Brevet FR2751267A1 — publié le 19980123

Matériau d'approvisionnement de machine de fabrication de produit de rembourrage La présente invention a trait à un matériau destiné à approvisionner une machine de fabrication de produit de rembourrage, matériau qui se présente sous la forme d'une bande continue comportant au moins deux couches superposées en matière de type papier. L'invention concerne également un procédé et un dispositif conçus spécialement pour la fabrication de ce matériau. Sans entrer dans les détails, les machines de fabrication de produit de rembourrage visés par l'invention opèrent par froissage d'une matière première en bande continue, ledit froissage étant au surplus éventuellement combiné à d'autres opérations, de manière à donner du volume au matériau de base. II faut cependant que le produit final obtenu ait une certaine tenue, qu'on puisse le manipuler sans qu'il perde aussitôt les propriétés d'élasticité et de résilience résultant notamment du froissage. Ainsi, une bande de double épaisseur conduit par exemple à de meilleurs résultats qu'avec une seule couche, notamment du fait d'une plus grande rigidité de la bande continue, mais également parce que le produit de rembourrage finalement obtenu est volumiquement plus développé grâce aux espaces apparaissant entre les couches. Toutefois, pour préserver la cohérence du produit, améliorer les caractéristiques mécaniques de l'ensemble formé par les deux feuilles, et améliorer leur enfilement dans ces machines, il est préférable que les couches soient solidarisées l'une à l'autre, par exemple par collage. Le collage le plus simple et le plus économique à réaliser est un collage axial central linéaire. A cause de la nature particulière des opérations qui, combinées avec le froissage, aboutissent au produit de rembourrage, il est cependant préférable d'augmenter la largeur de la zone collée, ou de coller en deux endroits transversalement distincts. Pour obtenir le volume maximal du produit final, il convient au surplus de ne pas coller les bordures longitudinales. Une solution serait de réaliser deux collages linéaires longitudinaux parallèles dans la zone centrale, mais cela augmenterait la complexité de la mise en oeuvre, et donc les coûts de production. Un autre problème des collages linéaires est qu'ils forment des bourrelets augmentant l'épaisseur du produit, qui n'est ensuite plus aussi facile à enrouler ou à plier transversalement, alors que ces opérations lui sont couramment appliquées par exemple pour le stocker. Un des objectifs de l'invention est de fournir un matériau continu comportant au moins deux couches collées l'une à l'autre dans une bande axiale de largeur supérieure à un simple filet linéaire, selon une voie nouvelle et originale. Selon cette voie, la zone de collage ne forme au surplus pas de bourrelet, qui pourrait s'avérer gênant pour la mise en forme du matériau à des fins de stockage ou pour d'autres utilisations ultérieures. Un autre objectif de l'invention est de permettre la fabrication de ce produit d'une part en réalisant des économies de colle, et d'autre part en autorisant l'emploi d'une large gamme de papiers, non limitée aux papiers de haute qualité. Un objectif encore est de fabriquer ledit matériau à une vitesse de production élevée. Enfin, un objectif est de proposer une solution technique aisément applicable aux dispositifs de fabrication des matériaux multicouches tels que définis, ainsi qu'un procédé de fabrication correspondant. Selon l'invention, le matériau est caractérisé en ce que lesdites couches sont solidarisées dans une zone axiale de largeur variable par une matière collante déposée selon une courbe périodique, dans le plan de ladite zone axiale et entre les couches, la largeur de cette zone étant réglable par contrôle de l'amplitude de la courbe de dépôt. De préférence, la courbe de dépôt de la matière collante est d'allure sinusoïdale. De préférence encore, la zone axiale est localisée centralement par rapport à la dimension transversale des couches. Comme on l'a dit, I'un des avantages que l'on peut mettre en avant est la possibilité de varier les papiers employés, et en particulier les grammages desdits papiers. Ainsi, I'une au moins des couches ou bandes peut être en papier de type kraft. Lorsque l'une ou les deux couches sont en papier kraft, ce dernier peut être choisi parmi toutes les qualités disponibles sur le marché. Pour ce qui concerne l'économie de colle précitée, le dépôt de matière collante est de préférence réalisé de manière discontinue. Cela évite au surplus une concentration d'humidité dans la zone de collage. Le collage de bandes de papier, lorsqu'il est réalisé continûment, impose certaines contraintes augmentant bien entendu à mesure que la vitesse de fabrication s'accroît : une vitesse de prise élevée est ainsi nécessaire, permettant notamment la mise en forme du matériau bicouche par exemple sous forme de rouleau dans les meilleures conditions, sans endommager ou déformer la zone de collage de chaque couche. En plus, dans un tel cas d'enroulement, la colle n'a pas le temps de traverser, ce qui aurait pour résultat de coller le rouleau en un seul bloc. Ceci est d'autant plus vrai que le dépôt de colle est discontinu et n'humidifie donc pas le papier puisque la colle peut mieux se répartir. De préférence, la matière collante utilisée est une émulsion d'acétate de polyvinyle homopolymère plastifié à prise rapide. Cette colle est notamment également caractérisée par un poids moléculaire élevé et une viscosité moyenne convenant au papier. Les papiers choisis peuvent même être en matériau biodégradable et recyclable. Grâce aux spécificités précitées, la colle choisie n'endommage ni n'affaiblit ces papiers, bien qu'ils soient généralement considérés comme moins solides, notamment lorsqu'ils sont humidifiés. Le matériau en bande continue multicouche finalement réalisé peut ensuite être mis en forme pour alimenter une machine de fabrication de produit de rembourrage, par exemple en rouleau se déroulant continûment pour être replié et froissé dans ladite machine. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel matériau, caractérisé en ce qu'il se compose des étapes suivantes - défilement des bandes formant les couches, parallèlement et à la même vitesse, les axes centraux non confondus des bandes en cours de défilement étant dans un plan perpendiculaire aux plans des bandes proprement dites; - encollage des faces des bandes en regard d'autres bandes, suivant une courbe périodique dont l'amplitude définit une zone axiale de solidarisation, - mise en contact ou pression des surfaces en regard des bandes de sorte que lesdits axes centraux se confondent. Enfin, I'invention concerne aussi un dispositif de fabrication dudit matériau multicouche, dont la caractéristique principale est que la courbe périodique de dépôt de matière collante est réalisée sur au moins l'une des couches à l'aide d'une roue voilée dont la périphérie est en contact d'une part avec un système l'alimentant en matière collante, et d'autre part avec ladite couche, ladite roue voilée étant en mouvement lorsque les couches sont mobiles, en synchronisation de vitesse avec lesdites couches. A des fins d'économie de matière collante, et également pour éviter de trop humidifier les papiers de qualité inférieure, la roue voilée est crénelée. La courbe de dépôt de la matière collante est alors parfaitement respectée, mais le dépôt est discontinu. Dans la plupart des produits de rembourrage connus, et en particulier ceux pour lesquels l'invention a été réalisée, la matière première en forme de bande continue subit un pliage des deux bordures longitudinales, avant d'être froissée et de subir simultanément ou ultérieurement une opération de connexion des bordures longitudinales froissées sur la bande centrale également froissée. Cette opération de connexion est réalisée le long d'une zone axiale d'une certaine largeur, qui correspond pour le matériau de l'invention approximativement à la zone de collage, et améliore la qualité de froissage du matelas de rembourrage finalement obtenu. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en référence aux dessins annexés, pour lesquels - La figure 1 est une vue schématique en section du trajet des deux couches, avec le dispositif de collage - La figure 2 est une vue de face du dispositif de collage - La figure 3 est une vue perspective élargie du dispositif de la figure 2 - La figure 4 est une vue perspective de l'ensemble d'un dispositif de réalisation de rouleaux double épaisseur, avec une seule bande représentée ; et - La figure 5 est une vue perspective d'un rouleau prêt à être utilisé. L'ensemble de ces figures représente une configuration préférentielle des divers composants de l'invention. Ainsi, en figure 1, les deux bandes B1, B2 suivent des trajets différents et s'enroulent, I'une au contact de l'autre, pour former un rouleau R montré en figure 5. Les éléments communs aux deux trajets sont d'une part les rouleaux d'entrée 1, 2, et d'autre part les rouleaux dits porteurs 3, 4 entraînant les bandes B1 et B2. Le trajet de cette dernière comporte une section dans laquelle elle subit un encollage réalisé par la roue crénelée 5, elle-même au contact d'une roue 6 dite "barboteur", plongée dans un bac 7 de colle 8. B2 passe en outre par un rouleau de renvoi 9. Le trajet de B2 tangente la roue crénelée 5 entre ledit rouleau 9 et le rouleau porteur 4 au niveau d'une tôle 10 percée d'une échancrure (voir figures suivantes) autorisant le contact entre ladite bande B2 et la roue 5. Les créneaux périphériques de la roue 5 sont synchrones avec les défilements de B1, B2. Cette tôle 10 a de plus une fonction particulière : elle permet d'éloigner la bande B2 de la roue crénelée 5 lorsque la machine est à l'arrêt, de manière à éviter que ladite bande B2 ne reste collée contre la roue 5 lorsque la colle sèche, à l'arrêt de la machine. L'éloignement résulte d'un mouvement de la tôle 10, obtenu par déplacement à l'aide de vérins d'une tubulure à section carrée 19, sur laquelle ladite tôle 10 est montée (voir figure 4). Sur cette figure apparaissent encore un rouleau presseur 11, toujours au contact du rouleau bobiné R en période de fabrication, ainsi qu'un dispositif 12 permettant de racler le surplus de colle sur la roue 6. La roue crénelée 5 couvre ses créneaux de colle par contact tangentiel avec le barboteur 6 tournant également uniformément, de sorte que la quantité de colle sur chaque créneau est toujours approximativement égale. La figure 2 a pour seule fonction de schématiser la forme de la roue crénelée 5, qui est voilée pour répartir la colle selon une courbe de largeur égale à l'amplitude de la sinusoïde. Ladite largeur est également schématisée en figure 5 par la zone axiale centrale S délimitée par les traits pointillés. La variation du gauchissement de la roue 5 détermine la variation de la largeur de la zone S. La figure 3 reprend les éléments de la figure 2, en perspective, auxquels ont été adjoints le réservoir de colle 13, relié par un tuyau 14 au bac 7. Le niveau de colle 8 est mesuré, et une électrovanne 15 y est asservie. Ainsi, on mesure par exemple la résistance entre une électrode 16 et le bac 7, qui change bien entendu selon que l'électrode 16 est plongée ou non dans la colle 8. Cette information, mesurée en boucle, est transmise à la commande de l'électrovanne 15, ainsi que cela a été schématisé sur la figure 3. Sur cette figure apparaît également la tôle 10 (en grisé), munie d'une échancrure 17 permettant à la bande B2 (non représentée) de tangenter la roue crénelée 5 et d'être ainsi encollée. La figure 4 donne une représentation élargie du dispositif de fabrication du matériau bicouche de l'invention, avec la seule bande B2 représentée pour des raisons de clarté. On retrouve les éléments des figures précédentes en perspective donnant une idée plus précise de la configuration réelle du dispositif. Ainsi, la bande B2 passe sous le rouleau 2, lequel est situé sous le rouleau 1 destiné à guider la bande B1 (non représentée). II est à noter que cette dernière change de direction, d'un angle de 90 , tout comme la bande B2 telle que représentée. B1 vient cependant de la partie droite de la figure 4, selon une configuration symétrique. Ainsi, la bobineuse de l'invention comporte par exemple deux rouleaux de papier monocouche situés symétriquement de part et d'autre de l'axe de défilement au niveau du dispositif d'encollage. Dans la première phase, les défilements sont parallèles, mais de sens opposé. Après le changement de direction, les défilements sont toujours parallèles, mais de même sens. Selon des mécanismes connus en soi, les roues 5 et 6 sont reliées par une liaison continue, du type à chaîne ou à courroie, dans le carter 18. La tôle 10 est fixée en sa partie inférieure à une tubulure à section carrée 19 qui peut pivoter de quelques degrés (voir figure 1). Le rouleau R est soutenu par deux pointes tournantes 20, 20' mobiles en translation suivant deux axes, I'un coaxial audit rouleau R permettant de libérer le rouleau R lorsqu'il est constitué, L'autre perpendiculaire au premier permettant en particulier l'adaptation à l'accroissement du diamètre dudit rouleau. Ceci ne constitue cependant pas l'invention proprement dite, qui se localise plutôt au niveau de l'encollage, et ne fait par conséquent pas l'objet d'une description détaillée. La figure 5, déjà citée, représente un rouleau de matériau à deux couches collées suivant la zone S, c'est à dire que la courbe de collage est limitée par les deux lignes fictives figurées en trait interrompu bordant ladite zone centrale longitudinale S. On a figuré très schématiquement le dépôt discontinu et d'allure sinusoïdale de la matière collante. Dans ce cas, les deux couches B1, B2 sont de largeur égale, mais une configuration à deux largeurs différentes peut bien entendu également être constituée. De nombreuses combinaisons sont possibles, selon des critères dimensionnels tels que celui qui vient d'être évoqué, selon des critères de qualité de papier, selon la largeur de la zone d'encollage, etc... Le spécialiste peut opérer son choix en fonction de l'utilisation ultérieure, et notamment en fonction du type de machine de fabrication de matériau de rembourrage employé. REVENDICATIONS 1. Matériau destiné à approvisionner une machine de fabrication de produit de rembourrage, se présentant sous la forme d'une bande continue comportant au moins deux couches superposées B1, B2 en matière de type papier, caractérisé en ce que lesdites couches B1, B2 sont solidarisées dans une zone axiale S de largeur variable par une matière collante déposée selon une courbe périodique, dans le plan de ladite zone axiale S et entre les couches B1, B2, la largeur de cette zone axiale étant réglable par contrôle de l'amplitude de la courbe de dépôt. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe de dépôt de la matière collante est d'allure sinusoïdale. 3. Matériau selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la zone axiale S est localisée centralement par rapport à la dimension transversale des couches B1, B2. 4. Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'une au moins des couches B1, B2 en bande est en papier de type kraft. 5. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches superposées B1, B2 sont en matériau biodégradable et recyclable. 6. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dépôt de matière collante 8 est discontinu. 7. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière collante 8 utilisée est une émulsion d'acétate de polyvinyle homopalymère plastifié à prise rapide. 8. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est enroulé de manière à constituer un rouleau R cylindrique déroulable. 9. Procédé de fabrication d'un matériau destiné à approvisionner une machine de fabrication de produit de rembourrage, se présentant sous la forme d'une bande continue comportant au moins deux couches B1, B2 superposées en matière de type papier, caractérisé en ce qu'il se compose des étapes suivantes - défilement des bandes B1, B2 formant les couches, parallèlement et à la même vitesse, les axes centraux non confondus des bandes en cours de défilement étant dans un plan perpendiculaire aux plans des bandes proprement dites - encollage des faces des bandes en regard d'autres bandes, suivant une courbe périodique dont l'amplitude définit une zone axiale S de solidarisation, - mise en contact en pression des surfaces en regard des bandes de sorte que lesdits axes centraux se confondent. 10. Dispositif de fabrication d'un matériau destiné à approvisionner une machine de fabrication de produit de rembourrage, se présentant sous la forme d'une bande continue comportant au moins deux couches B1, B2 superposées en matière de type papier, caractérisé en ce que la courbe périodique de dépôt de matière collante est réalisée sur au moins l'une des couches B2 à l'aide d'une roue 5 voilée dont la périphérie est en contact d'une part avec un système 6, 7 I'alimentant en matière collante 8, et d'autre part avec ladite couche B2, ladite roue voilée 5 étant en mouvement lorsque les couches B1, B2 sont mobiles, en synchronisation de vitesse avec lesdites couches B1, B2. 11. Dispositif de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce que la roue voilée 5 est crénelée.