WO2002072956A1 - Feuille de papier avec coussinets - Google Patents

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WO2002072956A1
WO2002072956A1 PCT/FR2002/000770 FR0200770W WO02072956A1 WO 2002072956 A1 WO2002072956 A1 WO 2002072956A1 FR 0200770 W FR0200770 W FR 0200770W WO 02072956 A1 WO02072956 A1 WO 02072956A1
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sheet
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cells
plies
fold
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Michel Basler
Sébastien Jeannot
Pierre Laurent
Rémy Ruppel
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Georgia-Pacific France
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Definitions

  • the invention relates to a sheet of paper consisting of at least two plies of cellulose wadding forming pads.
  • the field of the invention is that of papers for sanitary or domestic use. It notably includes absorbent paper products whose shape, composition and structure are determined according to their application. Mention may therefore be made, by way of nonlimiting examples, of toilet paper, handkerchiefs, facial tissues, napkins, tablecloths, household paper towels, industrial wiping wadding, etc.
  • Toilet paper comes in the form of pre-cut coupons in a continuous strip wrapped around a mandrel.
  • the coupons can also be presented in an individual form and be entangled.
  • the sheet can be simple, but most often it is composed of two or more thicknesses, also called plies, of cellulose wadding. In a sheet the folds can be simply juxtaposed, free from each other but, more often than not, they are embossed and bonded together by gluing or else mechanically by knurling.
  • Cellulose wadding is a paper of low grammage: 10 to 40 g / m 2 , consisting essentially or exclusively of paper fibers and optionally comprising one or more additives to reinforce one or other of its characteristics.
  • the incorporation of resins serves to improve the tear resistance when the sheet is wet.
  • the cellulose wadding can be creped, that is to say include undulations which give it a certain capacity for elongation in the running direction. Creping can be obtained, for example, when the sheet is drying. This is applied while still wet on a cylinder heated to a temperature sufficient to extract moisture. The sheet is peeled off by means of a doctor blade placed between the latter and the surface of the cylinder. This operation, properly carried out, leads to the formation of undulations arranged perpendicular to the direction of travel of the sheet, called the direction of travel.
  • the creping of the sheet is characterized by the number of crests counted in the running direction reduced to a unit of length.
  • US Patent 3,673,060 is known; he describes a product, a napkin for example, formed of two plies of creped cellulose wadding bonded together by adhesive. The latter is distributed according to a pattern consisting of point surfaces close to each other and leaving substantial parts of the two unbound pleats. From 4 to Only 8% of the surface is linked and the two folds, whose creping lines are parallel, are not stretched in the same way. This tension difference is obtained by stretching the two folds differently before they are linked to each other along the said pattern. Such tension control allows, after the adhesive has been attached, that one of the folds contracts more than the other. This results in a tendency for the pleats to separate in the non-bonded parts between the areas with adhesive.
  • the patent teaches applying the adhesive to a ply by means of a suitably engraved applicator roller.
  • the second fold is then deposited on the first and then the two folds are driven between two calendering rolls, one of which is etched and in phase with the applicator roller.
  • Finally the sheet is drawn between two engraved steel cylinders, to be embossed along the edges of what will be the napkin after cutting. This process thus appears to be of limited application to the manufacture of a towel-type product with an embossed periphery.
  • the recommended area of the unbound part between two adjacent linked areas is around 0.65 cm 2 . It is relatively small. According to the example given, the surface of the point connection zones is of the order of 2 mm 2 with a spacing of 4.75 mm. It is mentioned in the patent that the sheet thus imitates the appearance and texture of a textile product. Preferably, the pins are distributed uniformly on the sheet.
  • French patent 70 35063 describes a process for manufacturing a sheet with several thicknesses of flexible material, of paper or plastic, according to which an adhesive material is printed on one of the pleats along a pattern, called an open peripheral , representing diamonds or squares.
  • the two folds have been previously embossed in a uniform pattern of protuberances and one of the two is tensioned longitudinally so as to give the sheet, after cutting into napkins, a "padded" appearance.
  • the diamonds are very wide otherwise the glue deposited along continuous lines would create a relatively rigid product. This patent thus applies to products of the napkin or tablecloth type.
  • US Pat. No. 3,650,882 describes a paper, composed of three plies of cellulose wadding, in which the central ply is extensible and elastic and the outer plies are embossed and less extensible. The folds are linked along spaced areas so as to leave parts not linked together. In the wet state, the internal fold can thus relax and occupy the space of the unbound parts. It is planned to link the central fold to the external folds while it is in extension relative to the latter. When the tensions to which the sheet is subjected are relaxed, the central fold shrinks and the other folds expand in the non-linked parts. The linked zones and the non-linked parts appear to be of the same extent.
  • US Patent 4,469,735 also describes a product with several plies of cellulose wadding with different elongation characteristics to allow the formation of pockets and an increase in their absorption volume in the wet state.
  • the present invention aims to produce a product, consisting of at least two plies of creped cellulose wadding, having an attractive appearance for the consumer, in particular an appearance similar to that of a textile product and which is improved over the state of the art.
  • the subject of the invention is therefore a product composed of at least two plies, an upper ply and a lower ply, of creped cellulose wadding, each of grammage between 10 and 40 g / m 2 , the upper ply of which is embossed and includes first protuberances on the side facing the inner fold, through the top of which they are linked.
  • This product is characterized in that the said first protuberances are distributed in alignments which delimit between them cells of surface comprised between 1 and 20 cm 2 , the upper fold being longer in the direction of travel than the lower fold by at least 0.6%, preferably 0.6 to 2% and being linked to the lower fold by the tops of said first protuberances, in such a way that pads are formed inside the cells.
  • pad By pad, according to the patent, is understood an area whose two folds are not linked together, and which is delimited by alignments of first protuberances forming a closed contour.
  • the cushion is characterized by the fact that the upper fold appears detached from the lower fold and creates a domed effect.
  • a product is obtained having a raised surface with pads inside the cells defined by the protuberance alignments, and the appearance of which is similar to that of textile products, in particular fleece.
  • the effect of raised pads is particularly visible when the latter is unrolled.
  • the cells have a length / width ratio of between 1 and 5, preferably between 1 and 1.5.
  • said alignments consist of first protrusions spaced from each other by a distance of less than 3 mm. Indeed beyond this spacing the pads do not form properly.
  • the ripples tend to extend in the cross direction.
  • the first protrusions constituting the contours of the pads are preferably of frustoconical shape with a circular or oval base.
  • this base can also be of polygonal shape. It can also have a very elongated shape giving imprints in continuous or discontinuous lines.
  • the protuberances have a frustoconical shape, in particular of circular section, and their spacing along the alignments is very low. It is preferably less than the diameter of the section of the protuberance.
  • the alignments can be straight or wavy. According to a particular embodiment, they form a network, the said cells of which are defined by their intersections. In particular they have a substantially diamond shape and the sides of the latter are wavy.
  • One such example of pattern is described in US Pat. No. 5,436,057.
  • the upper fold is embossed according to a pattern made up of second protuberances. These are frustoconical or have a vertex of linear shape. The top of the second protuberances is free, that is to say that it is not glued or otherwise linked to the second fold.
  • the second fold is embossed or not.
  • the present invention also relates to a process making it possible to produce a product with at least two plies of creped cellulose wadding, with a grammage between 10 and 40 g / m 2 .
  • a first strip of cellulose wadding is unwound from a mother roll and it is embossed on an embossing cylinder engraved according to a pattern consisting of at least first protuberances forming alignments which define closed cells between them,
  • a second strip of cellulose wadding is unwound from a mother reel, the second strip is applied to the first, and
  • the two bands are linked by bringing the two bands into contact by the vertices of the first protrusions so that at the time of the binding of the folds, these are differentiated at the time of the binding of the folds so that, at rest, the length of the folds is different by more than 0.6%, preferably from 0.6 to 2%.
  • the strip obtained is then wound around a mandrel by exerting a tension and the said roll is cut into smaller rolls.
  • the two bands differ from one another by one or other of the following characteristics, taken alone or in combination: the speed of unwinding, the tension in the direction of travel, the level or depth of the embossing, and elasticity.
  • Figure 1 shows a top view of a sheet according to the invention
  • Figure 2 is a sectional view along II-II of Figure 1
  • Figure 3 shows schematically an installation for producing a sheet according to the invention.
  • the sheet represented in FIGS. 1 and 2, is composed of two plies of creped cellulose wadding.
  • the cellulose wadding can be of the type obtained according to a conventional wet pressing process of the sheet, and designated in the field by CWP or else according to a process comprising a drying step by blowing through air of the TAD type.
  • the grammage for each of the plies is between 10 and 40 g / m 2 .
  • a grammage preferably between 15 and 24 g / m 2 is chosen.
  • the cellulose wadding is crimped with the corrugations, as is known, all oriented, perpendicular to the direction of travel of the machine.
  • the number of creping lines is between 40 and 80 lines per cm.
  • the folds have a rate of elongation at break of at least 25%. Preferably it is not less than 20%.
  • the upper fold comprises protrusions (12) on the face of the ph which is turned towards the lower fold.
  • These protrusions being formed by embossing, a cavity corresponds to them on the face turned towards the outside of the sheet. They have a section in the plane of the sheet which can be circular, oval or even polygonal.
  • a film of glue applied between the top of these first protuberances and the lower fold makes the two folds integral with one another.
  • the protrusions form alignments (14).
  • An alignment can be defined as a succession of protuberances with consecutive smallest spacings.
  • the alignments are formed in two directions substantially at 90 ° from each other so that they intersect forming a network and regular cells (16).
  • the cells (16) have a shape of preferably parallelogram of rhombus.
  • the ratio of the length, its largest dimension, to the width, the largest dimension measured transversely to the first, is not more than 5, preferably it is not more than 1.5.
  • the sides of the parallelogram are straight or wavy as shown in Figure 1.
  • the upper fold remains detached from the lower fold at the cell level. This means that its dimension in the running direction is greater than that of the lower ph. Analysis shows that the length of the upper fold must at least be greater than that of the lower fold by at least 0.6% for the formation of pads on the upper fold to be observed.
  • Another necessary condition is the distance between two adjacent protrusions along an alignment. Indeed if the spacing exceeds a certain threshold, the pads do not form. Certainly ripples exist, due to the difference in length between the two folds, but they are irregular. It has been found that the pads only form if this distance between the protrusions remains less than 3 mm.
  • These protrusions (18) have an embossing height lower than that of the first protrusions (12). They do not form connecting zones of the upper fold with the lower fold.
  • a method of manufacturing a sheet according to the invention and corresponding to an embodiment as shown in Figure 3 is described below.
  • a first continuous strip of cellulose wadding (10) is unwound from a mother reel (100) which is mounted on a rotary support.
  • This strip is driven at a certain speed through an embossing group comprising a cylinder (102) with a rigid and etched surface and a cylinder (104) with a surface made of a resilient material such as rubber.
  • the pattern of the engraving of the rigid cylinder is for example that of FIG. 1, with first elements in relief or pins at a first level of engraving for the production of the first protrusions and second elements in relief at a level lower than the first for the realization of the second protuberances.
  • Two-level embossing cylinder engravings are known to those skilled in the art.
  • the strip after embossing receives a film of adhesive which is deposited on the raised surfaces, that is to say those of the embossing pattern, by an applicator cylinder (106) known per se.
  • the pattern of the engraving of the rigid cylinder corresponds to the first protrusions. It can also consist of protrusions of different depths.
  • the adhesive film is deposited only on the protrusions with the highest relief.
  • the adhesive is a water-based adhesive, for example a polyvinyl adhesive common in the field of the invention.
  • connection of the folds is obtained mechanically or in any other way known to those skilled in the art.
  • the second ply is then applied to the first by means of a matching cylinder (108).
  • the second fold (20) comes from a mother reel (200) which is unwound at a determined speed.
  • the pressure exerted by the matching cylinder ensures the connection of the folds to each other.
  • the double sheet is then driven while being kept under tension towards the “logs” manufacturing station.
  • a "log” is an intermediate roll with the diameter of the product after it has been finished and with a width equal to the width of the mother reel. Once formed, the log is driven to a sawing station where it is cut. Finally, the rolls obtained are guided to the packing, conditioning and storage stations.
  • the tension of one of the two strips of cellulose wadding is adjusted relative to the other upstream of the station where the plies are bonded to each other. This is to allow the lower fold to retract more than the other when the tensions are released.
  • a drawing group can be provided (arranged upstream of the station where the two folds are linked to each other). By slowing down, for example, the speed of the lower fold from 0.6% to 2% compared to the speed of the embosser, one remains in the range of elastic deformation and the level of tension of the fold is increased. When this tension is subsequently released, the lower fold retracts proportionally and the pads form on the surface of the upper fold. In particular, when the lower fold is not embossed as shown in FIG. 3. The difference in tension between the lower fold and the upper fold is then created by the embossing which modifies the physical characteristics of the upper fold. The lower fold retains its elasticity, it will retract more.
  • the measurement method consisted in:
  • Ll is the length of 10 coupons, and Dl the initial diameter of the roll.
  • L2 is the length difference measured between the two folds, D2 the diameter after removing 10 coupons.
  • Din is the diameter of the mandrel, N the initial number of sheets, and L the unit length of a coupon.
  • the products were produced according to the process described above.
  • the upper fold was embossed according to the pattern shown in Figure 1, the lower ph was not embossed.
  • a first product was made by applying a tension difference between the pleats, so that the final product had a marked cushioning effect.
  • a second product was made by reducing the tension difference between the two plies so that the final product did not exhibit a cushioning effect.
  • a third product was produced by embossing two plies together according to the pattern in Figure 1.
  • the cellulose wadding had the following characteristics: grammage , 40.3 g / m 2 ; resistance MD, 215 N / m; CD resistance, 75 N / m; with an elongation rate at break of 16%.

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Abstract

La présente invention porte sur une feuille de papier constituée d'au moins deux plis d'ouate de cellulose crêpée, un pli supérieur et un pli inférieur, chacun de grammage compris entre 10 et 40 g/m2, dont le pli supérieur est gaufré et pourvu de premières protubérances. Elle est caractérisée en ce que les dites premières protubérances sont réparties selon des alignements qui délimitent entre eux des cellules de surface comprise entre 1 et 20 cm2, le pli supérieur étant plus long sens marche que le pli inférieur d'un moins 0,6 % et lié à lui par le sommet des premières protubérances de telle façon qu'il se forme des coussinets à l'intérieur des cellules.

Description

FEUILLE DE PAPIER AVEC COUSSINETS
L'invention porte sur une feuille de papier constituée de deux plis au moins d'ouate de cellulose formant des coussinets.
Le domaine de l'invention est celui des papiers à usage sanitaire ou domestique. Il comprend notamment les produits en papier absorbant dont la forme, la composition et la structure sont déterminées en fonction de leur application. Ainsi on peut citer à titre d'exemples non limitatifs, les papiers hygiéniques, les mouchoirs, les mouchoirs à démaquiller, les serviettes de table, nappes, les essuie-tout ménagers, les ouates d'essuyage industriel, etc.
Le papier toilette par exemple se présente sous la forme de coupons prédécoupés dans une bande continue enroulée autour d'un mandrin. Les coupons peuvent aussi se présenter sous une forme individuelle et être enchevêtrés. La feuille peut être simple, mais le plus souvent elle est composée de deux ou plusieurs épaisseurs, appelées aussi plis, d'ouate de cellulose. Dans une feuille les plis peuvent être simplement juxtaposés, libres les uns par rapport aux autres mais, le plus souvent, ils sont gaufrés et liés entre eux par collage ou bien mécaniquement par moletage.
L'ouate de cellulose est un papier de faible grammage : 10 à 40 g/m2, constitué essentiellement ou exclusivement de fibres papetières et comportant le cas échéant un ou plusieurs additifs pour renforcer l'une ou l'autre de ses caractéristiques. Selon les applications, on peut mettre l'accent sur l'une ou l'autre de ses propriétés et faire en sorte qu'elle présente plus de douceur, d'absorption, de résistance ou bien un aspect textile plus marqué pour la rendre plus attrayante. Par exemple, l'incorporation de résines sert à améliorer la résistance à la déchirure quand la feuille est humide.
Par ailleurs l'ouate de cellulose peut être crêpée, c'est à dire comporter des ondulations qui lui confèrent une certaine capacité d'allongement dans le sens marche. Le crêpage peut être obtenu, par exemple, au moment du séchage de la feuille. Celle ci est appliquée encore humide sur un cylindre chauffé à une température suffisante pour en extraire l'humidité. On décolle la feuille au moyen d'une lame formant racle placée entre celle-ci et la surface du cylindre. Cette opération, convenablement menée, entraîne la formation d'ondulations disposées perpendiculairement au sens de défilement de la feuille, dit sens marche. On caractérise le crêpage de la feuille par le nombre de crêtes comptées dans le sens marche ramené à une unité de longueur.
On connaît le brevet US 3 673 060 ; il décrit un produit, une serviette de table par exemple, formé de deux plis d'ouate de cellulose crêpée liés entre eux par adhésif. Ce dernier est réparti selon un motif constitué de surfaces ponctuelles rapprochées les unes des autres et laissant des parties substantielles des deux plis non liées. De 4 à 8 % de la surface seulement est liée et les deux plis, dont les lignes de crêpage sont parallèles, ne sont pas tendus de la même façon. On obtient cet écart de tension en étirant différemment les deux plis avant qu'ils ne soient liés l'un à l'autre le long du dit motif. Un tel contrôle des tensions permet, après que l'adhésif a été fixé, que l'un des plis se contracte plus que l'autre. Il en résulte une tendance à la séparation des plis dans les parties non liées entre les zones avec adhésif.
Le brevet enseigne d'appliquer l'adhésif sur un pli au moyen d'un rouleau applicateur convenablement gravé. On dépose ensuite le second pli sur le premier puis on entraîne les deux plis entre deux cylindres de calandrage dont l'un est gravé et en phase avec le rouleau applicateur. Enfin la feuille est entraînée entre deux cylindres en acier gravés, pour y être gaufrée le long des bords de ce qui sera la serviette après découpage. Ce procédé paraît ainsi d'application limitée à la fabrication d'un produit de type serviette au pourtour gaufré.
En outre la surface recommandée de la partie non liée entre deux zones liées adjacentes est de l'ordre 0,65 cm2. Elle est relativement faible. Selon l'exemple donné, la surface des zones ponctuelles de liaison est de l'ordre de 2 mm2 avec un espacement de 4,75 mm. Il est mentionné dans le brevet que la feuille imite ainsi l'aspect et la texture d'un produit textile. De préférence, les picots sont répartis uniformément sur la feuille.
Le brevet français 70 35063 décrit un procédé de fabrication d'une nappe à plusieurs épaisseurs de matière flexible, en papier ou en plastique, selon lequel on imprime une matière adhésive sur l'un des plis le long d'un motif, dit périphérique ouvert, représentant des losanges ou des carrés. Les deux plis ont été préalablement gaufrés selon un motif uniforme de protubérances et l'un des deux est mis sous tension longitudinalement de manière à donner à la feuille, après la découpe en serviettes, un aspect « capitonné ». On observe que les losanges sont très larges sinon sans doute la colle déposée le long de lignes continues créerait un produit relativement rigide. Ce brevet s'applique ainsi à des produits de types serviettes ou nappes de table.
Le brevet US 3 650 882 décrit un papier, composé de trois plis d'ouate de cellulose, dans lequel le pli central est extensible et élastique et les plis extérieurs sont gaufrés et moins extensibles. Les plis sont liés le long de zones espacées de façon à laisser des parties non liées entre elles. A l'état humide le pli interne peut ainsi se détendre et occuper l'espace des parties non liées. On prévoit de lier le pli central aux plis externes alors qu'il est en extension par rapport à ces derniers. Lors du relâchement des tensions auxquelles la feuille est soumise, le pli central se rétracte et les autres plis se mettent en volume dans les parties non liées. Les zones liées et les parties non liées paraissent être de même étendue. Le brevet US 4 469 735 décrit également un produit à plusieurs plis d'ouate de cellulose de caractéristiques d'allongement différentes pour permettre la formation de poches et une augmentation de leur volume d'absorption à l'état humide.
La présente invention a pour objectif la réalisation d'un produit, constitué d'au moins deux plis d'ouate de cellulose crêpée, présentant un aspect attractif pour le consommateur, en particulier un aspect s'apparentant à celui d'un produit textile et qui est amélioré par rapport à l'état de la technique.
L'invention a ainsi pour objet un produit composé d'au moins deux plis, un pli supérieur et un pli inférieur, d'ouate de cellulose crêpée, chacun de grammage compris entre 10 et 40 g/m2, dont le pli supérieur est gaufré et comprend des premières protubérances sur la face tournée vers le pli intérieur, par le sommet desquelles ils sont liés. Ce produit est caractérisé en ce que les dites premières protubérances sont réparties selon des alignements qui délimitent entre eux des cellules de surface comprise entre 1 et 20 cm2, le pli supérieur étant plus long dans le sens marche que le pli inférieur d'au moins 0,6 %, de préférence de 0,6 à 2% et étant lié au pli inférieur par les sommets des dites premières protubérances, de telle façon qu'il se forme des coussinets à l'intérieur des cellules.
Par coussinet, selon le brevet, on comprend une zone dont les deux plis ne sont pas liés entre eux, et qui est délimitée par des alignements de premières protubérances formant un contour fermé. Le coussinet se caractérise par le fait que le pli supérieur paraît détaché du pli inférieur et crée un effet bombé .
Grâce à l'invention, on obtient un produit présentant une surface en relief avec des coussinets à l'intérieur des cellules définies par les alignements de protubérances, et dont l'aspect se rapproche de celui de produits textiles, molletonnés notamment. De manière avantageuse lorsque le produit se présente sous forme de rouleau, l'effet de coussinets en relief est particulièrement visible lorsqu'on déroule ce dernier.
Préférentiellement, les cellules présentent un rapport longueur/largeur compris entre 1 et 5, de préférence compris entre 1 et 1,5.
Conformément à une autre caractéristique, les dits alignements sont constitués de premières protubérances espacées les unes des autres d'une distance inférieure à 3 mm. En effet au-delà de cet écartement les coussinets ne se forment pas convenablement. Les ondulations ont tendance à s'étendre dans le sens travers. Les premières protubérances constituant les contours des coussinets sont de préférence de forme tronconique avec une base circulaire ou ovale. Toutefois cette base peut aussi être de forme polygonale. Elle peut aussi présenter une forme très allongée donnant des empreintes selon des traits continus ou discontinus.
Selon un mode de réalisation préféré, les protubérances ont une forme tronconique, notamment de section circulaire, et leur espacement le long des alignements est très faible. Il est, de préférence, inférieur au diamètre de la section de la protubérance.
Les alignements peuvent être rectilignes ou ondulés. Selon un mode de réalisation particulier ils forment un réseau, dont les dites cellules sont définies par leurs intersections. En particulier elles ont une forme sensiblement en losange et les côtés des derniers sont ondulés. Un tel exemple de motif est décrit dans le brevet US 5 436 057.
Selon un autre mode de réalisation, à l'intérieur des dites cellules, le pli supérieur est gaufré selon un motif constitué des secondes protubérances. Celles-ci sont tronconiques ou bien présentent un sommet de forme linéaire. Le sommet des deuxièmes protubérances est libre, c'est à dire qu'il n'est pas collé ou autrement lié au second pli.
Le deuxième pli est gaufré ou non.
La présente invention a également pour objet un procédé permettant de réaliser un produit à au moins deux plis d'ouate de cellulose crêpée, de grammage compris entre 10 et 40 g/m2.
Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes :
- on déroule une première bande d'ouate de cellulose depuis une bobine mère et on la gaufre sur un cylindre de gaufrage gravé selon un motif constitué au moins de premières protubérances formant des alignements qui définissent entre eux des cellules fermées,
- on déroule une deuxième bande d'ouate de cellulose depuis une bobine mère, on applique la deuxième bande sur la première, et
- on lie les deux bandes en mettant en contact les deux bandes par les sommets des premières protubérances de telle sorte qu'au moment de la liaison des plis, ceux- ci sont différenciés au moment de la liaison des plis de manière à ce que, au repos, la longueur des plis soit différente de plus de 0,6%, de préférence de 0,6 à 2%. On enroule ensuite la bande obtenue autour d'un mandrin en exerçant une tension et on tronçonne le dit rouleau en rouleaux plus petits.
Les deux bandes se différencient l'une de l'autre par l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : la vitesse de déroulement, la tension dans le sens marche, le niveau ou la profondeur du gaufrage, et l'élasticité.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, à titre d'exemple non limitatif, d'un mode de réalisation en référence aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 représente une vue de dessus d'une feuille conforme à l'invention
La figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 1 La figure 3 représente de façon schématique une installation permettant de réaliser une feuille conforme à l'invention.
La feuille, représentée sur les figures 1 et 2, est composée de deux plis d'ouate de cellulose crêpée. L'ouate de cellulose peut être du type obtenu selon un procédé par pressage humide conventionnel de la feuille, et désigné dans le domaine par CWP ou bien selon un procédé comprenant une étape de séchage par soufflage d'air traversant de type TAD. Le grammage pour chacun des plis est compris entre 10 et 40g/m2. Pour une application comme papier toilette, on choisit de préférence un grammage compris entre 15 et 24 g/m2. On distingue un pli supérieur (10) et un ph dit inférieur (20). L'ouate de cellulose est crêpée avec les ondulations, comme cela est connu, orientées toutes, perpendiculairement à la direction du défilement de la machine. Le nombre de lignes de crêpage est compris entre 40 et 80 lignes par cm.
Ainsi les plis présentent un taux d'allongement à la rupture d'au moins 25%. De préférence il n'est pas inférieur à 20%.
Conformément à l'invention, le pli supérieur comprend des protubérances (12) sur la face du ph qui est tournée vers le pli inférieur. Ces protubérances étant formées par gaufrage, une cavité leur correspond sur la face tournée vers l'extérieur de la feuille. Elles ont une section dans le plan de la feuille qui peut être circulaire, ovale ou bien polygonale. Une pellicule de colle appliquée entre le sommet de ces premières protubérances et le pli inférieur rend les deux plis solidaires l'un de l'autre.
Les protubérances forment des alignements (14). On peut définir un alignement comme une succession de protubérances présentant consécutivement les plus faibles écartements. Dans le mode de réalisation représenté, les alignements sont ménagés selon deux directions sensiblement à 90° l'une de l'autre de telle façon qu'ils se croisent en formant un réseau et des cellules régulières (16).
Conformément à un mode préféré de l'invention, les cellules (16) ont une forme de parallélogramme de préférence de losange. Le rapport de la longueur, sa plus grande dimension, sur la largeur, la plus grande dimension mesurée transversalement à la première, n'est pas supérieur à 5, de préférence il n'est pas supérieur à 1,5. Les côtés du parallélogramme sont rectilignes ou bien de forme ondulée comme cela est représenté sur la figure 1.
Le pli supérieur reste décollé du pli inférieur au niveau des cellules. Cela signifie que sa dimension dans le sens marche est supérieure à celle du ph inférieur. L'analyse montre que la longueur du pli supérieur doit au moins être plus grande que celle du pli inférieur de 0,6 % au moins pour que l'on constate la formation de coussinets sur le pli supérieur.
Une autre condition nécessaire est la distance séparant deux protubérances adjacentes le long d'un alignement. En effet si l'écartement dépasse un certain seuil, les coussinets ne se forment pas. Certes des ondulations existent, en raison de la différence de longueur entre les deux plis, mais elles sont irrégulières. On a constaté que les coussinets ne se forment que si cette distance entre les protubérances reste inférieure à 3 mm.
A l'intérieur des cellules (16), on peut prévoir comme cela est représenté sur les figures, un gaufrage secondaire formé de secondes protubérances (18). Ces protubérances (18) ont une hauteur de gaufrage inférieure à celle des premières protubérances (12). Elles ne forment pas de zones de liaison du pli supérieur avec le pli inférieur.
Un procédé de fabrication d'une feuille conforme à l'invention et correspondant à un mode de réalisation tel que représenté sur la figure 3 est décrit ci- après. On déroule une première bande continue d'ouate de cellulose (10) depuis une bobine mère (100) qui est montée sur un support rotatif. On entraîne cette bande à une certaine vitesse à travers un groupe de gaufrage comprenant un cylindre (102) à surface rigide et gravée et un cylindre (104) à surface en matière résiliante telle que le caoutchouc. Le motif de la gravure du cylindre rigide est par exemple celui de la figure 1, avec des premiers éléments en relief ou picots à un premier niveau de gravure pour la réalisation des premières protubérances et des seconds éléments en relief à un niveau inférieur au premier pour la réalisation des secondes protubérances. Les gravures de cylindres de gaufrage à deux niveaux sont connues de l'homme de l'art.
La bande après gaufrage, reçoit une pellicule de colle qui est déposée sur les surfaces en relief, c'est à dire celles du motif de gaufrage, par un cylindre (106) applicateur connu en soi. Le motif de la gravure du cylindre rigide correspond aux premières protubérances. Il peut également être constitué de protubérances de profondeurs différentes. Dans ce cas, la pellicule de colle est déposée uniquement sur les protubérances au relief le plus haut. L'adhésif est une colle à l'eau, par exemple une colle polyvinylique courante dans le domaine de l'invention.
Selon un autre mode de réalisation, la liaison des plis est obtenue de façon mécanique ou de toute autre façon connue de l'homme de l'art.
On applique ensuite le deuxième pli sur le premier au moyen d'un cylindre marieur (108). Le deuxième pli (20) vient d'une bobine mère (200) que l'on déroule à une vitesse déterminée. La pression exercée par le cylindre marieur assure la liaison des plis l'un à l'autre. La feuille double est ensuite entraînée en étant maintenue sous tension vers le poste de fabrication des « logs ». Un « log » est un rouleau intermédiaire au diamètre du produit après qu'il a été fini et de largeur égale à la laize de la bobine mère. Une fois formé, le log est entraîné vers un poste de sciage où il est tronçonné. Enfin les rouleaux obtenus sont guidés vers les postes d'emballage, de conditionnement et de stockage. Conformément à l'invention, on règle la tension de l'une des deux bandes d'ouate de cellulose par rapport à l'autre en amont de la station où les plis sont liés l'un à l'autre. Il s'agit de permettre au pli inférieur de se rétracter plus que l'autre lorsque les tensions sont relâchées. A cette fin, on peut prévoir un groupe de tirage (disposé en amont de la station où les deux plis sont liés l'un à l'autre). En ralentissant par exemple la vitesse du pli inférieur de 0,6% à 2% par rapport à la vitesse du gaufreur, on reste dans la plage de déformation élastique et on augmente le niveau de tension du pli. Lorsque l'on relâche ultérieurement cette tension, le pli inférieur se rétracte proportionnellement et les coussinets se forment à la surface du pli supérieur. En particulier, lorsque le pli inférieur est non gaufré comme cela est représenté sur la figure 3. La différence de tension entre le pli inférieur et le pli supérieur est alors créée par le gaufrage qui modifie les caractéristiques physiques du pli supérieur. Le pli inférieur conservant quant à lui son élasticité, il se rétractera davantage.
On a réalisé des produits selon ce procédé, et mesuré les différences de longueur entre les deux plis.
La méthode de mesure a consisté à :
- mesurer la longueur de 10 coupons consécutifs sur un rouleau,
- séparer les deux en faisant attention à ne pas déchirer le papier aux points de collage ni l'étirer au-delà de sa limite de déformation élastique, et
- étaler les deux plis sous une règle métallique et mesurer l'écart de longueur en sens marche.
Pour calculer le pourcentage relatif d'écart (ER) de longueur entre les plis, on a tenu compte du fait qu'à l'enroulement le pli extérieur est plus long.
On applique la formule :
ER=(100/Llx{L2-Llx(Dl2-Din2)/[(Dl+D2)x2xNxL]}, où les paramètres sont définis ci-dessous :
Ll est la longueur de 10 coupons, et Dl le diamètre initial du rouleau.
L2 est l'écart de longueur mesuré entre les deux plis, D2 le diamètre après avoir enlevé 10 coupons.
Din est le diamètre du mandrin, N le nombre de feuilles initial, et L la longueur unitaire d'un coupon.
Exemple 1
On a fabriqué deux produits avec la même ouate de cellulose dont les caractéristiques sont les suivantes (mesures effectuées sur 2 plis) : Grammage 40.3 g/m2.
Résistance sens marche : 215 N/m. Il s'agit de la valeur de la force nécessaire pour rompre une éprouvette découpée dans le sens marche de la feuille, ramenée à un mètre de largeur. Résistance sens travers : 75 N/m. idem ci-dessus, mais l' éprouvette a été découpée dans le sens perpendiculaire au précédent.
Taux d'allongement à la rupture : 16 %. (mesuré dans le sens marche)
Les produits ont été fabriqués selon le procédé décrit plus haut. Le pli supérieur était gaufré selon le motif représenté à la figure 1, le ph inférieur n'était pas gaufré.
On a fabriqué un premier produit en appliquant une différence de tension entre les plis, de telle manière que le produit final présente un effet coussinet marqué. On a fabriqué un second produit en réduisant l'écart de tension entre les deux plis de telle façon que le produit final ne présente pas d'effet coussinet.
On a procédé à dix mesures sur chacun des produits. Les écarts moyens relatifs mesurés sont les suivants :
Premier produit : 1.12%
Second produit : 0.23%
Exemple 2
Afin d'évaluer la méthode d'analyse précédente et de vérifier si le résultat obtenu est significatif, on a réalisé un troisième produit en gaufrant ensemble deux plis selon le motif de la figure 1. L'ouate de cellulose présentait les caractéristiques suivantes : grammage, 40.3 g/m2 ; résistance MD, 215 N/m ; résistance CD, 75 N/m ; avec un taux d'allongement à la rupture de 16%.
Dix mesures ont été effectuées sur le produit. Les écarts moyens relatifs mesurés ont été de 0.15%. Cela permet de conclure que la différence de longueur mesurée entre deux produits dont l'un présente un effet coussinet et l'autre pas est significative.

Claims

REVENDICATIONS
1) Feuille de papier constituée d'au moins deux plis (10, 20) d'ouate de cellulose crêpée, un pli supérieur (10) et un pli inférieur (20), chacun de grammage compris entre 10 et 40 g/m2, le pli supérieur (10) étant gaufré et pourvu de premières protubérances (12), caractérisée en ce que les dites premières protubérances (12) sont réparties selon des alignements (14) qui délimitent entre eux des cellules (16) de surface comprise entre 1 et 20 cm2, le pli supérieur (10) étant plus long dans le sens marche que le pli inférieur (20) d'au moins 0,6 %, de préférence de 0,6 à 2%, et lié à lui par le sommet des premières protubérances (12) de telle façon qu'il se forme des coussinets à l'intérieur des cellules (16).
2) Feuille de papier selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les cellules (16) présentent un rapport longueur/largeur compris entre 1 et 5, de préférence compris entre 1 et 1,5.
3) Feuille de papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la distance entre deux protubérances (12) adjacentes le long d'un alignement (14) n'est pas supérieure à 3 mm, de préférence pas supérieure à 1,5 mm.
4) Feuille de papier selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les protubérances (12) sont de forme tronconique, de diamètre à la base compris entre 1 et 3 mm, de préférence entre 1 et 1,5 mm.
5) Feuille de papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les alignements (14) sont disposés selon deux directions différentes définissant entre eux les dites cellules (16).
6) Feuille de papier selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme d'un rouleau.
7) Procédé pour fabriquer une feuille selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- on déroule une première bande (10) d'ouate de cellulose depuis une bobine mère et on la gaufre sur un cylindre (102) de gaufrage selon un motif avec des premières protubérances formant des alignements qui définissent entre eux des cellules fermées,
- on déroule une deuxième bande (20) d'ouate de cellulose depuis une bobine mère,
- on applique la deuxième bande sur la première et on lie les deux bandes par les sommets des premières protubérances (12), les deux bandes (10, 20) étant différenciées au moment de la liaison des plis de manière à ce que, au repos, la longueur des plis soit différente d'au moins 0,6%, de préférence de 0,6 à 2%,
- on enroule la bande double obtenue autour d'un mandrin en exerçant une tension, et - on tronçonne le dit rouleau en rouleaux plus petits.
8) Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les plis sont différenciés l'un par rapport à l'autre selon les caractéristiques suivantes prises individuellement ou en combinaison : la vitesse de déroulement, la tension dans le sens marche, la profondeur du gaufrage, l'élasticité.
9) Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'on lie les deux plis par application de colle (106) sur les sommets des premières protubérances.
10) Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'on lie les deux plis par pression mécanique sur les sommets des premières protubérances.
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