environ 10 ou moins, et de préférence ayant également un

Bouffant d'environ 6 cm3/g ou plus.

Selon un autre aspect, l'invention concerne un tissu souple ayant un Bouffant d'environ 9 cm3/g ou plus et un Facteur de Raideur SM d'environ 150 ou moins. Selon un autre aspect, l'invention concerne un tissu souple comprenant une ou plusieurs épaisseurs séchées par air transversal non crêpées et ayant un Facteur de Raideur SM d'environ 150 ou moins, et de préférence ayant également un

Bouffant d'environ 6 cm3/g ou plus.

Selon un autre aspect, l'invention apporte un procédé de fabrication d'une feuille de tissu souple comprenant: (a) la formation d'une suspension aqueuse de fibres papetières ayant une concentration d'environ 20% ou plus; (b) le travail mécanique de la suspension aqueuse à une température d'environ 62 C (140 F) ou plus fournie par une source de chaleur extérieure, telle que de la vapeur, avec un apport d'énergie d'environ 0,7457 kW-jour (1 ch-jour) par tonne de fibres sèches ou davantage pour onduler les fibres; (c) la dilution de la suspension aqueuse de fibres ondulées jusqu'à une concentration d'environ 0,5% ou moins et l'alimentation de la suspension diluée à une caisse d'arrivée de fabrication de tissu; (d) le dépôt de la suspension aqueuse diluée sur une toile de formation pour former une nappe humide; (e) l'essorage de la nappe humide jusqu'à une concentration d'environ 20 à environ 30%; (f) le transfert de la nappe essorée depuis la toile de formation jusqu'à une toile de transfert (17) se déplaçant à une vitesse inférieure d'environ 10 à environ 80% à celle de la toile de formation; (g) le transfert de la nappe jusque sur une toile de séchage par air transversal avec pour résultat que la nappe est réarrangée au plan macroscopique pour se conformer à la surface de la toile de séchage par air transversal; et (h) le séchage par air transversal de la nappe jusqu'à un

état sec final.

Le Bouffant des produits selon l'invention est calculé comme étant le quotient du Calibre (tel que défini ci-après),

exprimé en micron, divisé par le poids de base, exprimé g/m.

Le Bouffant résultant est exprimé en cm3/g. Pour les produits selon l'invention, les Bouffants peuvent être d'environ 6 cm3/g ou plus, de préférence 9 cm3/g ou plus, habituellement d'environ 9 à environ 20 cm3/g, et plus spécifiquement d'environ 10 à environ 15 cm3/g. Les produits selon l'invention tirent leurs Bouffants indiqués ci- dessus de la feuille de base, qui est la feuille produite par la machine de fabrication du tissu sans post-traitement tel qu'un gaufrage. Cependant, les feuilles de base selon l'invention peuvent être gaufrées pour produire des bouffants encore supérieurs ou des effets esthétiques, si on le désire,15 ou elles peuvent rester non gaufrées. En outre, les feuilles de base selon l'invention peuvent être calandrées pour améliorer leur caractère lisse ou réduire leur Bouffant si on le désire ou si cela est nécessaire pour satisfaire à des

spécifications existantes pour le produit.

La Pente Maximale SM des produits selon l'invention peut être d'environ 10 ou moins, de préférence d'environ 5 ou moins, et habituellement d'environ 3 à environ 6. La détermination de la Pente Maximale SM sera décrite ci-après en relation avec la figure 6. La Pente Maximale SM est la pente maximale de la courbe" charge dans le sens machine"/allongement. La Pente Maximale SM est exprimée en kilogrammes par 7,62 cm (par 3 pouces), mais à des fins de commodité, les valeurs de Pente Maximale SM sont indiquées

ci-après sans unité.

Le Facteur de Raideur SM des produits selon l'invention peut être d'environ 150 ou moins, de préférence d'environ 100 ou moins, et convenablement d'environ 50 à environ 100. Le Facteur de Raideur SM est calculé en multipliant la Pente Maximale SM par la racine carrée du quotient du calibre divisé par le nombre d'épaisseurs. Le Facteur de Raideur SM est exprimé en (kilogrammes par 7,62 centimètres)-microns0,5, c'est-à-dire en (kg par 3 pouces)-microns0"5, mais à des fins de simplicité, les valeurs de Facteur de Raideur SM sont

indiquées ci-après sans unité.

Le Calibre, tel qu'utilisé ici, est l'épaisseur d'une feuille unique, mais mesurée comme étant l'épaisseur d'une pile de 10 feuilles divisée par 10, chaque feuille étant placée dans la pile avec la même face sur le dessus. Le Calibre est exprimé en microns. Il est mesuré selon les procédés d'essai TAPPI T402 "Standard Conditioning and Testing Atmosphere For Paper, Board, Pulp Handsheets and related Products" et T411 om-89 "Thickness (caliper) of Paper, Paperboard, and Combined Board" avec la Note 3 pour les feuilles empilées. Le micromètre utilisé pour mettre en oeuvre la procédure T411 om-89 est un Micromètre à Bouffant (modèle TMI 49-72-00, Amityville, New York, USA) ayant un diamètre d'enclume de 103,2 millimètres (4 1/16 pouces) et une pression d'enclume de 3,39 kiloPascals (220 grammes/pouces2). Une fois que le Calibre a été mesuré, les mêmes 10 feuilles de la pile sont utilisées pour déterminer

le poids de base moyen des feuilles.

Les produits selon l'invention peuvent être des produits à épaisseur unique ou des produits à épaisseurs multiples, tel que des produits à deux épaisseurs, trois épaisseurs, quatre épaisseurs ou davantage. Les produits à une épaisseur sont avantageux du fait de leur faible coût de fabrication, tandis que les produits à épaisseurs multiples sont préférés par de nombreux consommateurs. En ce qui concerne les produits à épaisseurs multiples, il n'est pas nécessaire que toutes les épaisseurs du produit soit les mêmes, pourvu que l'une des épaisseurs soit conforme à l'invention. Le poids de base des produits selon l'invention peut aller d'environ 5 à environ 70 g/m2, de préférence dans d'environ 10 à environ 40 g/m2 et mieux d'environ 20 à environ 30 g/m2. Pour un papier hygiénique à épaisseur unique, on préfère un poids de base d'environ 25 g/m2. Pour un papier à deux épaisseur, on préfère un poids de base d'environ 20 g/m2. Pour un papier à trois épaisseurs, on préfère un poids de base d'environ 15 g/m2. Les tissus selon l'invention peuvent également être caractérisés par un degré relativement élevé d'extensibilité SM. La quantité d'extensibilité SM peut être d'environ 10% ou plus,

convenablement d'environ 15 à environ 25 ou 30%.

L'extensibilité ST (ST signifiant sens travers) peut être d'environ 3% ou plus, convenablement d'environ 7 à environ 10%. L'extensibilité SM peut être impartie à la feuille lors du transfert de la feuille depuis la toile de formation vers la toile de transfert, et/ou par transfert depuis une toile de transfert vers une autre toile de transfert, et/ou par transfert de la nappe depuis une toile de transfert à la toile de séchage par air transversal. L'extensibilité ST est

régie par le modèle de toile de séchage par air transversal.

Pour convenir comme papier hygiénique, le produit a de préférence une résistance à la rupture par traction SM d'environ 600 grammes par 7,62 centimètres (par 3 pouces) de large ou davantage, et mieux d'environ 700 à environ 1500 grammes. La résistance à la rupture par traction ST est de préférence d'environ 300 grammes par 7,62 centimètres (par 3 pouces) de large ou plus et mieux d'environ 400 environ 600 grammes. La résistance à la rupture par traction SM, l'extensibilité sous traction SM, la résistance à la rupture par traction ST et l'extensibilité sous traction ST sont obtenues selon le procédé d'essai TAPPI 494 om-88 "Tensile Breaking Properties of Paper and Paperboard" en utilisant les paramètres suivants: la vitesse de la tête d'équerre est de 254 mm/min (10 pouces/min) (la charge totale est de 4.540g (10 livres), l'écartement intermâchoire (c'est-à-dire la distance entre les mâchoires, quelquefois appelée longueur de jauge) est de 50,8 mm (2.0 pouces) et la largeur du spécimen est de 76,2 mm (3 pouces). La machine d'essai de rupture par traction est une machine Sintech modèle CITS-2000 (Systems Integration Technology Inc., Stoughton, MA, USA; division de

MTS Systems Corporation, Research Triangle Park, NC, USA).

Les fibres papetières utiles pour la mise en oeuvre de l'invention comprennent toutes fibres cellulosiques qui sont connues pour être utilisables pour la fabrication de papier, en particulier les fibres utilisables pour fabriquer des papiers de densité relativement faible, tel que les mouchoirs en papier, le papier hygiénique, les serviettes en papier, les serviettes de table en papier et analogues. Des fibres convenables comprennent des fibres vierges de bois résineux et de bois feuillu ainsi que des fibres cellulosiques secondaires ou recyclées, et leurs mélanges. Comme fibres de feuillu convenant particulièrement bien, on peut citer les fibres d'eucalyptus et d'érable. Telle qu'utilisée ici, l'expression "fibres secondaires" signifie toute fibre cellulosique qui a été précédemment isolée de sa matrice originale par des moyens physiques, chimiques, ou mécaniques et qui, en outre, a été formée en une nappe de fibres, séchée jusqu'à une teneur en humidité d'environ 10% en poids ou moins, puis réisolée de sa matrice de nappe par un moyen

physique, chimique ou mécanique quelconque.

Un composant clé de la souplesse des tissus est la raideur de la feuille ou la résistance au pliage. Les procédés antérieurs réduisent la raideur par crêpage, stratification, fixation à motifs sur un sécheurfrictionneur ou quelque combinaison de ces procédés. Ni le premier ni le dernier de ces procédés n'est possible dans le cadre d'un procédé de séchage par air transversal sans crêpage. Par conséquent, on peut s'attendre à ce que la stratification joue un rôle clé dans la réduction de la raideur de la feuille pour une résistance à la rupture par traction globale donnée. De façon idéale, la résistance globale voulue pourrait être fournie par une couche très mince (pour une faible raideur) qui a été traitée pour offrir une résistance ou un module très élevés (peut être par raffinage ou action chimique). La ou les couches restantes seraient constituées de fibres qui ont été traitées pour réduire de façon significative leur résistance (leur module). La clé pour obtenir une faible raideur à la résistance globale voulue consiste par suite dans le traitement ou la modification des fibres de façon à augmenter au maximum la différence de résistance (de module) entre les couches. Une modification idéale pour la couche la plus faible serait de réduire simultanément la résistance à la rupture par traction et d'augmenter le bouffant, car cela réduirait le module au

maximum.

Les procédés de modification destinés à produire des fibres souples pour les couches relativement faibles comprennent la modification mécanique, la modification chimique et les combinaisons de modifications mécaniques et de modifications chimiques. Les modifications mécaniques sont mises en oeuvre par des procédés qui déforment à demeure les fibres par une action mécanique. Ces méthodes introduisent des ondulations, des becs, et des micro-compressions dans la fibre qui réduisent la liaison fibre-fibre, réduisent la résistance à la rupture par traction de la feuille, et augmentent le bouffant, l'extensibilité, la porosité et la souplesse de la feuille. Des exemples de procédés de modifications mécaniques convenables comprennent le séchage éclair, le dépastillage à sec et l'ondulation humide à forte concentration. Bien que tout procédé et dispositif mécaniques qui confèrent une ondulation aux fibres puissent augmenter la souplesse de la feuille, ceux qui produisent davantage d'ondulations ou des ondulations plus raides ou une ondulation plus durable lorsque le produit est exposé à l'eau augmenteront la souplesse de la feuille à un plus grand degré et sont donc préférés. En outre, on peut ajouter des produits chimiques augmentant la souplesse aux fibres modifiées mécaniquement soit avant, soit après la modification mécanique pour produire une augmentation supplémentaire de souplesse par rapport à celle obtenue isolément par le traitement mécanique ou par l'addition de produits chimiques à l'extrémité humide de la chaîne de production. Un moyen préféré de modification des fibres pour la mise en oeuvre de l'invention est de faire passer les fibres au travers d'un dispergeur à arbre, qui est un dispositif d'ondulation humide à forte concentration qui travaille les fibres (leur fait subir des forces de cisaillement élevées et un fort degré de friction interfibre) à une température élevée. Les fibres qui ont été passées au travers d'un dispergeur à arbre (procédé auquel on se réfère quelquefois dans la suite par "dispergement") sont appelées "fibres dispergées". Ces fibres possèdent certaines propriétés qui les rendent particulièrement avantageuses pour la fabrication de tissus séchés par air transversal non crêpés en raison de leur

capacité à donner du bouffant et de leur souplesse.

La concentration d'une suspension aqueuse de fibres qui est soumise au dispergement doit être suffisamment élevée pour donner un contact significatif fibre-fibre ou permettre un travail qui modifiera les propriétés de surface des fibres traitées. Spécifiquement, la concentration peut être d'au moins environ 20, de préférence d'environ 20 à environ 60, et mieux d'environ 30 à environ 50% en poids sec. La concentration est principalement régie par le type de machine utilisée pour traiter les fibres. Pour certains dispergeurs à arbre, par exemple, il existe un risque de boucher la machine

à des concentrations supérieures à environ 40% en poids sec.

Pour d'autres types de dispergeurs, telle que la machine Bivis (disponible commercialement auprès de Clextral, Firminy Cedex, France) on peut utiliser des concentrations supérieures à 50 sans qu'elle se bouche. Ce dispositif peut être généralement décrit comme étant un dispergeur à arbre à double vis sous pression, chaque arbre ayant plusieurs bras de vis orientés dans la direction de l'écoulement du matériau suivis par plusieurs bras orientés dans la direction opposée pour créer une pression en retour. Les bras de vis sont entaillés pour permettre au matériau de passer au travers des entailles d'une série de bras à une autre. Il est souhaitable d'utiliser une concentration qui soit aussi élevée que possible pour la machine particulière utilisée aux fins

d'augmenter au maximum le contact fibre-fibre.

La température de la suspension fibreuse pendant le dispergement peut être d'environ 60 C (environ 140 F) ou plus, de préférence d'environ 67 C (environ 150 F) ou plus, et mieux d'environ 99 C (environ 210 F) au plus et mieux encore d'environ 104 C (environ 220 F) ou davantage. La limite supérieure de la température est dictée par le fait que l'appareil est ou non sous pression, du fait que les suspensions aqueuses de fibres dans l'appareil fonctionnant à la pression atmosphérique ne peuvent pas être chauffées au delà du point d'ébullition de l'eau. Il est intéressant de noter que l'on croit que le degré et la permanence de l'ondulation sont fortement affectés par la quantité de lignine des fibres soumises au procédé de dispergement, les plus gros effets pouvant être obtenus avec les fibres ayant la teneur en lignine la plus élevée. Par conséquent, les pâtes à fort rendement ayant une forte teneur en lignine sont particulièrement avantageuses en ce sens que l'on peut transformer en fibres ayant la souplesse voulue des fibres qui jusqu'ici n'étaient pas considérées comme pouvant offrir une telle souplesse voulue. De telles pâtes à fort rendement, répertoriées en ordre décroissant de teneur en lignine, sont la pâte mécanique de défibreur, la pâte thermomécanique (tmp), la pâte chimiomécanique (cmp), la pâte chimiothermomécanique blanchie (bctmp). Ces pâtes ont des teneur en lignine d'environ 15% ou plus tandis que les pâtes chimiques (kraft et sulfite> sont des pâtes à faible

rendement ayant une teneur en lignine d'environ 5% ou moins.

La quantité d'énergie appliquée à la suspension de fibres pendant le dispergement agit également sur les propriétés des fibres. En général, l'augmentation de la

fourniture d'énergie augmente l'ondulation des fibres.

Cependant, on a également constaté que l'ondulation des fibres atteint un maximum lorsque l'énergie fournie est d'environ 1,6 kilowatts- jour par tonne (2 ch-jour par tonne) de fibres sèches en suspension. Une gamme préférée de fourniture d'énergie va d'environ 0,8 à 2,5 kilowatts- jour par tonne (d'environ 1 à environ 3 ch-jour par tonne) et mieux d'environ 1,6 kilowatts-jour par tonne (environ 2 ch-jour par tonne) ou davantage. Au cours du travail des fibres pendant le dispergement, il est nécessaire que les fibres subissent un frottement ou un cisaillement substantiel fibre-fibre ainsi qu'un contact de frottement ou cisaillement avec les surfaces des dispositifs mécaniques utilisés pour traiter les fibres. Il est souhaitable qu'il y ait une certaine compression, c'est-à-dire que les fibres soient pressées les unes dans les autres, pour augmenter ou accroître l'effet du frottement ou du cisaillement sur les fibres. La mesure de la quantité appropriée de cisaillement et de compression à utiliser est fonction du résultat final qui est l'obtention d'un bouffant élevé et d'une faible raideur dans le tissu résultant. Un certain nombre de dispergeurs à arbre ou de dispositifs mécaniques équivalents connus dans l'industrie papetière peuvent être utilisés pour atteindre les résultats attendus à différents degrés. Des dispergeurs à arbre convenables comprennent, sans que cela soit limitatif, des dispergeurs à arbre non pressurisés et des dispergeurs à arbre pressurisés tel que les machines Bivis décrites ci- dessus. Les dispergeurs à arbre peuvent être caractérisés par leur rapport relativement élevé entre le volume et la surface intérieur et ils reposent fondamentalement sur le contact fibrefibre pour provoquer la modification des fibres. Ils diffèrent en cela des raffineurs à disque ou des dispergeurs à disque qui reposent principalement sur le contact surface métallique-fibre plutôt que sur un contact fibre-fibre. Bien que le dispergement soit un procédé préféré de réduction du module pour les fibres de couches souples, l'intention n'est pas de se limiter à l'utilisation de fibres traitées de cette manière. On peut utiliser des dispositifs mécaniques ou chimiques pour réduire la résistance et le module de ces fibres et les employer avec une couche résistante pour réduire directionnellement la

raideur de la feuille.

On peut utiliser des agents assouplissants, quelquefois appelés déliants, pour augmenter la souplesse du produit de tissu et de tels agents assouplissants peuvent être incorporés aux fibres avant, pendant ou après le dispergement. De tels agents peuvent être également pulvérisés ou appliqués sur la nappe après la formation, tandis qu'elle est humide, ou ajoutés à l'extrémité humide de la machine de fabrication de tissu avant la formation. Des agents convenables comprennent, sans que cela soit limitatif, les acides gras, les cires, les sels d'ammonium quaternaires, le chlorure de diméthyl- suif-ammonium dihydrogéné, le méthylsulfate d'ammonium quaternaire, le polyéthylene carboxylé, la cocamide-diéthanolamine, la cocobétaïne, le laurylsarcosinate de sodium, les sels d'ammonium quaternaire partiellement éthoxylés, le chlorure de distéaryl-diméthyl ammonium, les polysiloxanes et analogues. Comme agents assouplissants chimiques disponibles dans le commerce et convenant à la mise en oeuvre de l'invention on peut citer, sans que cela soit limitatif, le Berocell 596 et 584 (composés ammonium quaternaire) fabriqués par Eka Nobel Inc., l'Adogen 442 (chlorure de diméthyl-suif-ammonium dihydrogéné) fabriqué par Sherex Chemical Company, le Quasoft 203 (sel d'ammonium quaternaire) fabriqué par Quaker Chemical Company et l'Arquad 2HT-75 (chlorure de di(suif hydrogéné) diméthylammonium) fabriqué par Akzo Chemical Company. La quantité convenable d'agents assouplissants varie fortement avec les composés choisis et les résultats attendus. De telles quantités peuvent aller, sans que cela soit limitatif, d'environ 0,05 à environ 1% en poids par rapport au poids de fibres, plus particulièrement d'environ 0,25 à environ 0,75% en poids, et plus particulièrement encore être d'environ 0,5%

en poids.

Si l'on se réfère maintenant au procédé de fabrication de tissu selon l'invention, le procédé de formation et l'appareillage peuvent être classiques comme cela est bien connu dans l'industrie papetière. De tels procédés de formation comprennent l'utilisation de machines à table plate, des formeurs du type rouleaux de tête aspirants et des formeurs à interstices (telle que des formeurs à toile double, des formeurs en croissant), etc. On préfère un formeur à toile double pour les opérations à vitesse plus rapide. Les toiles de formation peuvent également être classiques, les tissages les plus fins qui offrent un plus grand support aux fibres étant préférés pour produire une feuille plus lisse et les tissages plus grossiers donnant un plus grand bouffant. Les caisses d'arrivée utilisées pour déposer les fibres sur la toile de formation peuvent être à couches multiples, ou non, bien que les caisses d'arrivée à couches multiples soient avantageuse du fait qu'elles permettent d'accorder finement les propriétés du tissu en modifiant la composition des diverses couches.

Plus spécifiquement, pour un produit à épaisseur unique, on préfère réaliser un tissu à trois couches ayant des fibres dispergées à la fois sur la "face air" du tissu et sur la "face toile" du tissu (la "face air" se réfère à la face du tissu qui n'est pas en contact avec la toile pendant le séchage, tandis que la "face toile" se réfère à la face opposée du tissu qui est en contact avec la toile de séchage par air transversal pendant le séchage). Le centre du tissu est constitué de préférence de fibres ordinaires de résineux ou de fibres secondaires, qui n'ont pas été dispergées, pour donner une résistance suffisante au tissu. Cependant, il entre dans la portée de l'invention d'inclure des fibres dispergées dans toutes les couches. Pour un produit à deux épaisseurs, on préfère disposer des fibres dispergées sur la face toile de la feuille de tissu et de réunir les deux feuilles ensemble de telle sorte que les couches de fibres dispergées deviennent les faces du produit tourné vers l'extérieur. Cependant, les fibres dispergées (fibres vierges et fibres secondaires) peuvent être présentes dans n'importe quelle couche ou dans toutes les couches selon les propriétés attendues pour la feuille. Dans tous les cas, la présence des fibres dispergées peut augmenter le Bouffant et réduire la raideur. La quantité de fibres dispergées dans n'importe quelle couche peut aller de 1 à 100% au poids, et plus spécifiquement d'environ 20% ou plus, d'environ 50% ou plus, ou d'environ 80% ou plus. On préfère que les fibres dispergées soient traitées avec un déliant comme il est décrit ici pour augmenter davantage le Bouffant et réduire la raideur. Dans la fabrication des tissus selon l'invention, on préfère inclure une toile de transfert pour améliorer le caractère lisse de la feuille et/ou lui conférer une extensibilité suffisante. Telle qu'utilisée ici, l'expression "toile de transfert" vise une toile qui est disposée entre la section de formation et la section de séchage du procédé de fabrication de la nappe. La toile peut avoir une surface relativement lisse pour donner un caractère lisse à la nappe, mais elle doit avoir une texture suffisante pour retenir la nappe et maintenir le contact pendant un transfert rapide. On préfère que le transfert de la nappe depuis la toile de formation vers la toile de transfert soit mis en oeuvre par25 un transfert "à espace fixe" ou un transfert "d'effleurage" dans lequel la nappe n'est sensiblement pas comprimée entre les deux toiles pour conserver le calibre ou le bouffant du

tissu et/ou réduire autant que possible l'usure de la toile.

Les toiles de transfert comprennent les structures perméables à couche unique, à couches multiples ou composites. Les toiles que l'on préfère ont au moins une des caractéristiques suivantes: (1) sur la face de la toile de transfert qui est en contact avec la nappe humide (la face supérieure), le nombre de brins dans la direction de la machine (SM) par centimètre est de 4 à 80 (de 10 à 20 brins par pouce) (compte de chaîne) et le nombre de brins dans le sens travers (ST) par centimètre est également de 4 à 80 (compte de trame). Le diamètre des brins est habituellement inférieur à 1,3 mm (0,050 pouce); et (2) sur la face supérieure, la distance entre le point le plus haut d'une articulation SM et le point le plus haut d'une articulation ST va d'environ 0,025 à environ 0,5 ou 0,75 mm (d'environ 0,001 à environ 0,02 ou 0,03 pouce). Entre ces deux niveaux, il peut y avoir des articulations formées soit par les brins SM soit par les brins ST pour donner une caractéristique de topographie tridimensionnelle. Des toiles de transfert spécifiques convenables comprennent, à titre d'exemples, celles faites par Asten Forming Fabrics, Inc., Appleton, Wisconsin, USA et désignées par les numéros 934, 937, 939 et 959 et Albany 94M fabriquées par Albany International,

Appleton Wire Division, Appleton, Wisconsin, USA.

Pour donner de l'extensibilité au tissu, on prévoit une différence de vitesse entre les toiles en un ou plusieurs points de transfert de la nappe humide. La différence de vitesse entre la toile de formation et la toile de transfert peut aller d'environ 5 à 75% ou plus, de préférence d'environ à environ 35%, et mieux d'environ 15 à environ 25%, sur la base de la vitesse de la toile de transfert la plus lente. La différence de vitesse optimale dépend d'une diversité de facteurs, y compris le type particulier de produit à fabriquer. Comme indiqué précédemment, l'augmentation de l'extensibilité conférée à la nappe est proportionnelle à la différence de vitesse. Pour un papier hygiénique séché par air transversal non crêpé à épaisseur unique ayant un poids de base d'environ 25 g/m2, par exemple, une différence de vitesse allant d'environ 20 à environ 25% entre la toile de formation et une unique toile de transfert produit une extensibilité dans le produit final allant d'environ 15 à environ 25%. L'extensibilité peut être conférée à la nappe en utilisant un unique transfert à vitesses différentes ou deux transferts à vitesses différentes ou davantage de la nappe humide avant le séchage. Par conséquent, il peut y avoir une ou plusieurs toiles de transfert. La quantité d'extensibilité impartie à la nappe peut donc être répartie entre un, deux, trois transferts à vitesses différentes ou davantage. La nappe est transféré à la dernière toile (la toile de séchage par air transversal), pour le séchage final, de préférence avec l'assistance du vide pour garantir un réarrangement macroscopique de la nappe en vue de lui donner le Bouffant et l'apparence voulue. L'utilisation de toiles de transfert et de séchage par air transversal séparées apporte une amélioration significative par rapport à l'art antérieur en ce sens qu'elle permet aux deux toiles d'être conçues spécifiquement pour répondre indépendamment à des exigences clés pour le produit. Par exemple, les toiles de transfert sont généralement optimisées pour permettre une transformation efficace du niveau de transfert très rapide en extensibilité SM élevée et pour améliorer le caractère lisse de la feuille tandis que les toiles de séchage par air transversal sont conçues pour donner du bouffant et de l'extensibilité ST. Il est donc utile d'avoir des toiles de transfert plutôt fines et relativement planes et des toiles de séchage par air transversal qui sont plus grossières et tridimensionnelles dans la configuration optimale. Le résultat est qu'une feuille relativement lisse quitte la section de transfert et qu'elle est ensuite réarrangée macroscopiquement (avec l'assistance du vide) pour donner la topologie à fort bouffant et forte extensibilité ST de la toile de séchage par air transversal. Aucune trace visible (au moins macroscopiquement) de la toile de transfert ne reste dans le produit fini. La topologie de la feuille est complètement modifiée depuis celle qu'elle avait sur la toile de transfert à celle qu'elle a après la toile de séchage par air transversal et les fibres sont réarrangées macroscopiquement, avec un mouvement fibre- fibre significatif. Le procédé de séchage peut être tout procédé de séchage non compressif qui tend à préserver le bouffant ou l'épaisseur de la nappe humide y compris, sans que cela soit limitatif, un séchage par air transversal, un rayonnement infrarouge, un séchage par micro-onde, etc. Du fait de sa disponibilité commerciale et de sa commodité le séchage par air transversal est bien connu et il constitue un moyen préféré de séchage non compressif de la nappe pour la mise en oeuvre de l'invention. Des toiles de séchage par air transversal convenables comprennent, sans que cela soit limitatif, les produits Asten 920A et 937A et Velostar P800 et 103A. La nappe est de préférence séchée jusqu'à l'état sec final sur la toile de séchage par air transversal, sans être comprimée contre la surface d'un sécheur- frictionneur, et sans crêpage ultérieur. Cela donne un produit de densité relativement uniforme par comparaison aux produits fabriqués par un procédé dans lequel la nappe est pressée contre un sécheur- frictionneur alors qu'elle est encore humide et supportée par la toile de séchage par air transversal ou par une autre toile, ou par comparaison avec les produits étalés à l'air et liés par points. Si l'aspect et le bouffant du produit final sont régis par le modèle de toile de séchage par air transversal, l'extensibilité SM de la nappe est fondamentalement gouvernée par les toiles de transfert, ce qui donne au procédé selon l'invention une plus grande souplesse. Dans les dessins: - la figure 1 est un schéma illustrant un procédé de fabrication de feuilles séchées par air transversal non crêpées selon la présente invention; - la figure 2 est un schéma illustrant un procédé de traitement de fibres selon la présente invention qui utilise un dispergeur à arbre pour travailler les fibres; - la figure 3 est une vue en perspective éclatée du dispergeur à arbre de la figure 2; - la figure 4 est un organigramme d'une variante du procédé selon l'invention utilisant une paire de dispergeurs à arbre Bivis en série; - la figure 5 est un tracé généralisé d'une courbe charge/allongement du tissu, illustrant la détermination de la Pente Maximale SM; - la figure 6 est un graphique du Bouffant au fonction de la Raideur selon Panel (raideur telle que déterminée par un panel de personnes entraînées à l'évaluation sensorielle) pour les papiers hygiéniques fabriqués selon la présente invention et pour des papiers hygiéniques crêpés disponibles dans le commerce illustrant le haut niveau de bouffant et la faible raideur des produits selon l'invention; - la figure 7 est un graphique de Raideur selon Panel en fonction de la Pente Maximale SM pour les papiers hygiéniques fabriqués selon la présente invention et pour des papiers hygiéniques disponibles dans le commerce illustrant la corrélation entre la Raideur selon Panel et la Pente Maximale SM; - la figure 8 est un graphique du Bouffant en fonction de la Pente Maximale SM pour les papiers hygiéniques fabriqués selon la présente invention et pour des papiers hygiéniques disponibles dans le commerce, illustrant davantage le fort Bouffant et la faible raideur des produits selon l'invention; - la figure 9 est un graphique semblable à celui de la figure 8, mais indiquant la Raideur selon Panel en fonction du Facteur de Raideur SM, illustrant la corrélation entre la Raideur selon Panel et le Facteur de Raideur SM; - la figure 10 est un graphique similaire à celui de la figure 9, mais concernant le Bouffant en fonction du Facteur de Raideur SM, illustrant davantage le fort Bouffant et la

faible raideur des produits selon l'invention.

L'invention sera maintenant décrite en détail par

référence aux dessins.

La figure 1 illustre un moyen pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. (A des fins de simplicité, les différents rouleaux de tension, schématiquement utilisés pour définir les différents parcours des toiles, sont représentés mais ne sont pas numérotés. On comprendra que des variantes peuvent être apportées à l'appareil et au procédé illustrés par la figure 1 sans sortir du cadre de l'invention). On voit un formeur à toile double ayant une caisse d'arrivée 5 papetière 10 à couches multiples qui injecte ou dépose un courant 11 d'une suspension aqueuse de fibres papetières sur la toile de formation 13 qui sert de support et porte la nappe humide nouvellement formée en aval du procédé tandis que la nappe est partiellement essorée jusqu'à une concentration d'environ 10% en poids sec. Un essorage supplémentaire peut être effectué à partir de la nappe, par exemple à l'aide d'une aspiration, tandis que la nappe humide est supportée par la toile de formation. La référence 12

désigne une contre-toile.

La nappe humide 15 est ensuite transférée depuis la toile de formation vers une toile de transfert 17 se déplaçant plus lentement que la toile de formation aux fins de conférer une extensibilité accrue à la nappe. Le transfert est de préférence mis en oeuvre avec l'assistance d'un sabot aspirant 18 et un interstice ou espace fixe entre la toile de formation et la toile de transfert ou un transfert par

effleurage afin d'éviter la compression de la nappe humide.

La nappe est ensuite transférée de la toile de transfert à la toile de séchage par air transversal 19 avec l'aide d'un rouleau de transfert aspirant 20 ou d'un sabot de transfert aspirant, en utilisant de nouveau facultativement un transfert à espace fixe comme indiqué précédemment. La toile de séchage par air transversal peut se déplacer approximativement à la même vitesse que la toile de transfert ou à une vitesse différente. Si on le désire, la toile de séchage par air transversal peut se déplacer plus lentement pour augmenter encore l'extensibilité. Le transfert est de préférence mis en oeuvre avec l'assistance du vide pour assurer la déformation de la feuille de façon à ce qu'elle se conforme à la toile de séchage par air transversal, obtenant

ainsi le bouffant et l'aspect voulu.

Le niveau de vide utilisé pour les transferts de nappe peut aller d'environ 75 à environ 380 mm Hg (d'environ 3 à

environ 15 pouces Hg), de préférence 125 mm Hg (5 pouces Hg).

Le sabot aspirant (pression négative) peut être complété ou remplacé par l'utilisation d'une pression positive exercée depuis la face opposée de la nappe pour souffler la nappe sur et jusque dans la toile proche en plus de, ou en remplacement de l'aspiration de ladite nappe vers et jusque dans la toile voisine sous l'effet du vide. Là encore, un ou plusieurs rouleaux aspirants peuvent être utilisés pour remplacer le ou

les sabot(s) aspirant(s).

Tandis qu'elle est supportée par la toile de séchage par air transversal, la nappe subit son séchage final jusqu'à une concentration d'environ 94% ou plus sous l'effet du séchoir par air transversal 21, après quoi elle est transférée sur une toile de transport 22. La feuille de base séchée 23 est transportée jusqu'à la bobine 24 en utilisant la toile de support 22 et une toile de support 25 facultative. Un rouleau rotatif pressurisé 26 facultatif peut être utilisé pour faciliter le transfert de la nappe provenant de la toile support 22 vers la toile 25. Comme toiles de support convenables convenant à cette fin, on peut utiliser les produits Albany International 84M ou 94M et Asten 959 ou 937, qui sont toutes des toiles relativement lisses ayant un tracé fin. Bien que cela ne soit pas représenté, on peut utiliser un calandrage en ligne ou un calandrage ultérieur séparé pour augmenter le caractère

lisse et la souplesse de la feuille de base.

La figure 2 est un schéma illustrant globalement les étapes du procédé pour traiter des fibres papetières secondaires en vue du dispergement. (Pour les fibres vierges, les fibres peuvent être mises en bouillie avec de l'eau jusqu'à la concentration voulue et introduites directement dans le dispergeur). Une composition de fabrication de papier 40 à traiter est fournie à un triturateur 41 pour concentration élevée (Modèle SR6C-W, Bird Escher Wyss, Mansfield, MA, USA) avec l'addition d'eau de dilution 42 pour atteindre une concentration d'environ 15%. Avant d'être pompée hors du triturateur, la suspension de pâte est diluée à une concentration d'environ 6%. Les fibres triturées sont envoyées à un crible de scalpage 43 (modèle de dépastilleur FT-E, Bird Escher Wyss) avec une quantité supplémentaire d'eau de dilution pour enlever les gros contaminants. La concentration d'entrée au crible de scalpage est d'environ 4%. Les éléments rejetés depuis le crible de scalpage sont dirigés vers l'élimination des déchets 44. Les éléments acceptés par le crible de scalpage sont envoyés à un épurateur haute densité 45 [cyclone modèle 17,8 cm (7 pouces), Bird Escher Wyss) pour éliminer les contaminants lourds qui ont échappé au crible de scalpage. Les éléments rejetés de l'épurateur haute densité sont dirigés vers l'élimination des déchets 32. Les éléments acceptés par l'épurateur haute densité sont envoyés à un crible fin 46A (Centrisorter modèle 200, Bird Escher Wyss) pour éliminer encore des contaminants plus petits. De l'eau de dilution 42 est ajoutée au courant d'alimentation du crible fin pour atteindre une concentration d'alimentation d'environ 2%. Les éléments rejetés par le crible fin sont dirigés vers un second crible fin 46B (Axiguard, modèle 1, Bird Escher Wyss) pour éliminer des contaminants additionnels. Les éléments acceptés sont recyclés dans le courant d'alimentation du crible fin 46A et les éléments rejetés sont dirigés vers l'élimination des déchets 44. Les éléments acceptés par le crible fin, avec l'addition d'eau de dilution pour atteindre une concentration d'environ 1% sont ensuite passés au travers d'une série de quatre cellules de flottation 47, 48, 49, 50 (Aerator Modèle CF1, Bird Escher Wyss) pour éliminer les particules d'encre et les éléments collants. Les éléments rejetés issus de chacune des cellules de flottation sont dirigés vers l'élimination des déchets 44. Les éléments acceptés provenant de la dernière cellule de flottation sont envoyés à un laveur 51 (épaississeur à double espace de pression modèle 100, Black Clawson Co., Middletown, OH, USA) pour éliminer les très petites particules d'encre et augmenter la concentration jusqu'environ 10%. Les éléments rejetés par le laveur sont dirigés vers l'élimination des déchets 44. Les éléments acceptés provenant du laveur sont envoyés à une presse à tapis 52 [modèle de presse à tapis Arus-Andritz CFP 50,8 cm,(20 pouces), Andritz-Ruthner Inc., Arlington, Tx, USA] pour réduire la teneur en eau à environ %. Les éléments rejetés de la presse à tapis sont dirigés vers l'élimination des déchets 44. Le matériau fibreux partiellement déshydraté résultant est ensuite envoyé à un dispergeur 53 à arbre (GR 11 Ing. S. Maule & C. S.p.A., Torino, Italie), décrit en détail à la figure 4 pour travailler les fibres en vue d'améliorer leurs propriétés selon la présente invention. De la vapeur 54 est ajoutée au courant d'alimentation du dispergeur pour élever la température du matériau d'alimentation. Les fibres traitées résultantes 55 peuvent être utilisées directement comme matières premières papetière ou davantage traitées si on le

désire.

La figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un appareil préféré pour le traitement des fibres selon la

présente invention telle qu'illustré à la figure 2.

L'appareil particulier est un dispergeur à arbre type GR II, fabriqué par Ing. S. Maule & C. S.p.A., Torino, Italie. On voit un capot cylindrique supérieur 61 et un capot inférieur cylindrique 62 qui, lorsqu'ils sont fermés, enferment un arbre rotatif 63 présentant une série de bras 64. Le capot supérieur contient deux rangées de doigts moletés 65 et trois ouvertures d'inspection 66. A l'une des extrémité du capot supérieur se trouve un orifice d'entrée 67. A l'extrémité d'entrée de l'arbre rotatif est situé un moteur d'entraînement 68 adapté à faire tourner l'arbre. A l'extrémité de sortie de l'arbre rotatif se trouve un palier 69 qui supporte l'arbre rotatif. L'extrémité d'entrée de l'arbre rotatif contient une section d'alimentation de vis qui est disposée au-dessous de l'entrée et sert à forcer le matériau d'alimentation au travers du dispergeur. La sortie 71 du dispergeur comprend un volet articulé 72 ayant un levier 73 qui, lorsque le dispergeur est fermé, est en prise avec des sacs à air hydrauliques 74 montés sur le capot supérieur. Les sacs à air offrent une résistance réglable à la rotation du volet articulé et donc un moyen de régler la

pression en retour à l'intérieur du dispergeur.

L'accroissement de la pression en retour augmente le degré selon lequel les fibres sont travaillées. Pendant le fonctionnement les doigts moletés coopèrent avec les bras de l'arbre rotatif pour travailler avec eux le matériau d'alimentation. La figure 4 est un organigramme d'une variante de procédé selon l'invention utilisant une paire de dispergeurs à arbre double (machine Bivis). Comme illustré, la pâte papetière, à une concentration de 50%, est envoyée à un dispositif d'alimentation à vis. L'alimentation à vis dose la matière première vers la première des deux machines Bivis montées en série. Chaque machine Bivis comporte trois zones compression/expansion. De la vapeur est injectée dans la première machine Bivis pour élever la température des fibres jusqu'à environ 100 C (212 F). La pâte travaillée est transférée à la seconde machine Bivis fonctionnant dans les mêmes conditions que la première. La pâte travaillée issue de la seconde machine peut être trempée en la faisant tomber dans un bain d'eau froide après quoi elle est déshydratée

jusqu'à une concentration convenable.

Les figures 5-10 seront discutées ci-dessous en

relation avec les exemples.

Exemples

Exemples 1-20. Pour illustrer l'invention, on a produit un certain nombre de tissus séchés par air transversal non crêpés en utilisant le procédé sensiblement tel qu'illustré à la figure 1. Plus spécifiquement, les exemples 1 à 19 étaient tous des papiers hygiéniques à épaisseur unique à trois couches dans lesquels les couches extérieures sont constituées de fibres d'eucalyptus déliées dispergées et la couche centrale est constituée de fibres kraft de résineux septentrionaux raffinés. L'exemple 20 était un papier hygiénique à deux épaisseurs dont chaque épaisseur était

formée de couches comme décrit dans les exemples précédents.

On a trituré des fibres de Cenebra eucalyptus pendant 15 minutes à une concentration de 10% et on a déshydraté la pâte jusqu'à une concentration de 30%. La pâte a été ensuite envoyée à un dispergeur à arbre Maule comme illustré à la figure 3. Le dispergeur fonctionnait à 70 C (160 F) avec un

apport d'énergie de 1,8 kilowatt-jour par tonne (2,2 ch-

jour/t). Apres le dispergement, on a ajouté un agent assouplissant (Berocell 584) à la pâte en une quantité de 4,53 kg (10 livres) de Berocell par tonnes de fibres sèches

(0,5 % en poids).

Avant la formation, les fibres de résineux ont été triturées pendant 30 minutes à une concentration de 2,5%, tandis que les fibres d'eucalyptus déliées et dispergées ont été diluées à une concentration de 2%. Le poids globale de la feuille stratifiée a été répartie en 37,5%/25%/37,5% parmi les couches d'"eucalyptus dispergé"/ "résineux raffiné"/ "eucalyptus dispergé". La couche centrale a été raffinée à des niveaux requis pour obtenir les valeurs voulues en résistance, tandis que les couches extérieures fournissent la

souplesse et le bouffant.

Ces exemples ont utilisé une caisse d'arrivée à quatre couches Beloit Concept III. La matière première kraft de résineux septentrional raffiné a été utilisée dans les deux couches centrales de la caisse d'arrivée pour produire une couche centrale unique pour le produit à trois couches décrit. Les pièces rapportées générant une turbulence étaient en retrait d'environ 75 mm (3 pouces) à partir de la règle et les cloisons entre couches se projetaient sur environ 150 mm (environ 6 pouces) au-delà de la règle. On a également utilisé des prolongements de lèvres flexibles s'étendant sur environ 150 mm (environ 6 pouces) au-delà de la règle comme l'enseigne US-5.129.988 délivré le 14 juillet 1992 au nom de Farrington Jr et intitulé "Extended Flexible Headbox Slice With Parallel Flexible Lip Extensions and Extended Internal Dividers". L'ouverture nette de la règle était d'environ 23 mm (environ 0,9 pouces) et les écoulements d'eau dans les

quatre couches de la caisse d'arrivée étaient comparables.

La concentration de la matière première amenée à la caisse

d'arrivée était d'environ 0,09% en poids.

La feuille à trois couches résultantes a été formée sur un tambour de formation aspirant à double toile, un formeur avec des toiles de formation (12 et 13 à la figure 1) qui étaient respectivement des toiles Asten 866 et Asten 856A ayant respectivement un volume de vides d'environ 64,5% et 61%. La vitesse de la toile de formation était de 12, 1 mètres par seconde. La nappe nouvellement formée a été débarrassée de son eau jusqu'à une concentration d'environ 20-27% en utilisant une caisse aspirante située au-dessous de la toile de formation avant d'être transférée vers la toile de transfert qui se déplaçait à une vitesse de 9,7 mètres par seconde (25% du transfert rapide). La toile de transfert employée comprenait une toile Asten 934 et une toile Albany 94M. Un sabot aspirant tirait un vide d'environ 150-380 mm Hg (6-15 pouces Hg) pour transférer la nappe vers la toile de

transfert.

La nappe a ensuite été transférée vers une toile de séchage par air transversal se déplaçant à une vitesse d'environ 9,7 mètres par seconde. On a utilisé des toiles de séchage par air transversal Velostar 800 et Asten 934. La nappe a été acheminée sur un séchoir par air transversal Honeycomb a un température d'environ 175 C (d'environ 350 F) et séchée jusqu'à une concentration d'environ 94-98%

(sécheresse finale).

Le tableau 1 donne une description plus détaillée des

conditions du procédé ainsi que les propriétés des tissus résultants des exemples 1 à 20 illustrant l'invention. Telles qu'utilisée dans le tableau 1 ci-après, les entêtes de colonnes ont les significations suivantes: "toile SAT" signifie toile de séchage par air transversal (la désignation "C" ou "T" appliquée à l'étoffe de séchage par air transversal se réfère à la face de l'étoffe qui est présentée à la nappe: "C" signifie que la face présente de façon prédominante des articulations de chaîne et "T" signifie que la face présente de façon prédominante des articulations de trame; #1 Trans Vide" signifie que du vide est utilisé pour transférer la nappe de la toile de formation à la toile de transfert, exprimé en mm Hg; #2 Trans Vide signifie que du vide est utilisé pour transférer la nappe depuis la toile de transfert jusqu'à la toile de séchage par air transversal, exprimé en mm Hg; "Conc. @#1 trans" signifie concentration de la nappe au point de transfert depuis la toile de formation vers la toile de transfert, exprimé en pourcentage de solides; "Conc. @#2 trans" signifie concentration de la nappe au point de transfert de la toile de transfert à la toile de séchage par air transversal, exprimée en pourcentage de solides; "Res. tract. SM" signifie la résistance à la rupture par traction dans le sens machine, exprimée en g par 7,62 cm (par 3 pouces) de largeur d'échantillon; "Ext. rupt SM" signifie l'extensibilité dans le sens machine, exprimée en pourcentage d'allongement au moment de la rupture de l'échantillon; "Pente max SM" tel que défini ci-dessus est exprimé en kg par 7,62 cm (par 3 pouces) de largeur d'échantillon; "Rés. tract. ST" est la résistance à la rupture par traction dans le sens travers, exprimée en g par

7,62 cm (par 3 pouces) de largeur d'échantillon; "Ext. rupt.

ST" est l'extensibilité dans le sens travers, exprimée en pourcentage d'allongement, au moment de la rupture de l'échantillon; "MGR" est la moyenne géométrique de la résistance à la rupture par traction exprimée en grammes par 7,62 cm (par 3 pouces) de largeur d'échantillon; " Pds base" est le poids de base fini, exprimé en g/m2; "Calibre" est le calibre de dix feuilles divisé par dix, tel que précédemment décrit et exprimé en micron; " Bouffant" est le Bouffant tel que défini ci-dessus et exprimé encm3; "Raid. Panel" est la raideur de la feuille telle que déterminée par un panel entraîné à l'évaluation sensorielle estimant l'acuité relative des plis lorsqu'une feuille est prise dans la main, exprimée par un nombre sur une échelle allant de 1 à 14, les nombres les plus élevés exprimant les raideurs les plus grandes (les papiers hygiéniques du commerce vont d'environ 3 à environ 8); et "Fact. raid. SM" est le facteur de raideur

dans le sens machine tel que défini ci-dessus, exprimé en (kg par 76,2 mm)-microns0,5 ou en (kg par 3 pouces)-microns05.

TABLEAU 1

#1 #2 Conc. Conc. Rés. Ext. Pente Ex. Toile de Toile Trans Trans @#l @#2 tract. rupt. max transfert TAD Vide Vide trans trans SM SM SM

1 ALBANY 94M C VELOSTAR 380 200 20722 22724 775 19,2 5,087

2 ASTEN 934 C ASTEN 934 380 100 20,22 27729 721 19,3 4,636

3 ASTEN 934 C ASTEN 934 150 100 20'22 22724 712 18,9 47815

4 ALBANY 94M T VELOSTAR 150 200 20722 27729 799 19,2 5,149

ALBANY 94M T VELOSTAR 380 100 2022 27,29 834 22,0 5,223

6 ALBANY 94M T ASTEN 934 380 100 20,22 27,29 897 20,2 5,621

7 ALBANY 94M T VELOSTAR 150 100 20722 22,24 815 19,1 5,543

8 ALBANY 94H C VELOSTAR 150 100 25727 27729 843 21,7 5,698

9 ALBANY 94M C VELOSTAR 380 100 20722 27,29 867 20,0 5>696

ASTEN 934 C ASTEN 934 380 200 20,22 22724 721 20,6 4709

11 ALBANY 94M T VELOSTAR 380 200 25>27 27,29 819 20,2 5,441

12 ASTEN 934 C ASTEN 934 150 200 20=22 27,29 709 20,2 4,913

13 ALBANY 94M C VELOSTAR 380 200 25727 27,29 531 20,1 3,496

14 ASTEN 934 C ASTEN 934 380 200 25727 27,29 472 19,5 35244

ALBANY 94M T VELOSTAR 380 200 2527 27,29 631 21,4 4,036

16 ASTEN 937 T ASTEN 934 380 200 25,27 27,29 535 20,9 3,933

17 VELOSTAR 800 C ASTEN 934 380 200 25,27 27'29 427 16,3 3,901

18 ASTEN 934 T ASTEN 934 380 200 25e27 27,29 530 21,3 4,206

19 ALBANY 94M4 T VELOSTAR 380 200 25,27 27;29 600 20,8 4,754

ALBANY 94M T VELOSTAR 380 200 25,27 27,29 708 18,7 5 970

TABLEAU 1 (Suite)

Rés. Ext. Fact.

Ex. tract. rupt. MGR Pds Calibre Bouf- Raid. raid.

ST ST base fant Panel SM

1 557 8,5 657 29,2 287 9,8 4,1 86

2 529 5,4 618 28,7 323 11,2 4,0 83

3 563 5,0 633 28,8 323 11,2 4,1 86

4 534 8,2 654 28,9 305 10,5 4,6 90

629 6,9 725 30,2 305 10,1 4,7 91

6 632 3,9 753 29,3 287 9,8 4,5 95

7 571 6,9 682 28,9 297 10,3 4,5 96

8 623 6,4 724 28,7 292 10,2 4,7 97

9 638 7,2 744 2957 297 10,0 4,6 98

511 5,3 607 28,3 361 12,7 3,5 89

11 577 7,9 687 29,1 312 10,7 4,2 96

12 503 5,2 598 28,9 348 12,0 4,0 92

13 428 8,3 477 20,7 249 12,0 3,5 55

14 324 6,0 391 19,6 315 16,0 3,4 58

356 11,2 474 19,8 269 13,5 3,4 66

16 383 5,8 453 20,1 325 16,1 3,8 71

17 306 14,8 362 19,6 330 1678 3,4 71

18 299 9,4 398 19,9 335 16,8 3,2 77

19 415 4,5 499 20,0 287 14,3 3,8 81

494 8,6 591 38,0 388 10,1 3,2 83

Si l'on se réfère maintenant aux figures 5 à 10 différents aspects de la présente invention seront décrits

avec davantage de détails.

La figure 5 est une courbe généralisée charge/allongement pour une feuille de tissu illustrant la détermination de la Pente Maximale SM. Comme on le voit, on sélectionne deux points Pl et P2 situés sur la courbe charge/allongement, la distance entre les deux points étant exagérée à des fins d'illustration. Le dispositif de mesure de la traction est programmé (GAP [General Application Programm], version 2.5, Systems Integration Technology Inc., Stoughton, MA, USA; division de MTS Systems Corporation, Research Triangle Park, NC, USA) de telle sorte qu'il calcule une régression linéaire pour les points qui sont échantillonnés de P1 et P2. Ce calcul est fait de façon répétée sur la courbe en réglant les points Pi et P2 de façon

régulière le long de la courbe (comme il est décrit ci-

après). La valeur la plus élevée de ces calculs est la Pente Maximale et, lorsque la mesure est effectuée dans le sens

machine du spécimen, elle est appelée Pente Maximale SM.

Le programme du dispositif de mesure de la traction doit être réglé de telle sorte que 500 points, tels que P1 et P2, sont pris sur une distance d'allongement de 63,5 mm (2,5 pouces) cela donne un nombre suffisant de points pour excéder essentiellement tout allongement pratique du spécimen. Avec une vitesse de tête d'équerre de 254 mm/min (10 pouces par min), on a une translation de points toutes les 0,030 seconde. Le programme calcule les pentes parmi ces points en réglant le dixième point comme étant le point initial (par exemple Pl), en comptant 30 points jusqu'au 40ème point (par exemple P2) et en effectuant une régression linéaire sur ces trente points. Il stocke la pente pour cette régression dans une rangée. Le programme compte ensuite dix points jusqu'au ème point (qui devient P1) et répète la procédure [comptage de 30 points qui amène au 50ème point (qui devient P2), calcul de la pente et de nouveau stockage dans la rangée]. Ce procédé continue pour tout l'allongement de la feuille. la Pente Maximale est ensuite choisie comme étant la valeur la plus élevée de cette rangée. La Pente Maximale est exprimée en kg par 76,2 mm (3 pouces) de largeur. (La traction n'a naturellement aucune dimension puisque la longueur de l'allongement est divisée par la longueur de l'écart de mâchoire. Ce calcul est pris en compte par le programme de la

machine de test).

La figure 6 est un graphique du Bouffant en fonction de la Raideur selon Panel pour les papiers hygiéniques fabriqués selon la présente invention (les exemples 1-20 sont indiqués par les points a-t, respectivement) et pour un certain nombre de papiers hygiéniques crêpés disponibles dans le commerce, indiqués soit par "1" représentant un produit à épaisseur unique, "2" représentant un produit à deux épaisseurs et "3" représentant un produit à trois épaisseurs. Ce graphique montre la combinaison unique de fort bouffant et de faible

raideur possédée par le produit selon l'invention.

La figure 7 est un graphique montrant la Raideur selon Panel en fonction de la Pente Maximale SM pour les même produits illustrant la corrélation entre la Pente Maximale SM et la raideur telle que mesurée par un panel sensoriel entraîné. Ce graphique montre que la Pente Maximale SM est une mesure objective de la raideur évaluée par le panel.25 La figure 8 est un graphique du Bouffant en fonction de la Pente Maximale SM pour les mêmes produits, illustrant la combinaison de fort Bouffant et de faible raideur (telle que mesurée par la Pente Maximale SM) offerte par les produits

selon l'invention.

La figure 9 est un graphique similaire à celui de la figure 7 mais, là encore, la Raideur selon Panel est tracée en fonction du Facteur de Raideur SM au lieu de la Pente Maximale SM, illustrant que le Facteur de Raideur SM est

également une mesure valable de la raideur.

La figure 10 est un graphique similaire de celui de la figure 8 avec le Bouffant tracé en fonction du Facteur de Raideur SM illustrant la combinaison de fort Bouffant et de faible raideur (telle que mesurée par le Facteur de Raideur

SM) offerte par les produits selon l'invention.

Comme il ressort de la description qui précède, les

tissus souples séchés par air transversal peuvent être fabriqués sans recours à un sécheur-frictionneur. Les effets résultants des fonctions habituelles du sécheur-frictionneur sont obtenus en opérant respectivement un transfert rapide de la nappe à l'extrémité humide de l'installation de

fabrication et en procédant à un séchage par air transversal.

Claims (40)

REVENDICATIONS

1. Produit de tissu de papier souple comprenant une ou plusieurs épaisseurs de tissu et ayant un Bouffant d'environ 9 cm3/g ou davantage et une pente maximale dans le sens machine (ci-après Pente Maximale SM) d'environ 10 ou moins.

2. Produit selon la revendication 1, ayant un Bouffant

d'environ 9 à environ 20 cm3/g.

3. Produit selon la revendication 1, ayant un Bouffant

d'environ 10 à environ 15 cm3/g.

4. Produit selon la revendication 1, ayant une Pente

Maximale SM d'environ 5 ou moins.

5. Produit selon la revendication 1, ayant une Pente Maximale SM d'environ 3 à environ 6.

6. Produit de tissu de papier souple comprenant une ou plusieurs épaisseurs de tissu séché par air transversal non

crêpé et ayant une Pente Maximale SM d'environ 10 ou moins.

7. Produit selon la revendication 6, ayant un Bouffant

d'environ 6 cm3/g ou plus.

8. Produit selon la revendication 6, ayant une

extensibilité dans le sens machine d'environ 10% ou plus.

9. Produit selon la revendication 6, ayant une

extensibilité dans le sens machine d'environ 15 à environ 25.

10. Produit selon la revendication 6, ayant une

épaisseur séchée par air transversal non crêpée.

11. Produit selon la revendication 6, ayant deux

épaisseurs séchées par air transversal non crêpées.

12. Produit selon la revendication 6, ayant trois

épaisseurs séchées par air transversal non crêpées.

13. Produit selon la revendication 6, ayant quatre

épaisseurs séchées par air transversal non crêpées.

14. Produit selon la revendication 6, dans lequel lesdites épaisseurs comportent deux couches ou davantage, l'une au moins des couches étant une couche tournée vers l'extérieur et étant constituée d'environ 20% ou plus de

fibres ondulées.

15. Produit selon la revendication 6, dans lequel lesdites épaisseurs comportent deux couches ou davantage, l'une au moins des couches étant une couche tournée vers l'extérieur et étant constituée d'environ 80% ou plus de fibres ondulées.

16. Produit de tissu de papier souple comprenant une ou plusieurs épaisseurs de tissu et ayant un Bouffant d'environ 9 cm3/g ou plus et un facteur de raideur dans le sens machine

(ci-après Facteur de Raideur SM) d'environ 150 ou moins.

17. Produit selon la revendication 16 ayant un Bouffant

d'environ 9 à environ 20 cm3/g.

18. Produit selon la revendication 16, ayant un

Bouffant d'environ 10 à environ 15 cm3/g.

19. Produit selon la revendication 16, ayant un Facteur

de Raideur SM d'environ 100 ou moins.

20. Produit selon la revendication 16, ayant un Facteur

de Raideur SM d'environ 50 à environ 100.

21. Produit de tissu de papier souple comprenant une ou plusieurs épaisseurs de tissu séché par air transversal non

crêpé et ayant un Facteur de Raideur SM d'environ 150 ou moins.

22. Produit selon la revendication 21, ayant un

Bouffant d'environ 6 cm3/g ou plus.

23. Produit selon la revendication 21, ayant une

extensibilité dans le sens machine d'environ 10% ou plus.

24. Produit selon la revendication 21, ayant une

extensibilité dans le sens machine d'environ 15 à environ 25.

25. Produit selon la revendication 21, ayant une

épaisseur séchée par air transversal non crépée.

26. Produit selon la revendication 21, ayant deux

épaisseurs séchées par air transversal non crêpées.

27. Produit selon la revendication 21, ayant trois

épaisseurs séchées par air transversal non crêpées.

28. Produit selon la revendication 21, ayant quatre

épaisseurs séchées par air transversal non crêpées.

29. Produit selon la revendication 21, dans lequel lesdites épaisseurs comportent deux couches ou davantage, l'une au moins des couches étant une couche tournée vers l'extérieur et étant constituée d'environ 20% ou plus de fibres ondulées.

30. Produit selon la revendication 21, dans lequel lesdites épaisseurs comportent deux couches ou davantage, l'une au moins des couches étant une couche tournée vers l'extérieur et étant constituée d'environ 80% ou plus de

fibres ondulées.

31. Papier hygiénique souple à épaisseur unique comprenant une feuille de tissu de papier séchée par air transversal non crêpée et stratifiée ayant une couche "côté air" comprenant 80% en poids ou plus de fibres d'eucalyptus ondulées et une couche "côté toile" comprenant 80% en poids ou plus de fibres d'eucalyptus ondulées, ledit tissu ayant un Bouffant d'environ 9 à environ 20 cm3/g, un Facteur de Raideur SM d'environ 50 à environ 100 et une extensibilité

dans le sens machine d'environ 10 à environ 25%.

32. Procédé de fabrication d'une feuille de tissu de papier séchée par air transversal non crêpée et souple comprenant: (a) la formation d'une suspension aqueuse de fibres papetières ayant une concentration d'environ 20% ou plus; (b) le travail mécanique de la suspension aqueuse à une température d'environ 62 C (140 F) ou plus fournie par une source de chaleur extérieure, telle que de la vapeur, avec un apport d'énergie d'environ 0,7457 kW-jour (1 ch-jour) par tonne de fibres sèches ou davantage pour onduler les fibres; (c) la dilution de la suspension aqueuse de fibres ondulées jusqu'à une concentration d'environ 0,5% ou moins et l'alimentation de la suspension diluée à une caisse d'arrivée de fabrication de tissu; (d) le dépôt de la suspension aqueuse diluée sur une toile de formation (13), pour former une nappe humide (15); (e) l'essorage de la nappe humide (15), jusqu'à une concentration d'environ 20 à environ 30%; (f) le transfert de la nappe égouttée depuis la toile de formation (13), jusqu'à une toile de transfert (17), se déplaçant à une vitesse inférieure d'environ 10 à environ 80% à celle de la toile de formation (13); (g) le transfert de la nappe jusque sur une toile de séchage par air transversal (19) avec pour résultat que la nappe est réarrangée au plan macroscopique pour se conformer à la surface de la toile de séchage par air transversal; (h) le séchage par air transversal de la nappe jusqu'à

un état sec final.

33. Procédé selon la revendication 32, dans lequel les fibres sont ondulées par travail mécanique tandis qu'elles

passent à travers d'un dispergeur (53).

34. Procédé selon la revendication 32, dans lequel les fibres sont traitées superficiellement avec un agent

assouplissant chimique.

35. Procédé selon la revendication 32, dans lequel les

fibres ondulées sont des fibres d'eucalyptus.

36. Procédé selon la revendication 32, dans lequel les fibres ondulées sont déposées sur la toile de formation sous la forme d'une ou deux couches d'une nappe à couches multiples.

37. Procédé selon la revendication 36, dans lequel la nappe comporte une couche intérieure et deux couches extérieures, l'une au moins des couches extérieures étant

constituée des fibres ondulées.

38. Procédé selon la revendication 37, dans lequel les

deux couches extérieures sont constituées de fibres ondulées.

39. Procédé selon la revendication 32, dans lequel toutes les fibres de la nappe ont été travaillées

mécaniquement comme indiqué à l'étape (b).

40. Procédé selon la revendication 32, dans lequel les fibres ondulées sont déposées sur la toile de formation en tant que couche côté air et en tant que couche côté toile de

la nappe.