Brevet FR2562836A1 — publié le 19851018

PROCEDE DE FABRICATION DE SERVIETTES EN PAPIER A EMBOITEMENT Dans la fabrication des serviettes en papier et autres produits du même type, la production de ser- viettes collées, emboîtées, est bien connue. Des ser- viettes à emboîtement comprennent deux plis gaufrés, les portions saillantes d'un premier pli "s'emboîtent" dans les portions en creux de l'autre pli, de préfé- rence de manière à créer des poches d'air emprisonné qui augmentent le volume et la capacité d'absorption. Des exemples de tels produits sont illustrés dans le brevet US 3.708.366 attribué à Donnelly. Ces produits sont fabriqués en gaufrant deux feuilles de papier dans une machine à cylindres presseurs en caoutchouc/ acier, en appliquant de l'adhésif aux bossages sail- lants de l'une des feuilles, et en appuyant les deux feuilles l'une contre l'autre de façon que les bossa- ges saillants des feuilles contenant de l'adhésif soient comprimés contre les bossages en creux de l'autre feuille de façon à lier les plis entre eux. Cependant, les procédés antérieurs ont l'inconvé- nient de fabriquer des produits à double face, c'est- à-dire que le contour de surface d'une des faces du produit est différent du contour de surface de l'autre face du produit. Ceci est illustré par la figure 2 du brevet Donnelly cité ci-dessus et peut être indési- rable du point de vue de son acceptation par un utili- sateur. Certains procédés antérieurs ont aussi l'inconvé- nient de souvent engager les deux plis dans une machine à cylindres presseurs acier/acier utilisant des tolérances très étroites afin d'obtenir une liai- son des plis, par exemple dans le but d'obtenir un produit du type illustré par la figure 3 du brevet Donnelly cité ci-dessus. En agissant selon ce procédé, les rouleaux de gaufrage en acier ont tendance à s'user du fait des pressions irrégulières et excessives de la machine à cylindres presseurs qui découle de la nécessité d'amener les plis en contact l'un de l'autre. Ce problème est partiellemirent résolu grâce à l'emploi d'une machine à cylindres compresseurs caoutchouc/acier dans le brevet Donnelly déjà cité, mais cette modifi- cation peut entraîner une pénétration de l'adhésif du fait des pressions existant entre les deux surfaces solides. Donc, il est nécessaire de disposer d'un procédé de fabrication de serviettes à emboitement à une seule face et autres produits du même type dans lequel l'usure des rouleaux de gaufrage et la pénétration de l'adhésif sont réduites au minimum. D'une façon générale, l'invention concerne un procédé de fabrication de feuilles emboîtées à plis multiples dans lequel la liaison des plis est réalisée dans une machine à cylindres-presseurs acier/acier en pressant une portion encollée d'une première feuille, soutenue à l'arrière par une surface solide, contre une portion d'une seconde feuille qui n'est pas sou- tenue par la surface du second rouleau d'acier mais au contraire maintenue tendue au-dessus d'une surface en creux du second rouleau. Ce procédé élimine ou réduit au minimum l'usure des rouleaux et la pénétra- tion de l'adhésif puisqu'il n'est plus nécessaire d'exercer des pressions élevées dans la machine à cylindres presseurs. En outre, on peut obtenir un produit à une seule face. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une feuille emboîtée à deux plis, comme par exemple des serviettes en papier à deux plis, comprenant les opérations suivantes: (a) faire par- tiellement épouser à un premier pli la surface d'un premier rouleau d'acier ayant en alternance des éléments mâles saillants et des éléments femelles en creux séparés par des épaulements neutres, dans lequel ledit premier pli épouse sensiblement les éléments mâles et les épaulements neutres mais enjambe presque en totalité les éléments femelles; (b) faire épouser partiellement à un second pli la surface d'un second rouleau d'acier ayant en alternance des éléments mâles saillants et des éléments femelles en creux, séparés par des épaulements neutres, le second pli épousant sensiblement les éléments males et les épaulements neutres, mais enjambant presque en totalité les élé- ments femelles; (c) appliquer de l'adhésif aux por- tions du premier pli qui sont en contact avec les éléments saillants males du premier rouleau; et (d) faire engréner partiellement le premier et le second rouleaux de façon que les portions du premier pli contenant de l'adhésif soient pressées contre les portions d'enjambement du second pli, en obtenant ainsi une liaison des plis et en formant une feuille emboîtée. La figure 1 est une vue en coupe d'une feuille à une seule face fabriquée selon l'invention, illustrant une structure à emboîtement; la figure 2 est une vue en plan de la feuille de la figure 1, illustrant à titre d'exemple une conoeption adéquate de bossage comportant des bossages circulaires régulièrement espacés; la figure 3 est un schéma de l'organigrcamme d'un procédé selon l'invention, illustrant un montage pré- féré des rouleaux en acier et en caoutchouc; la figure 4 est un segment en coupe des surfaces d'une paire de rouleaux en acier complémentaire utilisés dans le procédé de l'invention. la figure 5 est un segment en coupe de la surface de l'un des rouleaux de la figure 4, et illustrant comment une feuille épouse sensiblement la surface; et la figure 6 est une vue en coupe de la machine à cylindres presseurs équipée des deux rouleaux d'acier de la figure 3, illustrant la liaison entre les plis et la formation d'une feuille encollée,emboitée, une seule face selon l'invention. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en considérant la figure 1. La figure 1 repré- sente une vue en coupe d'une feuille à deux plis à une seule face fabriquée selon l'invention. Plus par- ticulièrement, le premier pli 1 et le second pli 2 sont représentés, chacun d'eux ayant des dents 3 régu- liêrement espacées entre elles qui ont été emboîtées pour former des poches d'air enfermé 4. On remarquera que les deux surfaces extérieures de la feuille à deux plis sont identiques (une seule face). Les deux plis sont reliés ensemble sur leurs surfaces en con- tact 5 par un adhésif. Si on le désire, la liaison entre les plis pourrait aussi être effectuée sur les zones de contact correspondantes6 le long du côté opposé de la feuille à deux plis, mais l'addition d'adhé- sif qui en résulterait n'est pas nécessaire et augmenterait le cct correspondant. En outre, cela augmen- terait probablement la rigidité de la feuille finale à deux plis.. L'espacement entre les dents est une question d'optimisation du produit et peut varier en fonction du sentiment "d'épaisseur" souhaité pour le pro- duit fini. D'une façon générale, on préfère des dents plus rapprochées puisque cela permet de donner le sentiment d'une feuille plus épaisse. A titre d'exemple, des dents ayant une largeur d'environ 1,8 mm peuvent être espacées d'environ 3,85 mm pour donner une feuille ayant un contact agréable. Des dents de ce type peuvent avoir une profondeur d'environ 0,19 mm. De préférence, on utilise seulement deux plis pour former le produit, bien qu'un troisième puisse être présent au centre. Dans ce dernier cas, cependant, l'application de l'adhésif sur les surfaces de contact et 6 de la première et de la seconde feuilles serait nécessaire pour lier les trois plis entre eux en fai- sant adhérer le premier au pli central et le pli cen- tral au second pli. Les plis sont de préférence composés de fibres cellulosiques à papier, la fabrication des serviettes en papier étant le produit le plus courant de l'inven- tion. Cependant, d'autres types de chiffons et autres objets du même genre peuvent également être fabriqués par ce procédé, et les plis individuels peuvent être constitués de fibres synthétiques aussi bien que de fibres naturelles. Les poids de base peuvent s5che- lonner entre 17 et 26 grammes par mètre carrée et être de préférence égaux à 20 grammes par mètre carré en :ornction de la composition de chaque pli. Des procédés de production des plis individuels sont bien connus dans les techniques de fabrication du papier. La figure 2 est une vue en plan d'une feuille à deux plis fabriquée par le procédé de l'invention et ayanik en coupe la forme de la figure 1. Cette vue illulsure une configuration des bossages formant des denrz circulaires. La forme des dents peut varier à vcacirt. Pour des raisons esthétiques on peut par exemple trouver que les formes ovales sont plus par- ticulieretent souhaitables. On voit que le premier ii i préente des dents 3. Les cercles en tirets l reEpr6-etent les dents correspondantes du second pli -?: ilr Dt fa-ce opposée de la feuille à deux plis qui ccrrzs-onrtnt aux zones de contact 6 de la figure 1. L figure 3 est une vue schématique d'un procédé Orfi' e i' -;iventicrn. On peut voir un premier pli l 3,ifit >, en cont nu dans une machine à cylindres presseurs entre un rouleau recouvert de caoutchouc 22 et un rouleau gravé complémentaire en acier 23. Le rouleau d'acier 23 a une surface gravàe qui comprend des éléments males et des éléments femelles comme on le verra par la suite au sujet de la figure 4. La pression exercée par la surface déformable en caou- tchouc du rouleau force le pli à épouser partiellement le contour de la surface du rouleau d'acier. Un rouleau recouvert de caoutchouc ayant une duretê,nesurée au duromètreld'environ 40 a été jugé convenable. De la même manière, un second pli 2 est également alimenté en continu dans la machine à cylindres presseurs entre le rouleau 27 recouvert de caoutchouc et le rouleau gravé en acier complémentaire 28 en faisant également épouser à ce pli le contour du rouleau en acier gravé. Les configurations des rouleaux 23 et 28 complémentaires en acier gravé sont identiques et les deux rouleaux sont décalés pour s'engrener exacte- ment, mais ils sont suffisamment écartés pour ne s'engrener que partiellement comme on va le décrire par la suite en se référant à la figure 6. Avant de passer à l'opération de liaison des plis dans la machine à cylindres presseurs équipée de rouleaux complémentaires en acier gravé, on applique de l'adhé- sif 31 sur les portions saillantes du second pli avec un applicateur à rouleau 32. L'applicateur à rouleau se compose en réalité de plusieurs rouleaux montés en série et servant à transférer l'adhésif contenu dans un réservoir au second pli. Ces dispositifs sont bien connus dans l'art antérieur. Au moment ou le premier et le second plis pénètrent dans la machine de liaison des plis à cylindres presseurs, les portions saillantes de chaque pli s'emboîtent avec les portions en creux de l'autre pli. Il en résulte donc que l'adhésif vient en contact avec l'autre pli et que la liaison s'éta- blit. La feuille 34 obtenue est une feuille collée à deux plis, à une seule face et à emboîtement. La figure 4 est une vue en coupe représentant une portion de la surface des rouleaux complémentaires en acier gravé 23 et 28 indiqués sur la figure 3. On peut voir les éléments mâles 37, les éléments femelles 38 et les épaulements neutres 39 qui séparent les élé- ments mâles et femelles. Comme cela a déjà été indiqué, les rouleaux 23 et 28 sont des rouleaux complémentaires en acier gravé qui s'engrènent parfaitement avec un décalage approprié. Cependant, pour les objets de l'invention, les rouleaux sont suffisamment espacés en fonctionnement pour que leur engagement soit seu- lement partiel. L'espacement et la dimension des élé- ments mâles et femelles sont une question de choix de conception. La figure 5 représente la configuration d'un pli auquel on a fait partiellement épouser la surface des rouleaux décrits au sujet de la figure 4 en le faisant passer dans une machine à cylindres presseurs en caoutchouc/acier. On peut voir spécialement sur cette figure, par exemple, que le second pli 2 épouse sen- siblement les éléments mâles 37 et les épaulements neutres 39, mais enjambe presque totalement l'ouverture des éléments femelles 38 En fonction de la largeur des éléments femelles, de l'élasticité de la surface de caoutchouc du rouleau recouvert de caoutchouc, utilisé pour comprimer le pli contre le rouleau d'acier, et du poids de base du pli, la feuille peut avoir une certaine tendance à épouser partielle- ment l'élément femelle, mais son affaissement est de préférence infiniment petit et insuffisant pour laisser une impression permanente sur la feuille. Pour garder une souplesse de fonctionnement aussi grande que pos- sible, la forme des éléments mâles ou des éléments femelles est conique pour éviter un déchirement excessif de la feuille lorsque l'engrenage partiel dépasse 50 pour cent, ce qui correspond au point o l'élément mâle d'un rouleau atteint les épaulements neutres de l'autre rouleau. De préférence, l'engrenage partiel est d'environ 50 à 55 pour cent. La figure 6 représente avec davantage de détails l'opération finale de la fabrication d'une feuille à deux plis selon l'invention telle qu'elle vient d'être décrite en se référant à la figure 3, dans laquelle les deux plis sont embottés et fixes dans la machine à cylindres presseurs de liaison entre les deux rou- leaux complémentaires en acier. On peut voir les deux rouleaux 23 et 28 qui sont suffisamment écartés l'un de l'autre pour obtenir seulement un engrenage partiel, mais suffisamment rapprochés pour établir le contact entre le premier et le second plis aux points o de l'adhésif a été appliqué au second pli. Le second pli 2 a reçu de l'adhésif 41 sur ses portions saillantes qui correspondent aux éléments mâles du rouleau 28, l'adhésif ayant été appliqué comme indiqué précédem- ment au sujet de la figure 3. L'adhésif est représenté à titre d'illustration par des points, mais en fait, il s'agit d'une couche mince. Les adhésifs utilisés peuvent être tous les adhésifs utilisables pour la liaison de plis et sont bien connus dans la technique de fa- brication du papier,comme par exemple l'alcool de polyvinyle, un copolymère d'acétate d'éthylène/vinyle, un acétate de polyvinyle, des copolymères acryliques, des copolymères de styrène/butadiène, etc. On a estimé qu'un supplément de poids d'environ 0,8 pour cent était convenable. Au moment o les deux plis se rapprochent l'un de l'autre dans la machine à cylindres presseurs, les portions saillantes du second pli ayant reçu de l'adhésif sont amenées en contact avec les portions du premier pli 1 qui enjambe l'ouverture des éléments femelles 38 de l'autre rouleau 23. Etant donné que la portion d'enjambement de la première feuille est sous tension, puisqu'elle est étirée en travers de l'ouver- ture femelle, il suffit d'une très faible pression pour obtenir la liaison entre les plis. D'autre part, étant donné que le premier pli n'est pas soutenu à l'arrière par une surface solide au point de fixation, l'usure des rouleaux et la pénétration de l'adhésif sont réduites au minimum. Au moment o le produit à deux plis 34 quitte la machine à cylindres presseurs, il a une section qui correspond à celle de la figure 1. On notera que la description précédente et les exemples particuliers, indiqués uniquement à titre d'illustration, ne doivent pas être considérés comme des limites à l'objet de l'invention, tel que défini dans les revendications. 10. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de fabrication d'une serviette en papier à deux plis emboîtés, caractérisé en ce qu'il comprend: a) faire partiellement épouser, à un premier pli (1), la surface d'un premier rouleau (23) portant des éléments saillants (37) mâles et des éléments femelles 8 en creux, alternés et séparés par des épaulements neutres (39), ledit premier pli épousant sensiblement les éléments mâles (37) et les épaulements neutres (39), mais enjambant pour l'essentiel les éléments femelles (38); b) faire partiellement épouser, à un second pli (2), la surface d'un second rouleau (28) en acier portant des éléments mâles (37) saillants et des éléments femelles (38) en creux, alternés et séparés par des épaulements neutres (39), ledit second pli (2) épousant sensiblement les éléments mâles (37) et les épaulements neutres (39), mais enjambant pour l'essentiel les éléments femel- les (38); c) appliquer de d'adhésif (31,41) à des portions dudit premier pli (1) qui sont en contact avec les éléments mâles saillants (37) du premier rouleau (13);et, d) faire engrener partiellement les premier (23) et second (28) rouleaux, les portions du premier pli (1) contenant de l'adhésif (31,41) étant pressées contre les portions d'enjambement du se- cond pli (2), provoquant ainsi une liaison des plis et réalisant une serviette en papier à emboîtement. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier et second rouleaux (23,28), sont des rou- leaux complémentaires en acier. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fait partiellement épouser auxdites première et se- conde feuilles (1,2) les surfaces des premier et second rou- leaux (23,28) en acier respectivement, en pressant lesdites 11. feuilles (1,2) dans une machine à cylindres-presseursentre un rou- leau en caoutchouc (22,27) et un rouleau en acier (23,28) respec- tivement. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier (23) et second (28) rouleaux sont engrenés- de à 55 %. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'adhésif (31, 41) est appliqué aux premier (1) et second (2) plis. 6 ) Procédé de fabrication d'une serviette en papier à deux plis (1,2) emboîtés, caractérisé ence qu'il comprend: a) faire partiellement épouser, à un premier pli (1) de fibres à papier ayant un poids de base de 20 grammes par mètre carré, la surface d'un premier rouleau (23) complémentaire gravé en acier, présentant des éléments mâles (37) saillants et des éléments femelles (38) en creux séparés par des épaulements (39) neutres, ledit premier pli ( 1) épousant sensiblement les éléments mâles (37) et les épaulement neutres (39), mais enjambant pour l'essen- tiel les éléments femelles (38); b) faire partiellement épouser, à un second pli (2) de fibres à papier ayant un poids de base de 20 grammes par mètre carré, la surface d'un second rouleau (2) complémentaire gravé en acier,présentant des éléments mâles (37) saillants et des éléments femelles (38) en creux, alternés et séparés pour des épaulements neutres (39), ledit second pli (2) épousant sensiblement les élénents m.les (37) et les épaulements neutres (39), mais enjambant pour l'essentiel les éléments feelles (38); c) appliquer de l'adhésif (31,41) à des portions dudit premier pli (1) qui sont en ontact avec les éléments mâles (37) saillants du premier rouleau (23); et, d) lier le premier pli i1) vu second pli (2) dans une machine à cylindres-presseursentre lesdits premier (23) et second (28) rou- leaux d'acier engrenés d'environ 50 %, les portions contenant de l'adhésif (31,41) du premier pli (1) étant pressées contre les portions d'enjambement du second pli (2).