WO2008037877A2 - Procede et ensemble de fabrication d'une feuille absorbante, et feuille absorbante obtenue - Google Patents

Procede et ensemble de fabrication d'une feuille absorbante, et feuille absorbante obtenue Download PDF

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WO2008037877A2
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Definitions

  • the present invention relates to the field of absorbent papers based on cellulose wadding, for sanitary or domestic use such as toilet paper, towels or any paper wiping, napkins ...
  • cellulose wadding also known as tissue paper
  • tissue paper is a low weight absorbent paper, between 10 and 45 g / m 2 , obtained wet from paper fibers. It includes, possibly, chemical additives in small proportions, according to the use for which it is intended. It can be obtained by pressing the still wet sheet on a heated cylindrical element of large diameter, on which it is dried and from which it is then detached by means of a metal blade applied against it, transversely to its direction of rotation. . This operation is intended to crepe the sheet which then has transverse corrugations to its direction walk. The crepe gives the sheet a certain elasticity at the same time as it increases its thickness and gives it tactile properties.
  • Another known method of manufacture comprises a first step of drying the sheet, at least in part, by means of a stream of hot air therethrough. This can then be creped or not.
  • the sheet thus manufactured is then transformed into another distinct phase of production known as transformation or conversion and associated with other sheets then called folds to form the final absorbent paper product.
  • the association can be of a chemical nature by gluing, for example, or of a mechanical nature.
  • the known methods consist in depositing a film of glue on all or part of the surface of one of the plies, and then in contacting the glued surface with the surface of at least one other ply.
  • the combination of the folds can be performed by knurling or by compression, in the conversion or conversion phase.
  • Knurling consists of compressing the folds to be associated between a wheel (or engraved wheel, provided with elements in relief) and a smooth cylindrical element.
  • Each knurled band corresponds to the width of a wheel.
  • the bands can form decorative strips on the sheet.
  • association by knurling is limited when it is desired to make patterns across the width of a width. Indeed, even if a large number of knurls are arranged side by side (thus creating a large number of bands) there may be areas without knurling.
  • EP 1 362 953 illustrates a particular example of an installation and method using knurling.
  • the major difference with respect to the basic method described above is that the combination of folds takes place in wide parallel bands (machine running direction) on the sheet, and in that one applies an additive film such as oil on at least one side of the sheet.
  • knurling generally creates problems of readability of the embossed pattern if it exists, because the knurling overwrites the embossing patterns.
  • rollers In addition, in the case where a large number of rollers is used, adjusting and / or setting the rollers makes the manufacture difficult and complex.
  • Embossing is also known which is a deformation in the thickness of the sheet or fold, which gives it a particular relief or hollow.
  • the thickness of the sheet or fold is increased after embossing compared to its initial thickness.
  • embossing adds thickness to each fold or sheet, it does, however, induce a substantial reduction in the breaking strength of the sheet. Indeed, the mechanical work on the fold (or the sheet) is accompanied by loosening interfiber bonds embossed areas.
  • the embossing can be carried out individually on each ply, then the plies already embossed are combined by means of a marrying cylinder.
  • the application WO 2004/065113 illustrates an example of this type of association.
  • such a marrying cylinder is complex in particular when its entire outer surface must be covered with a hard material band wound helically.
  • the two (or more) folds are embossed then associated by passing the sheet thus treated and formed, between an engraved cylinder and a marrying cylinder.
  • the association can cause problems including wear of the engraved cylinder and / or the marrying cylinder.
  • a first known approach is to cover the outer surface of the marrying cylinder, for example, a ferrule.
  • the application FR 2 801 833 discloses a marrying cylinder (for example) on which is mounted a sleeve, a so-called securing layer being interposed between the cylinder and the sleeve.
  • the bonding layer can be considered as an "elastic" underlayer that dampens the pressure variations and also the manufacturing differences of each of the cylinders.
  • the present invention provides a solution which relates to a process for producing an absorbent sheet comprising at least two plies of cellulose wadding, comprising associating said plies under pressure by passing between two cylindrical elements made of steel, the former being externally smooth and the second being externally provided with elements in relief and the hardness of the first cylindrical element being smaller than that of the second cylindrical element.
  • the first cylindrical element has a treated, hardened surface layer and a deformable underlayer;
  • the second cylindrical member has a hardened outer surface, and the sheet as it passes between the two cylindrical members is compressed to a specific pressure of 40 to 250 N / mm 2 .
  • the difference in external hardness between the first and the second cylindrical element is between 2 and 20 HRC, preferably between 5 and 15 HRC.
  • this difference in hardness creates a wear of the engraved cylindrical element slower than that of the first cylindrical element, which is an advantage because the engraved cylindrical element is an expensive element of the installation, more expensive than the first one. smooth cylindrical element.
  • values between about 30 and about 65 HRC may be chosen.
  • the method according to the invention advantageously allows to associate folds of width between 0.3 and 4 m, without wear problem of the cylindrical elements or variation in the quality of the association, regardless of the scrolling speeds folds.
  • the subject of the invention is a set of cylindrical elements made of steel intended for the combination of multi-ply absorbent sheets, the first cylindrical element being externally smooth and the second cylindrical element being externally provided with elements in relief. outer hardness of the first cylindrical element being lower than that of the second cylindrical element, and said assembly for associating under pressure the different folds of the sheets by passing in the gap between their generatrices.
  • the first cylindrical member has a hardened surface layer and a deformable underlayer
  • the second cylindrical member has a hardened outer surface, the first cylindrical member being pressed against the second cylindrical member so as to exert on the absorbent sheet a specific pressure of between 40 and 250 N / mm 2 .
  • the invention allows great flexibility in the choice of marking patterns, in the type of embossing, the arrangement and / or the quantity of patterns.
  • the first cylindrical element may comprise a cylinder, or a set of several coaxial cylinders.
  • the outer (surface) layer of the first cylindrical element has a thickness of between 3 and 30 mm, while the deformable underlayer, which is thinner, may have a thickness of between 0.5 and 10 mm.
  • a hardness gradient of said outer layer of the first cylindrical element may advantageously be provided, depending on its thickness.
  • said outer surface layer of the first cylindrical element may comprise two layers associated and superimposed on one another, the outermost being treated, cured.
  • the outer surface (or ferrule) of the first cylindrical element, mounted on the deformable underlayer is a kind of shield that resists perfectly to mechanical stresses while maintaining overall flexibility to the cylindrical element.
  • said deformable sub-layer comprises at least two layers having different mechanical characteristics.
  • FIG. 1 is a simplified section of a "nip" between two cylindrical elements, according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a simplified section of a "nip" according to a second embodiment of the invention.
  • - Figure 3 is a diagram showing the main elements necessary for the implementation of an embodiment of the invention.
  • - Figure 4 is a diagram showing the main elements necessary for the implementation of another embodiment of the invention.
  • the set of two cylindrical elements allowing the association of the plies comprises a first cylindrical element 1 commonly called a marrying cylindrical element which cooperates with a second cylindrical element. 2 says embossing.
  • the marrying cylindrical element 1 has a smooth outer surface
  • the cylindrical embossing element 2 externally has protuberances such as lines, spikes having one or two different depths, or more.
  • the first marrying cylindrical element has an external hardness of hardness lower than that of the second cylindrical element.
  • the first cylindrical element 1 has an external surface formed of two layers 111, 112 associated and superimposed on one another, the outermost 112 being treated, hardened .
  • the first marrying cylindrical element has a hardened outer surface 11 which rests on a deformable underlayer 12 which itself may for example be made of a polymer.
  • said sub-layer 12 may comprise at least two layers having different mechanical characteristics, in particular hardnesses and / or different resilience.
  • the external hardness of the first cylindrical element can be achieved through a treated steel sleeve; or through a sleeve externally coated with a cured treated layer.
  • the outer surface of the engraved cylindrical element 2 has a hardness greater than 2 to 20 HRC to that of the first matching cylindrical element 1.
  • a hardness difference of between 5 and 15 HRC may be preferred.
  • the HRC unit is a unit of hardness according to the test developed by ROCKWELL based on the following principle:
  • a pointed body is penetrated into a metal test tube.
  • a penetrating body is used a slightly rounded diamond tip whose apex angle is 120 °; this diamond point is gradually pushed into the metal and the residual indentation (e, in ⁇ m) of the tip under a given load is measured.
  • ISO 6508 - 1 1999 provides a comprehensive definition of ROCKWELL hardness tests.
  • the external hardness of the cylindrical element 2 etched can be achieved by a surface treatment which preferably relates to a thickness 22 greater than the height of the protuberances (or the highest protuberances) forming the etching.
  • the absorbent sheet to be associated passes between these cylindrical elements where it undergoes a specific specific pressure, included between 40 and 250 N / m 2 .
  • the specific pressure can be defined as the ratio between the total force applied by the first cylindrical element 1 on the second cylindrical element 2 at the nip, on the sum of the surfaces in contact at this point, at a given instant. It is therefore easy to understand that this pressure varies as a function of the geometry of the distal surfaces (ends) of the protuberances of the engraved cylindrical element 2, and that it can thus be controlled and controlled.
  • the present invention advantageously allows a great freedom in the choice of protuberances, that is to say in fact embossing patterns of the absorbent sheet to be manufactured.
  • the deformable underlayer 12 may be made of a compressible polymer such as an elastomer.
  • This underlayer may have a thickness of between 0.5 and 10 mm; tests with thicknesses ranging from 2 to 4 mm gave very interesting results.
  • the arrangement according to the invention makes it possible to reduce the deflection of the cylindrical embossing element 2 as well as the vibrations and other associated disadvantages.
  • the marrying cylindrical element 1 is coated with a sleeve 11, which has a hardness of 47 HRC and is in contact with the engraved cylindrical element 2 which itself has an external hardness of 57 HRC .
  • the elastic underlayer 12 has a thickness of 4 mm and is made of a compressible polymer such as an elastomer, known per se.
  • the underlayer 12 advantageously makes it possible to dampen manufacturing defects, wear and / or vibrations at high speeds.
  • FIGS. 3 and 4 show two examples of possible installations.
  • FIG. 3 shows a first example according to which the elements used comprise, in addition to the marrying cylindrical element 1 and the embossed cylindrical element (of embossing) 2, a cylindrical rubber element 3 intended to cooperate with the cylindrical element 2 in order to emboss one of the folds (or groups of folds) P1 constituting the sheet F, according to a procedure known per se and which, therefore, will not be further explained.
  • a second fold (or group of folds) P2 is brought into the gap (or nip) between the cylindrical elements 1 and 2 where it is associated with the first fold P1, as already described. This second fold is not embossed.
  • a sheet F comprising two plies P1, P2 (or group of plies) is thus produced, with a first embossed ply and a second non-embossed ply.
  • FIG. 4 shows the elements used to manufacture an absorbent sheet according to another embodiment of the invention, and which comprise, besides a marrying cylindrical element 1 and an engraved cylindrical element 2, a second engraved cylindrical element 4 and two cylindrical rubber elements 31, 32 which are counterparts to each of the cylindrical engraved elements 2, 4.
  • first fold (or group of folds) P1 passes first between the first cylindrical rubber member 31 and the cylindrical element engraved 2 where it is embossed.
  • second fold P2 passes between the second cylindrical rubber element (counterpart) 32 and the second cylindrical element engraved 4 for embossing purposes.
  • the two plies (or group of plies) thus embossed separately, are joined between the first and second cylindrical engraved elements 2, 4 which are wedged so that the protuberances (or markings) of each of the plies are embedded in one another. other.
  • This particular arrangement, called nested, is well known to those skilled in the art and will not be further described.
  • the plies are then associated at the level of the nip 5 between the first etched cylindrical element 2 and the marrying cylindrical element 1, under conditions in accordance with the invention mentioned above.
  • the first cylindrical element (1) may comprise a set of coaxial cylinders carried by one or more axes.
  • the axes are angularly offset around the second engraved cylindrical element (2).
  • a priori two axes are preferentially provided, diametrically opposed.
  • each of the coaxial cylinders has characteristics in accordance with the invention, namely in particular a surface layer (11) treated, cured and a deformable underlayer (12).

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une feuille absorbante comprenant au moins deux plis d'ouate de cellulose, consistant à associer sous pression lesdits plis par passage entre deux éléments cylindriques en acier, le premier (1) étant extérieurement lisse et le second (2) étant extérieurement pourvu d'éléments en relief et la dureté du premier élément cylindrique étant inférieure à celle du second élément cylindrique. Conformément à l'invention, le premier élément cylindrique (1) présente une couche superficielle (11) traitée, durcie et une sous-couche déformable (12); le second élément cylindrique présente une surface extérieure durcie, et la feuille, lors de son passage entre les deux éléments cylindriques (1, 2), est comprimée à une pression spécifique comprise entre 40 et 250 N/mm2. L'invention a en outre pour objet un ensemble d'éléments cylindriques en acier (1, 2) destinés à la fabrication de feuilles absorbantes multi-plis.

Description

PROCEDE ET ENSEMBLE DE FABRICATION D'UNE FEUILLE ABSORBANTE, ET FEUILLE ABSORBANTE OBTENUE
La présente invention concerne le domaine des papiers absorbants à base d'ouate de cellulose, à usage sanitaire ou domestique tels que le papier hygiénique, les essuie-mains ou tout papier d'essuyage, les serviettes de table ...
Pour la réalisation de tels produits, on utilise généralement l'ouate de cellulose appelée également papier tissue. Il s'agit d'un papier absorbant de faible grammage, compris entre 10 et 45 g/m2, obtenu par voie humide à partir de fibres papetières. Il comprend, éventuellement, des additifs chimiques dans de faibles proportions, selon l'usage auquel il est destiné. Il peut être obtenu par pressage de la feuille encore humide sur un élément cylindrique chauffé de grand diamètre, sur lequel elle est séchée et dont elle est détachée ensuite au moyen d'une lame métallique appliquée contre celui- ci, transversalement à son sens de rotation. Cette opération a pour but de crêper la feuille qui présente alors des ondulations transversales à son sens marche. Le crêpage confère une certaine élasticité à la feuille en même temps qu'il en augmente l'épaisseur et lui procure des propriétés tactiles.
Un autre mode de fabrication connu comprend une première étape de séchage de la feuille, au moins en partie, au moyen d'un courant d'air chaud la traversant. Celle-ci peut ensuite être crêpée ou non.
De manière générale, la feuille ainsi fabriquée est ensuite transformée dans une autre phase distincte de fabrication dite de transformation ou converting et associée à d'autres feuilles alors dénommées plis pour former le produit final en papier absorbant.
En effet, lorsque l'on souhaite conférer des propriétés particulières à une feuille telle que l'épaisseur, la douceur, le gonflant, on peut choisir d'associer plusieurs plis entre eux.
L'association peut être de nature chimique par collage par exemple, ou bien de nature mécanique.
Concernant le collage les procédés connus consistent à déposer un film de colle sur tout ou partie de la surface de l'un des plis, puis à mettre en contact la surface encollée avec la surface d'au moins un autre pli.
Ce type d'association nécessite un équipement spécifique, additionnel dans la chaîne de fabrication ce qui représente un coût, des difficultés techniques supplémentaires. En outre, la colle en elle-même est chère, encrasse les éléments cylindriques de l'unité de gaufrage et peut induire une rigidité supplémentaire, non souhaitée sur le produit final dont la douceur sera par ailleurs diminuée par la présence de la colle. Ces inconvénients ont amené certains fabricants à se tourner vers des associations de type mécanique.
Dans ce cas, l'association des plis peut être réalisée par moletage ou par compression, en phase de transformation ou converting.
Le moletage consiste à comprimer les plis à associer entre une molette (ou roue gravée, pourvue d'éléments en relief) et un élément cylindrique lisse.
Chaque bande moletée correspond donc à la largeur d'une molette. Les bandes peuvent former des bandes décoratives sur la feuille.
A titre illustratif le brevet US 3,377,224 décrit un papier « tissue » réalisé par un tel procédé. Etant donné qu'une largeur très limitée de papier est moletée, un inconvénient notable réside dans la délamination des zones non moletées.
En outre, l'association par moletage est limitée lorsque l'on souhaite réaliser des motifs sur toute la largeur d'une laize. En effet, même si un nombre important de molettes sont disposées côte à côte (créant ainsi un grand nombre de bandes) il peut subsister des zones sans moletage.
Le document EP 1 362 953 illustre un exemple particulier d'installation et de procédé utilisant le moletage. La différence majeure vis-à-vis du procédé basique décrit ci-avant réside en ce que l'association des plis a lieu selon de larges bandes parallèles (sens marche de la machine) sur la feuille, et en ce que l'on applique une pellicule d'additif tel que de l'huile sur l'une au moins des faces de la feuille.
Par ailleurs, le moletage crée globalement des problèmes de lisibilité du motif gaufré s'il existe, car le moletage écrase les motifs de gaufrage.
En outre dans le cas où un nombre important de molettes est utilisé, le réglage et/ou le calage des molettes rend la fabrication difficile et complexe.
On connaît aussi le gaufrage qui est une déformation dans l'épaisseur de la feuille ou du pli, qui lui confère un relief ou creux particulier. L'épaisseur de la feuille ou du pli est augmentée après gaufrage comparativement à son épaisseur initiale.
Si le gaufrage apporte de l'épaisseur à chaque pli ou feuille, il induit cependant une réduction sensible de la résistance à la rupture de la feuille. En effet, le travail mécanique sur le pli (ou la feuille) s'accompagne d'un relâchement des liaisons interfibres des zones gaufrées.
Dans le cas d'une feuille multiplis, le gaufrage peut être réalisé individuellement sur chaque pli puis on procède à l'association des plis déjà gaufrés grâce à un cylindre marieur. La demande WO 2004/065113 illustre un exemple de ce type d'association. Cependant un tel cylindre marieur est de réalisation complexe notamment lorsque toute sa surface externe doit être recouverte d'une bande de matière dure enroulée en hélice.
Dans l'un ou l'autre mode de réalisation d'une feuille multiplis, les deux (voire plus) plis sont gaufrés puis associés par passage de la feuille ainsi traitée et formée, entre un cylindre gravé et un cylindre marieur.
L'association peut poser des problèmes notamment d'usure du cylindre gravé et/ou du cylindre marieur.
L'usure est accentuée lorsque des pressions et/ou des vitesses importantes sont nécessaires.
Une première approche connue consiste à recouvrir la surface externe du cylindre marieur par exemple, d'une virole.
La demande FR 2 801 833 divulgue un cylindre marieur (par exemple) sur lequel est monté un manchon, une couche dite de solidarisation étant interposée entre le cylindre et le manchon. La couche de solidarisation peut être considérée comme une sous-couche « élastique » qui amortit les variations de pression et aussi les différences de fabrication de chacun des cylindres.
Cependant, à l'usage, il s'est révélé que les différences de fabrication et les variations de pression amorties par ce type de cylindre ne sont pas suffisantes. Des usures précoces et ponctuelles sont apparues, notamment si les cylindres fonctionnent à des vitesses élevées, à partir d'environ 300 m/mn.
De plus, la pression sur la feuille au niveau du passage (ou nip) entre les cylindres accentue leur usure ; la couche externe est endommagée par endroits.
Bien entendu, toutes ces déficiences ont des conséquences négatives sur les feuilles formées qui par exemple ne sont pas suffisamment associées (elles se délaminent) ; on se retrouve donc avec une production de qualité inégale, voire globalement mauvaise.
Ceci n'est acceptable ni pour le fabricant ni pour l'utilisateur.
Il existe donc un besoin d'associer des plis en ouate de cellulose d'une façon à la fois fiable, simple, sans collage et qui obvie les problèmes énoncés ci-avant.
La présente invention propose une solution qui a pour objet un procédé de fabrication d'une feuille absorbante comprenant au moins deux plis d'ouate de cellulose, consistant à associer sous pression lesdits plis par passage entre deux éléments cylindriques en acier le premier étant extérieurement lisse et le second étant extérieurement pourvu d'éléments en relief et la dureté du premier élément cylindrique étant inférieure à celle du second élément cylindrique.
Conformément à l'invention, le premier élément cylindrique présente une couche superficielle traitée, durcie et une sous-couche déformable ; le second élément cylindrique présente une surface extérieure durcie, et la feuille, lors de son passage entre les deux éléments cylindriques est comprimée à une pression spécifique comprise entre 40 et 250 N/mm2.
Les caractéristiques énoncées ci-avant permettent avantageusement de travailler à des pressions élevées et donc d'obtenir des produits multi-plis de bonne qualité qui présentent en outre des motifs de gaufrage divers, variés et parfaitement visibles.
Avantageusement, la différence de dureté extérieure entre le premier et le second élément cylindrique est comprise entre 2 et 20 HRC, préférentieilement entre 5 et 15 HRC.
Cette différence de dureté permet d'opérer à des vitesses et/ou pressions élevées tout en obtenant une parfaite association de plis.
De plus, cette différence de dureté crée une usure de l'élément cylindrique gravé moins rapide que celle du premier élément cylindrique, ce qui est un avantage car l'élément cylindrique gravé est un élément coûteux de l'installation, plus coûteux que le premier élément cylindrique lisse.
Concernant la dureté externe du premier élément cylindrique, on peut choisir des valeurs comprises entre environ 30 et environ 65 HRC.
Le procédé selon l'invention permet avantageusement d'associer des plis de laize comprise entre 0,3 et 4 m, sans problème d'usure des éléments cylindriques ni de variation dans la qualité de l'association, quelles que soient les vitesses de défilement des plis.
La feuille obtenue par un tel procédé est en outre visée par l'invention.
En outre l'invention a pour objet un ensemble d'éléments cylindriques en acier destiné à l'association de feuilles absorbantes multi-plis, le premier élément cylindrique étant extérieurement lisse et le second élément cylindrique étant extérieurement pourvu d'éléments en relief, la dureté extérieure du premier élément cylindrique étant inférieure à celle du second élément cylindrique, et ledit ensemble permettant d'associer sous pression les différents plis des feuilles par passage dans l'intervalle entre leurs génératrices.
Selon l'invention, le premier élément cylindrique présente une couche superficielle durcie et une sous-couche déformable, le second élément cylindrique présente une surface externe durcie, le premier élément cylindrique étant pressé contre le second élément cylindrique de façon à exercer sur la feuille absorbante une pression spécifique comprise entre 40 et 250 N/mm2.
Outre les avantages déjà cités, l'invention autorise une grande flexibilité dans le choix des motifs de marquage, dans le type de gaufrage, la disposition et/ou la quantité des motifs.
Par ailleurs, le premier élément cylindrique peut comprendre un cylindre, ou bien un ensemble de plusieurs cylindres coaxiaux.
Selon une caractéristique intéressante de l'invention, la couche extérieure (superficielle) du premier élément cylindrique présente une épaisseur comprise entre 3 et 30 mm, tandis que la sous-couche déformable, plus fine, peut présenter une épaisseur comprise entre 0,5 et 10 mm.
Un gradient de dureté de ladite couche externe du premier élément cylindrique peut avantageusement être prévu, selon son épaisseur.
Sans sortir du cadre de l'invention, ladite couche superficielle externe du premier élément cylindrique peut comprendre deux couches associées et superposées l'une sur l'autre, la plus externe étant traitée, durcie.
La surface externe (ou virole) du premier élément cylindrique, montée sur la sous-couche déformable constitue une sorte de bouclier qui résiste parfaitement aux sollicitations mécaniques tout en conservant globalement une certaine souplesse au élément cylindrique.
Ainsi pour des laizes de grande dimension, la flèche au centre de l'élément cylindrique peut être compensée par la relative souplesse générale dudit élément cylindrique.
De même les tolérances de fabrication de chacun des éléments cylindriques peuvent être compensées notamment mais non exclusivement par ladite souplesse créée par la sous-couche déformable.
Il est en outre envisageable, sans sortir du cadre de l'invention, que ladite sous-couche déformable comprenne au moins deux couches présentant des caractéristiques mécaniques différentes.
D'autres caractéristiques, détails, et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite à titre illustratif et nullement limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une coupe simplifiée d'un « nip » entre deux éléments cylindriques, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une coupe simplifiée d'un « nip » selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 est un schéma montrant les principaux éléments nécessaires à la mise en œuvre d'un mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 4 est un schéma montrant les principaux éléments nécessaires à la mise en œuvre d'un autre mode de réalisation de l'invention.
Conformément à un mode de réalisation de l'invention, tel que schématisé sur la figure 1 , l'ensemble des deux éléments cylindriques permettant l'association des plis comprend un premier élément cylindrique 1 couramment appelé élément cylindrique marieur qui coopère avec un deuxième élément cylindrique 2 dit de gaufrage.
Comme connu, l'élément cylindrique marieur 1 présente une surface externe lisse, et l'élément cylindrique de gaufrage 2 présente extérieurement des protubérances tels que des lignes, des picots ayant une seule ou bien deux profondeurs différentes, voire davantage.
Comme connu également, le premier élément cylindrique marieur présente une dureté externe de dureté inférieure à celle du deuxième élément cylindrique.
Conformément à un mode de réalisation tel qu'illustré sur la figure 1 , le premier élément cylindrique 1 présente une surface externe formée de deux couches 111 , 112 associées et superposées l'une sur l'autre, la plus externe 112 étant traitée, durcie.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, tel qu'illustré en figure 2, le premier élément cylindrique marieur présente une surface externe durcie 11 qui repose sur une sous-couche 12 déformable qui elle-même peut être par exemple réalisée en un polymère.
Sans sortir du cadre de l'invention ladite sous-couche 12 peut comprendre au moins deux couches présentant des caractéristiques mécaniques différentes, en particulier des duretés et/ou des résiliences différentes.
La dureté externe du premier élément cylindrique peut être réalisée grâce à un manchon en acier traité ; ou encore grâce à un manchon revêtu extérieurement d'une couche traitée durcie.
Tout traitement classique connu de l'Homme du Métier peut être ici opéré afin de conférer la dureté extérieure requise, audit élément cylindrique 1.
Dans tous les cas on cherche à obtenir une dureté externe (en surface) supérieure à environ 30 HRC, préférentiellement comprise entre 30 et 55 HRC.
Par ailleurs, la surface externe de l'élément cylindrique gravé 2 présente une dureté supérieure de 2 à 20 HRC à celle du premier élément cylindrique marieur 1. Une différence de dureté comprise entre 5 et 15 HRC peut être préférée. L'unité HRC est une unité de dureté selon le test mis au point par la société ROCKWELL basé sur le principe suivant :
On fait pénétrer un corps pointu dans une éprouvette en métal.
Plus précisément, on utilise comme corps pénétrant une pointe de diamant légèrement arrondie dont l'angle au sommet est de 120° ; cette pointe de diamant est enfoncée progressivement dans le métal et l'on mesure l'enfoncement rémanent (e, en μm) de la pointe sous une charge donnée.
La valeur de la dureté est alors donnée par
100 - _§_ 2
Ainsi plus le métal est dur, plus sa dureté exprimée en unités HRC est proche de 100 ;
Ces essais de dureté connus de l'Homme du Métier sont par exemple divulgués dans l'ouvrage « Technologie professionnelle générale pour les mécaniciens » - Tome II - Classe de 1ère - Editions FOUCHER, pages 35 à 38.
En outre, la norme ISO 6508 - 1 : 1999 présente une définition complète des essais de dureté ROCKWELL.
La dureté externe de l'élément cylindrique 2 gravé peut être réalisée par un traitement de surface qui concerne préférentiellement une épaisseur 22 supérieure à la hauteur des protubérances (ou des plus hautes protubérances) formant la gravure.
Il est également envisageable que l'acier de l'élément cylindrique gravé 2 présente intrinsèquement la dureté requise, dans son intégralité, comme illustré sur la figure 2.
On choisira l'une ou l'autre solution en fonction du coût et/ou de la difficulté de réaliser les éléments cylindriques 1 , 2, ou de toute autre contrainte technique.
Conformément à l'invention, au niveau du nip entre les éléments cylindriques 1 et 2 il y a contact selon la génératrice commune des éléments cylindriques, et la feuille absorbante à associer passe entre ces éléments cylindriques où elle y subit une pression spécifique particulière, comprise entre 40 et 250 N/m2.
La pression spécifique peut être définie comme le ratio entre la force totale appliquée par le premier élément cylindrique 1 sur le second élément cylindrique 2 au niveau du nip, sur la somme des surfaces en contact à cet endroit, à un instant donné. On comprend donc aisément que cette pression varie en fonction de la géométrie des surfaces distales (extrémités) des protubérances de l'élément cylindrique gravé 2, et qu'elle peut ainsi être maîtrisée, contrôlée.
La présente invention autorise avantageusement une grande liberté dans le choix des protubérances, c'est-à-dire en fait des motifs de gaufrage de la feuille absorbante à fabriquer.
Il est même envisageable de réaliser le gaufrage grâce à un type de protubérances et l'association grâce à un autre type de protubérances, celles qui sont effectivement en contact sous pression avec la surface externe de l'élément cylindrique marieur 1.
Une grande flexibilité dans le choix est possible selon l'invention.
Par ailleurs, les caractéristiques mentionnées ci-dessus permettent une association sur des feuilles de laize relativement larges, c'est-à-dire comprise entre 0,3 et 4 m, sans problème particulier.
Concernant la nature de la sous-couche déformable 12, celle-ci peut être réalisée en un polymère compressible comme par exemple un élastomère.
Cette sous-couche peut présenter une épaisseur comprise entre 0,5 et 10 mm ; des essais avec des épaisseurs allant de 2 à 4 mm ont donné des résultats très intéressants.
L'arrangement conforme à l'invention permet de réduire la flèche de l'élément cylindrique de gaufrage 2 ainsi que les vibrations et autres inconvénients associés.
A titre d'exemple réalisé, l'élément cylindrique marieur 1 est revêtu d'un manchon 11 , qui présente une dureté de 47 HRC et est en contact avec l'élément cylindrique gravé 2 qui lui-même présente une dureté externe de 57 HRC. La sous-couche élastique 12 présente une épaisseur de 4 mm et est réalisée en un polymère compressible tel qu'un élastomère, connu en soi.
La sous-couche 12 permet avantageusement d'amortir les défauts de fabrication, l'usure et/ou les vibrations, à grandes vitesses.
Par grandes vitesses il faut comprendre des vitesses supérieures ou égales à environ 300 m/mn pour des fabrications de papier hygiénique ; et de 150 à 350 m/mn pour des fabrications de mouchoirs.
Il a été en outre constaté qu'une différence de dureté d'environ 10 HRC entre les surfaces externes des deux éléments cylindriques 1 , 2 permet d'obvier l'ensemble des inconvénients précités, et notamment de préserver une usure relativement faible de chacun des éléments cylindriques compte tenu de leurs vitesses de rotation et de leurs dimensions respectives. A des fins d'illustration d'un procédé de fabrication d'une feuille selon l'invention, les figures 3 et 4 schématisent deux exemples d'installations envisageables.
La figure 3 montre un premier exemple selon lequel les éléments mis en œuvre comprennent, outre l'élément cylindrique marieur 1 et l'élément cylindrique gravé (de gaufrage) 2, un élément cylindrique en caoutchouc 3 destiné à coopérer avec l'élément cylindrique 2 afin de gaufrer l'un des plis (ou groupes de plis) P1 constituant la feuille F, selon un mode opératoire connu en soi et qui, de ce fait, ne sera pas davantage explicité.
Dans l'exemple illustré par la figure 3, un deuxième pli (ou groupe de plis) P2 est amené dans l'intervalle (ou nip) entre les éléments cylindriques 1 et 2 où il est associé au premier pli P1 , comme déjà décrit. Ce deuxième pli n'est pas gaufré.
Une feuille F comprenant deux plis P1 , P2 (ou groupe de plis) est ainsi réalisée, avec un premier pli gaufré et un deuxième pli non gaufré.
La figure 4 montre les éléments mis en œuvre pour fabriquer une feuille absorbante selon un autre mode de réalisation de l'invention, et qui comprennent, outre un élément cylindrique marieur 1 et un élément cylindrique gravé 2, un deuxième élément cylindrique gravé 4 et deux éléments cylindriques en caoutchouc 31 , 32 qui constituent des contreparties à chacun des éléments cylindriques gravés 2, 4.
Ainsi le premier pli (ou groupe de plis) P1 passe d'abord entre le premier élément cylindrique caoutchouc 31 et l'élément cylindrique gravé 2 où il est gaufré. Simultanément et symétriquement, le deuxième pli P2 passe entre le deuxième élément cylindrique en caoutchouc (contrepartie) 32 et le deuxième élément cylindrique gravé 4 à des fins de gaufrage.
Les deux plis (ou groupe de plis) ainsi gaufrés séparément, se rejoignent entre les premier et deuxième éléments cylindriques gravés 2, 4 qui sont calés de façon à ce que les protubérances (ou marquages) de chacun des plis soient imbriqués les uns dans les autres. Cette disposition particulière, appelée nested, est bien connue de l'Homme du Métier et ne sera pas davantage décrite.
Ainsi positionnés l'un par rapport à l'autre, les plis sont ensuite associés au niveau du nip 5 entre le premier élément cylindrique gravé 2 et l'élément cylindrique marieur 1 , dans des conditions conformes à l'invention évoquées ci-avant.
Sans sortir du cadre de l'invention, le premier élément cylindrique (1), lisse, peut comprendre un ensemble de cylindres coaxiaux portés par un ou plusieurs axes. Dans ce dernier cas, les axes sont angulairement décalés autour du second élément cylindrique gravé (2). A priori deux axes sont préférentiellement prévus, diamétralement opposés.
Bien entendu chacun des cylindres coaxiaux présente des caractéristiques conformes à l'invention, à savoir notamment une couche superficielle (11) traitée, durcie et une sous-couche déformable (12).
Sans sortir du cadre de l'invention, il est envisageable d'associer au moins deux plis sans que ceux-ci ne soient préalablement traités et/ou gaufrés.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé de fabrication d'une feuille absorbante comprenant au moins deux plis d'ouate de cellulose, consistant à associer sous pression lesdits plis par passage entre deux éléments cylindriques en acier, le premier (1) étant extérieurement lisse et le second (2) étant extérieurement pourvu d'éléments en relief et la dureté du premier élément cylindrique étant inférieure à celle du second élément cylindrique, caractérisé en ce que le premier élément cylindrique (1) présente une couche superficielle (11) traitée, durcie et une sous-couche déformable (12) ; en ce que le second élément cylindrique (2) présente une surface extérieure durcie, et en ce que la feuille, lors de son passage entre les deux éléments cylindriques (1 , 2) est comprimée à une pression spécifique comprise entre 40 et 250 N/mm2.
2) Procédé de fabrication selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la différence de duretés extérieure entre le premier (1) et le second (2) élément cylindrique est comprise entre 2 et 20 HRC, préférentiellement entre 5 et 15 HRC.
3) Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la dureté externe du premier élément cylindrique (1) est comprise entre environ 30 et environ 65 HRC.
4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes pour l'association d'une feuille de laize comprise entre 0,3 et 4 m.
5) Feuille absorbante comprenant au moins deux plis d'ouate de cellulose, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par un procédé selon l'une des revendications 1 à 4.
6) Ensemble d'éléments cylindriques en acier (1 , 2) destiné à l'association de feuilles absorbantes multi-plis, le premier élément cylindrique (1) étant extérieurement lisse et le second élément cylindrique (2) étant extérieurement pourvu d'éléments en relief, la dureté extérieure du premier élément cylindrique (1) étant inférieure à celle du second élément cylindrique (2), et ledit ensemble permettant d'associer sous pression les différents plis des feuilles par passage dans l'intervalle entre leurs génératrices, caractérisé en ce que le premier élément cylindrique (1) présente une couche superficielle durcie (11) et une sous-couche (12) déformable et en ce que le second élément cylindrique (2) présente une surface externe durcie, le premier élément cylindrique étant pressé contre le second élément cylindrique de façon à exercer sur la feuille absorbante une pression spécifique comprise entre 40 et 250 N/mm2. 7) Ensemble d'éléments cylindriques selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier élément cylindrique est un cylindre.
8) Ensemble d'éléments cylindriques selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier élément cylindrique comprend plusieurs cylindres coaxiaux.
9) Ensemble d'éléments cylindriques selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la différence de dureté extérieure entre le premier (1) et le second (2) élément cylindrique est comprise entre 2 et 20 HRC, préférentiellement entre 5 et 15 HRC.
10) Ensemble d'éléments cylindriques selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la dureté extérieure du premier élément 'cylindrique (1) est comprise entre environ 30 et environ 65 HRC.
11) Ensemble d'éléments cylindriques selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la couche externe (11) du premier élément cylindrique (1) présente une épaisseur comprise entre 3 et 30 mm.
12) Ensemble d'éléments cylindriques selon l'une quelconque des revendications 6 à 11 , caractérisé en ce que la sous-couche déformable (12) du premier élément cylindrique présente une épaisseur comprise entre 0,5 et 10 mm.
13) Ensemble d'éléments cylindriques selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en en ce que la couche superficielle externe du premier élément cylindrique (1) présente un gradient de dureté selon son épaisseur.
14) Ensemble d'éléments cylindriques selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que la couche superficielle externe (11) du premier élément cylindrique comprend deux couches (111) et (112) associées et superposées l'une sur l'autre, la plus externe (112) étant traitée, durcie.
15) Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que la sous-couche déformable (12) comprend au moins deux couches présentant des caractéristiques mécaniques différentes.
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