Brevet FR2746702A1 — publié le 19971003

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE FEUILLE ABSORBANTE La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une feuille absorbante à au moins deux plis, constitués chacun d'au moins une feuille gaufrée de papier absorbant crêpé. L'invention concerne notamment la réalisation de produits fibreux, sous la forme de papiers absorbants à usage sanitaire et domestique. L'invention concerne ainsi plus particulièrement une feuille à plusieurs plis, également appelée feuille multicouche pour des produits tels que du papier toilette, des mouchoirs, des serviettes, ou des chiffons d'essuyage. Dans l'industrie du papier sanitaire et domestique, on utilise, pour la réalisation des différents produits, un papier absorbant crêpé de faible poids tel que l'ouate de cellulose ou le tissu ouaté. On profite de la capacité d'allongement de ce matériau, conféré par le crêpage, pour le gaufrer. En effet, le gaufrage donne du bouffant à la feuille et il induit une amélioration de l'absorption des liquides, du toucher et de la douceur. On a cherché à augmenter davantage la capacité d'absorption en créant des feuilles multicouches obtenues en associant au moins deux couches, aussi appelées plis constitués chacun d'au moins une feuille gaufrée de papier absorbant crêpé. On a déjà proposé dans la demande de brevet français 93 00366 un procédé de réalisation d'une feuille absorbante à au moins deux plis, - du type dans lequel on engage les plis entre deux cylindres métalliques gravés pourvus de protubérances, entraînés en rotation de manière synchronisée et s'imbriquant mutuellement avec un jeu J entre les sommets des protubérances d'un cylindre métallique et la surface en vis-àvis du fond de la gravure de l'autre cylindre, - du type dans lequel chaque pli est, préalablement à son engagement entre les deux cylindres gravés, conformé à la surface de celui des cylindres gravés qui lui est associé en appliquant le pli sur ce dernier au moyen d'un cylindre presseur associé à revêtement souple, notamment en matériau élastomère ou en caoutchouc, - du type dans lequel on applique une substance adhésive sur les zones en relief d'au moins un pli préalablement à l'engagement des plis entre les cylindres gravés, Selon le procédé décrit dans ce document, la valeur du jeu J est choisie au plus égale à l'épaisseur de la feuille à gaufrer de manière à assurer un calandrage de la feuille au niveau des sommets des bossages obtenus avec l'association des plis à ce niveau. Ce procécé présente cependant l'inconvénient de nécessiter l'emploi de cylindres dont les tolérances d'usinage des gravures sont très serrées, ce qui n'est pas simple industriellement. On connait également le procédé couramment désigné dans l'art antérieur par "nested" selon lequel les deux cylindres sont suffisamment distants l'un de l'autre pour que l'un des plis après gaufrage soit décollé du cylindre et appliqué sur le second cylindre gravé portant le deuxième pli de telle sorte que les protubérances du premier pli s'imbriquent entre les protubérances du second pli. Un cylindre marieur à revêtement en caoutchouc plaque le premier pli contre le second de façon à garantir le contact entre les sommets encollés du second pli et le premier pli, et leur association. Cette technique est illustrée par le brevet US 3867225. La demanderesse a toutefois pu constater qu'un tel procédé, lorsqu'il est fait appel à des pressions de gaufrage très élevées, aboutit parfois à un phénomène de flottement, en amont de l'engagement entre le cylindre marieur et le cylindre métallique gravé qui lui est associé, de celui des plis qui est décollé de son cylindre métallique de gaufrage pour son parcours dans cette zone en direction du cylindre marieur. Ce phénomène de flottement aboutit à la formation d'une boucle entraînant un décalage entre les deux plis, et donc à des défauts de fabrication du fait de la non concordance des deux plis au moment de leur association par collage par le cylindre marieur. Outre la difficulté de maintenir en synchronisation de déplacement les deux plis avant leur association par collage au moyen du cylindre marieur, cette technique a aussi pour inconvénient de nécessiter une pression suffisamment importante entre le cylindre marieur et l'un des cylindres gravés pour obtenir une bonne association par collage des deux plis préalablement gaufrés. L'utilisation d'une pression relativement importante aboutit alors, en raison de la résilience du cylindre marieur, à un phénomène de gaufrage supplémentaire, ou gaufrage à nouveau, du pli extérieur par rapport au cylindre gravé associé au cylindre marieur qui nuit à l'esthétique du produit ainsi qu'à sa douceur au toucher. La présente invention a pour but de proposer un procédé tirant partie des avantages des deux procédés mentionnés ci-dessus tout en remédiant aux inconvénients qui viennent d'être évoqués. Dans ce but, I'invention propose un procédé où les cylindres gravés sont distants l'un de l'autre avec un jeu J mesuré entre les sommets d'un cylindre et la surface du fond de gravure de l'autre cylindre caractérisé en ce que ledit jeu J est supérieur à la somme des épaisseurs des plis préalablement conformés de manière que les plis ne soient pas comprimés lors de leur engagement entre les cylindres gravés imbriqués, mais inférieur à la profondeur de la gravure de cylindres. L'invention propose également une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention du type comportant deux cylindres métalliques gravés pourvus de protubérances, entraînés en rotation de manière synchronisée et s'imbriquant mutuellement avec un jeu J entre les sommets des protubérances d'un cylindre métallique et la surface en vis-àvis du fond de la gravure de l'autre cylindre et entre lesquels sont engagés les plis préalablement gaufrés, caractérisée en ce que ledit jeu J est supérieur à la somme des épaisseurs des plis préalablement gaufrés. L'invention propose aussi une feuille absorbante à au moins deux plis réalisée selon l'invention et caractérisée en ce qu'elle possède une capacité d'absorption mesurée selon la norme AFNOR NFQ 03068 supérieure à 10 cm3/g, notamment comprise entre 11 et 14 cm3/g lorsqu'elle est réalisée à partir de deux feuilles de papier absorbant crêpé possédant chacune une capacité d'absorption comprise entre 4 et 6 cm3/g. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente en coupe transversale une feuille absorbante à deux plis - la figure 2 est un schéma illustrant la conception d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication conforme aux enseignements de l'invention - la figure 3 est une vue schématique en coupe selon la ligne 3-3 de la figure ; et - la figure 4 est un diagramme permettant d'illustrer les performances d'une feuille multicouches absorbante réalisée conformément aux enseignements de l'invention. On a représenté à la figure 1, en coupe transversale, une feuille 10 à deux plis P1 et P2 emboîtés l'un dans l'autre. Le pli P1 comporte des bossages B1 obtenus par gaufrage qui sont espacés les uns des autres et orientés en direction du pli P2 qui comporte également, de manière symétrique, des bossages B2 orientés vers le pli P1. Les bossages B2 sont emboîtés entre les bossages B1 et l'écartement entre les bossages B1 et B2 est suffisant pour ménager entre eux un espace 12. Chaque pli ou feuille P1, P2 est une feuille d'ouate de cellulose, papier crêpé absorbant utilisé comme papier sanitaire ou domestique de poids compris entre 10 et 40 g/m2. L'épaisseur El, E2 de chacun des plis P1, P2, qui peut être identique pour les deux plis, est par exemple de l'ordre de 0,1 mm. La feuille 10 illustrée à la figure 1 est réalisée au moyen de l'installation représentée à la figure 2. Cette installation comporte deux unités de gaufrage constituées chacune d'un cylindre presseur CP1, CP2 à revêtement en matériau souple élastomère, coopérant avec un cylindre en acier gravé CG1, CG2 respectivement. Les cylindres CG1 et CG2 sont gravés de façon à présenter en surface des éléments en relief et/ou des picots RI, R2 répartis aussi bien sur la circonférence, sens machine, que sur la largeur de chaque cylindre, sens travers. Conformément aux enseignements de l'invention, et comme on peut le voir aux figures 2 et 3, les cylindres métalliques gravés CG1 et CG2 d'axes parallèles sont positionnés l'un par rapport à l'autre de manière à s'imbriquer au niveau de leur zone en vis-à-vis, c'est-à-dire que les parties en relief R1 de l'un des cylindres s'intercalent entre les parties en relief R2 de l'autre cylindre, le chevauchement C également appelé engagement des deux cylindres, étant toutefois tel qu'il existe un jeu J entre les cylindres gravés CG1 et CG2 permettant l'engagement des plis P1 et P2 entre les cylindres gravés. Plus précisément, le jeu J mesuré entre les sommets des protubérances, par exemple R1, de l'un des cylindres métalliques CG1 et la surface en vis-à-vis du fond, par exemple F2, de la gravure de l'autre cylindre CG2 est supérieur ou égal à la somme des épaisseurs El et E2 des plis P1 et P2 lorsque ces derniers sont engagés dans la zone d'imbrication mutuelle des cylindres CG1 et CG2. On a ainsi la relation J > El + E2. El et E2 sont les épaisseurs des plis P1 et P2 dans la zone d'imbrication, c'est-à-dire des plis P1 et P2 préalablement gaufrés avant leur engagement simultané entre les cylindres CG1 et CG2, du fait de leur passage préalable dans les deux unités de gaufrage. L'installation illustrée à la figure 2 comporte un dispositif d'encollage 14, connu en soi, qui dépose par un cylindre applicateur 16 une substance adhésive A sur les sommets des protubérances en relief B2 de l'un des deux plis, ici le pli P2, postérieurement au gaufrage de ce pli par le cylindre CP2 associé au cylindre CG2 mais préalablement avant l'engagement du pli P2 entre les deux cylindres gravés CG1 et CG2. Grâce à la caractéristique de l'invention selon laquelle le jeu J est supérieur à la somme des épaisseurs El, E2 des plis P1 et P2 préalablement gaufrés, les plis ne sont pas comprimés lors de leur engagement simultané entre les cylindres gravés CG1, CG2 mais ils sont par contre imbriqués l'un dans l'autre et sont prêts à être associés par collage au moyen d'un cylindre marieur CM qui, comme les cylindres presseurs CP1 et CP2, est un cylindre à revêtement souple en matériau élastomère qui, dans le mode de réalisation illustré sur les figures, coopère avec le cylindre métallique gravé CG2 pour appliquer les deux plis P1 et P2, préalablement gaufrés, encollés et imbriqués l'un dans l'autre, contre le cylindre CG2. Grâce à l'imbrication des deux plis assurés durant leur face d'engagement mutuel entre les deux cylindres CG1 et CG2, il n'existe aucun risque de décalage relatif des deux plis entre le moment où ils quittent leur zone d'engagement mutuel entre les cylindres gravés CG1 et CG2 et le moment où les deux plis imbriqués s'engagent entre le cylindre marieur CM et le cylindre gravé CG2. De plus, du fait de l'imbrication intime préalable des deux plis P1 et P2, mais sans pression, la pression assurée par le cylindre marieur CM contre le cylindre métallique gravé CG2 peut être réduite évitant ainsi le phénomène de "gravure à nouveau" du pli P1 par les parties en relief R2 du cylindre métallique gravé CG2. L'installation permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention possède bien entendu des moyens de réglage (non représentés) de l'entraxe des deux cylindres gravés CG1 et CG2 et donc de réglage de la distance D séparant les fonds F1 et F2 des gravures des deux cylindres dans leur zone d'imbrication mutuelle. Le procédé selon l'invention permet de réaliser des empreintes plus fortes dans chacun des deux plis P1 et P2 en utilisant par exemple une pression de gaufrage correspondant sensiblement à la limite du matériau souple des cylindres CPI et CP2 et par exemple de l'ordre de 14 kg/cm2. Le procédé selon l'invention permet de réaliser, à partir de papier crêpé, de manière fiable, c'est-à-dire sans défaut, des produits fibreux à haute capacité d'absorption et présentant une grande douceur au toucher. Le diagramme de la figure 4 permet d'illustrer ces performances. Sur ce diagramme, on a indiqué en ordonnée la capacité d'absorption d'une feuille absorbante mesurée selon la norme AFNOR NFQ 03068 et qui est exprimée en cm /g. En abscisse, on a fait figurer la résistance transverse humide exprimée en cN pour 15 mm. Les mesures ont été effectuées après un vieillissement de 15 min à 125"C. Comme on peut le voir sur le diagramme, la feuille ou pli de base, avant tout gaufrage, présente une capacité d'absorption comprise entre 4 et 6 cm3/g. Une feuille absorbante à deux plis imbriqués P1 et P2 réalisée selon l'état de la technique présente une capacité d'absorption généralement comprise entre 6 et 10 cm3/g et elle est, dans tous les cas, inférieure à la valeur limite 20 d'environ 11 cm3/g. Au contraire, lorsque la feuille absorbante multicouches est réalisée conformément au procédé selon l'invention, on obtient des valeurs ponctuelles, indiquées à la partie gauche de la courbe 18 de la figure 4 qui sont au-dessus de la valeur limite 20 et qui sont notamment comprises entre 12 et 14 cm3/g. L'invention n'est pas limitée au procédé qui vient d'être décrit. Il est notamment possible sans sortir du cadre de l'invention, d'appliquer la substance adhésive A sur les sommets des protubérances B1, B2 des deux plis P1 et P2 préalablement à leur engagement mutuel entre les cylindres métalliques gravés CG1 et CG2. L'invention n'est pas non plus limitée à la réalisation d'une feuille absorbante à deux plis, un troisième pli, préalablement gaufré et agencé entre les plis P1 et P2, pouvant être engagé simultanément entre les cylindres gravés CG1 et CG2, le jeu J étant alors bien entendu supérieur ou égal à la somme des épaisseurs des trois plis préalablement gaufrés. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une feuille absorbante (10) à au moins deux plis (P1, P2), constitués chacun d'au moins une feuille gaufrée de papier absorbant crêpé, - du type dans lequel on engage les plis (P1, P2) entre deux cylindres métalliques gravés (CG1, CG2) pourvus de protubérances (R1, R2), entraînés en rotation de manière synchronisée et un jeu (J) étant ménagé entre les sommets des protubérances (R1, R2) d'un cylindre métallique (CG1, CG2) et la surface en vis-à-vis du fond (F2, F1) de la gravure de l'autre cylindre (CG2, CG1), - du type dans lequel chaque pli (P1, P2) est, préalablement à son engagement entre les deux cylindres gravés (CG1, CG2), conformé totalement ou partiellement à la surface de celui des cylindres gravés qui lui est associé en appliquant le pli (P1, P2) sur ce dernier (CG1, CG2) au moyen d'un cylindre presseur (CP 1, CP2) associé à revêtement souple, notamment en matériau élastomère ou en caoutchouc, - du type dans lequel on applique une substance adhésive (A) sur les zones en relief (B2) d'au moins un pli (P2) préalablement à l'engagement des plis (P1, P2) entre les cylindres gravés (CG1, CG2), - et du type dans lequel les deux plis (P1, P2) sont associés par collage, postérieurement à l'engagement des plis entre les cylindres gravés (CG1; CG2), en appliquant les deux plis imbriqués (P1, P2) sur l'un (CG2) des deux cylindres gravés au moyen d'un cylindre marieur (CM) à revêtement souple, notamment en matériau élastomère ou en caoutchouc, caractérisé en ce que ledit jeu (J) est inférieur à la profondeur de la gravure des cylindres et supérieur à la somme des épaisseurs (El, E2) des plis (P1, P2) préalablement conformés de manière que les plis (P1, P2) ne soient pas comprimés lors de leur engagement entre les cylindres gravés imbriqués (CG1, CG2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on applique la substance adhésive (A) sur les zones en relief de l'un des deux plis (P1, P2) préalablement à l'engagement des plis entre les cylindres gravés. 3. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes 1 ou 2, du type comportant deux cylindres métalliques gravés (CG1; CG2) pourvus de protubérances (R1, R2), entraînés en rotation de manière synchronisée et s'imbriquant mutuellement avec un jeu (J) entre les sommets des protubérances (R1, R2) d'un cylindre métallique et la surface en vis-à-vis du fond (F2, Fi) de la gravure de l'autre cylindre et entre lesquels sont engagés les plis (P 1, P2) préalablement gaufrés, caractérisée en ce que ledit jeu (J) est supérieur à la somme des épaisseurs (El, E2) des plis préalablement gaufrés. 4. Feuille absorbante (10) à au moins deux plis (P1, P2), constitués chacun d'au moins une feuille gaufrée de papier absorbant crêpé, caractérisée en ce qu'elle est réalisée selon un procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, et en ce que sa capacité d'absorption, mesurée selon la norme AFNOR NFQ 03068, est comprise entre 11 et 14 cm3/g lorsqu'elle est réalisée à partir de deux feuilles de papier absorbant crêpé possédant chacune une capacité d'absorption comprise entre 4 et 6 cm3/g.