Brevet FR2777919A1 — publié le 19991029

FEUILLE DE PAPIER ABSORBANT GAUFRE La présente invention se rapporte au domaine des papiers absorbants à usage sanitaire ou domestique, et vise une feuille, constituée d'au moins un pli gaufré, destinée à la réalisation de papier toilette essentiellement mais aussi de mouchoirs, serviettes de table ou éventuellement d'essuie-tout. Dans l'industrie des papiers à usage sanitaire et domestique, on utilise pour la réalisation de ce type de produits, un papier absorbant généralement crêpé, de faible grammage, désigné: ouate de cellulose ou tissu ouaté. On profite de la capacité d'allongement de la structure, conférée par exemple par le crêpage, pour gaufrer la feuille. Cette opération consiste à déformer cette dernière de façon permanente entre un cylindre non déformable pourvu de reliefs et un contre-cylindre, par exemple à revêtement résilient. On obtient ainsi des protubérances sur une face correspondant à des cavités sur l'autre face. En effet la tendance de ces dernières années, en ce qui concerne les produits d'hygiène en ouate de cellulose a été de les rendre plus doux, plus moelleux en travaillant leurs caractéristiques d'épaisseur et de résistances, notamment par le gaufrage. Ce dernier permet en outre d'améliorer l'attrait visuel du produit. L'opération de gaufrage s'effectue soit sur du papier à fort taux d'humidité, c'est-à-dire en partie humide de la machine à papier, soit sur du papier à faible taux d'humidité, c'est-à-dire en transformation. On travaille alors une feuille sèche, déroulée d'une bobine mère provenant de la machine à papier. La présente invention concerne le papier transformé en partie sèche. Les motifs de gaufrage les plus répandus sont constitués d'une répétition sur une base géométrique de protubérances élémentaires de faible section transversale et de forme géométrique simple. Un exemple est décrit dans le brevet US 3 414 459 qui porte sur une feuille stratifiée constituée d'une pluralité de feuilles élémentaires, appelées plis, collées ensemble. On a gaufré les plis avec une fréquence de répartition et une hauteur des protubérances adaptées à la réalisation des produits absorbant l'eau, essuie-tout par exemple. Le nombre d'éléments va de 5 à 30 par cm2. De son côté la Demanderesse a développé, pour du papier toilette notamment, des motifs dont le nombre d'éléments est supérieur, allant de 30 à 80 par cm2. Ces éléments ont nécessairement une surface élémentaire au sommet très faible, inférieure à 1 mm2, On obtient pour ces dernières réalisations un aspect qui imite celui d'un produit tissé. On 2 2777919 en a décrit un exemple dans le brevet EP 426 548. Ce type de motif de gaufrage, fin et dense est très bien adapté pour induire un effet d'épaisseur à la feuille. Il présente toutefois un attrait visuel limité. En outre lorsqu'on associe par collage deux plis ainsi gaufrés, la douceur du produit obtenu n'est pas optimale. La solution présentée dans la demande FR 94 15196 permet d'améliorer la douceur d'une feuille à double pli avec ce type de gaufrage, en réalisant un motif combiné, comprenant un motif graphique et un motif de fond. Le premier est composé de protubérances dont la forme est linéaire avec une largeur comprise entre 0,1 et 2 mm, et le second comprend des petites protubérances généralement tronconiques i0 réparties à raison d'au moins 30 par cm2. On associe les plis sur le motif de forme linéaire, limitant ainsi l'étendue des surfaces collées entre elles et la rigidification induite. Les protubérances du motif de fond doivent faire ressortir le motif principal car elles ne sont pas aisément visibles individuellement à l'oeil nu en raison de leur nécessaire petite taille. Cependant à la fabrication, le motif graphique qui est en relief sur le cylindre, vient en appui sur le caoutchouc de gaufrage comme les picots du motif de fond. Il y a donc compétition entre les deux types de gaufrage. Les picots du motif de fond par leur petite taille étant plus gaufrants que ceux du motif graphique, il s'ensuit une définition du marquage plus faible pour ces derniers. Inversement, si on cherche à obtenir un meilleur niveau de marquage sur le motif graphique, les conditions de gaufrage requises conduisent à une détérioration des propriétés de la feuille, notamment sa résistance, à la fois sur les bords du motif lui- même et sur la trame de fond. Elles conduisent également à une détérioration des conditions d'exploitation, par exemple à une dégradation des revêtements en caoutchouc. En outre, la proportion de surface gaufrée selon le motif de fond est largement majoritaire: 80% de la surface en pratique. C'est lui qui assure l'essentiel des caractéristiques fonctionnelles liées au gaufrage, à savoir épaisseur et absorption. En fabrication, on répartit ainsi la charge élevée, exercée entre la gravure et la contrepartie en caoutchouc, sur un grand nombre d'éléments. Cela réduit d'autant les contraintes locales et les risques de déchirement de la feuille. On répartit aussi la charge de manière sensiblement isotrope sur la feuille, ce qui limite les risques de création de lignes de fracture. On sait par ailleurs que si l'on réduit la densité on concentre les contraintes et on affaiblit d'autant la feuille. L'invention a pour objet une feuille de papier absorbant gaufré présentant un motif plus élaboré qu'un simple motif de trame sans emploi de protubérances linéaires. L'invention a également pour objet d'assurer un marquage homogène et une bonne définition du motif L'invention a également pour objet une feuille de papier absorbant gaufré, à deux ou plusieurs plis, dont le motif de gaufrage permet de conserver au mieux la souplesse des plis après association. L'invention a encore pour objet une feuille de papier absorbant gaufré présentant des caractéristiques d'épaisseur et de résistance de même ordre que celles d'une feuille dont le gaufrage est uniformément réparti et uniformément supérieur à 30 protubérances par cm2. Conformément à l'invention, une feuille de papier absorbant, notamment en ouate de cellulose crêpé, de grammage compris entre 10 et 40 g/m2, comportant sur une face des premières protubérances de surface au sommet inférieure à I mm2, correspondant à des cavités sur l'autre face, est caractérisée en ce que lesdites protubérances sont réparties à raison de plus de 30 par cm2 selon des lignes parallèles entre elles, de manière à délimiter des cellules dont la surface totale occupe au moins %, de préférence au moins 50%, de la surface de la feuille, ces cellules étant elles- mêmes pas ou peu gaufrées. Une cellule est une portion de surface de la feuille entourée par des lignes parallèles des premières protubérances et présentant elles-mêmes 30% de zones non tramées. La forme de ces cellules est quelconque mais de préférence elle est géométrique. Les lignes les définissant peuvent se croiser de façon à dessiner un quadrillage, mais les cellules peuvent également être disjointes. On a constaté avec surprise qu'une feuille dont le gaufrage était ainsi défini bénéficiait des mêmes caractéristiques d'épaisseur et de résistance qu'une feuille présentant un gaufrage composé des mêmes éléments, répartis uniformément sur toute sa surface selon une densité uniforme plus élevée. Cela est particulièrement intéressant quand on souhaite réaliser une feuille à plusieurs plis ainsi gaufrés car la répartition non uniforme permet une liaison partielle des plis entre eux. Il en résulte une plus grande souplesse. En outre on obtient des effets perceptifs cumulatifs, liés à la fréquence de répartition du motif La douceur est améliorée en raison de la surface non ou peu gaufrée de la cellule dont la dimension est néanmoins suffisante pour en autoriser le calandrage au moment du gaufrage. Le calandrage résulte de l'action du caoutchouc du contre-cylindre sur la feuille lorsqu'il prend appui sur la surface du cylindre entre les picots. Le calandrage rend la feuille plus lisse en en supprimant les rugosités. Il améliore de ce fait la perception de douceur. Celle-ci est encore améliorée si la zone calandrée est suffisamment étendue au toucher. Pour cette raison, on tire avantage de la solution de l'invention si les portions de surface calandrée font au moins I cm2. Cela correspond à la surface de contact des doigts avec la feuille. Conformément à une autre caractéristique, les premières protubérances sont réparties selon au moins trois lignes lorsque les cellules sont adjacentes. En effet, un nombre inférieur est susceptible de former des lignes de rupture préférentielles. Conformément à une autre caractéristique, les lignes sont ondulées. Ainsi on réduit encore le risque de formation de lignes de résistance minimale. Conformément à une autre caractéristique, la feuille comprend des secondes protubérances à l'intérieur des cellules. Il s'agit dans ce cas de protubérances isolées. Autrement dit, les protubérances sont regroupées de façon à ménager des sous-cellules de dimension suffisante pour que lors du gaufrage le caoutchouc soit susceptible de venir toucher le fond de la gravure et assurer ainsi le calandrage de la feuille à cet endroit. Ces secondes protubérances sont avantageusement disposées en lignes unitaires parallèles aux bords des cellules. Ces protubérances n'occupent en aucun cas plus de 15% de la surface de la cellule. Conformément à une autre caractéristique, les premières protubérances définissent au moins 5 cellules par coupon, de préférence 15 à 20. De préférence également, les secondes protubérances entre elles ou entre elles et les premières protubérances au maximum 100 sous-cellules. Un coupon est la portion de feuille que l'on détache selon une ligne prédécoupée transversalement dans un rouleau de papier toilette par exemple. Conformément à une autre caractéristique les cellules ne sont pas adjacentes. En particulier, l'espace entre les cellules peut alors être occupé par une zone tramee. Cette zone tramée étant lors de préférence de densité de gaufrage différente de celle des premières protubérances. Conformément à une autre caractéristique la feuille constitue au moins un pli d'une feuille multi-pli. En effet grâce à la disposition en cellules des protubérances on 2777919 autorise un mode liaison partielle et l'obtention d'un produit multi-pli plus souple. On décrit ci-après un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une vue de dessus d'une feuille gaufrée conformément à l'invention. La figure 2 est un graphique montrant la relation entre la résistance et l'épaisseur pour un produit de l'art antérieur et un produit conforme à l'invention. La feuille représentée est une feuille en ouate de cellulose crêpée d'un grammage compris entre 10 et 40 g/m2. Les points représentent des protubérances sur une face et des cavités sur la face opposée. On a obtenu ces protubérances en déformant la feuille entre un élément, tel qu'un cylindre, à surface rigide et une contrepartie, telle qu'un cylindre à revêtement résilient, en caoutchouc par exemple. La surface rigide présente des reliefs disposés selon le motif que l'on souhaite obtenir sur la feuille d'ouate de cellulose. La forme de picots est tronconique et ont une section transversale circulaire, ovale ou polygonale. Sur la figure 1, le motif représenté est composé de cellules juxtaposées délimitées par des rangées multiples de premières protubérances disposées en croisillons. Par exemple, la cellule C en forme de losange est définie par des rangées triples B1, B2, B3 de protubérances. On observe que ces rangées ont une forme ondulée. Conformément à l'invention, les premières protubérances sont disposées de façon que la densité locale des protubérances soit supérieure à 30 par cm2. De préférence, elle est supérieure à 60 par cm2. Elles ont une surface au sommet inférieure à 1 mm2. Pour obtenir le résultat de l'invention, à savoir un comportement en résistance et épaisseur équivalent à celui d'une feuille gaufrée de manière uniforme sur toute la surface avec une densité du même ordre, le nombre de rangées ou de lignes est au minimum de trois lorsqu'elles délimitent des cellules adjacentes. L'intérieur de la cellule C n'est pas gaufré ou bien comporte des zones non gaufrées délimitées par des secondes protubérances de type isolé I. On désigne ainsi des protubérances ménageant entre elles ou entre elles et les bords de la cellule, des zones, dites sous-cellules, o la feuille est calandrée. Ce calandrage n'est possible que s'il existe un espace libre suffisant pour permettre au matériau résilient de la contrepartie de venir en appui contre la surface de fond entre les picots. Selon le mode de réalisation représenté, ces protubérances isolées forment des lignes parallèles aux 6 2777919 bords des cellules et les divisent en 9 sous-cellules. On a réalisé des essais afin de montrer le comportement d'une feuille conforme à l'invention en comparaison avec une feuille de l'art antérieur. Les éléments et les résultats sont repris dans le tableau qui suit. Le motif de l'art antérieur est constitué de protubérances uniformément réparties selon, par exemple, des rangées orientées sensiblement sens marche et disposées en quinconce, à raison de 80 protubérances par cm2. La surface au sommet des picots de gaufrage est de 4,4 mm2. Le motif occupe les 100% de la surface. Le motif de l'invention testé est celui qui est représenté sur la figure 1. Le nombre moyen de protubérances est de 25 par cm2. Cependant dans les zones B1, B2 et B3 formant les bords, la densité monte à 60 protubérances par cm2. Les protubérances occupent 20% de la surface de la feuille; autrement dit l'ensemble des sous-cellules occupe 80% de la surface. Motif de l'art antérieur Motif de la figure Densité moyenne 80 p/cm2 25 p/cm2 Densité locale 80 p/cm2 60 p/cm2 Diamètre des picot 0,4mm 0,4 mm %surface gaufrée 100% 20% Empreinte en mm Epaisseur(mm) / Résistance N/m Epaisseur (rnm) / Résistance (N/m) 0 0,21 /100 0,21 /100 0,33 /75 0 37/74 19 0,49 /51 0,45 / 64 22 0,52/ 51 On a utilisé pour les deux motifs des picots ayant la même géométrie et la même taille. L'empreinte est la largeur de la marque du cylindre rigide sur le cylindre en caoutchouc. Pour une même qualité de caoutchouc cette valeur est fonction de la pression exercée. Ainsi plus l'empreinte est large plus la pression est élevée. La valeur 0 de l'empreinte indique les caractéristiques de la feuille avant gaufrage. En reportant les valeurs sur un graphique de la figure 2 représentant la résistance à la déchirure de la feuille en fonction de l'épaisseur, et en traçant une ligne de régression linéaire entre les valeurs reportée, on constate que le motif de l'invention présente des caractéristiques équivalentes à celles d'un motif de l'art antérieur. 7 2777919 Ainsi sans sacrifier aux caractéristiques induites et recherchées par le gaufrage à haute densité, on obtient un produit qui est plus souple. On comprend que l'on puisse associer un pli gaufré selon le type de motif revendiqué avec un pli identique ou un autre pli de l'art antérieur et obtenir une feuille relativement souple en raison du nombre peu élevé de points de liaison. 8 2777919 REVENDICATIONS 1) Feuille de papier absorbant, notamment d'ouate de cellulose, comportant sur une face des premières protubérances de surface au sommet inférieure à I mm2, correspondant à des cavités sur l'autre face, caractérisée en ce que lesdites protubérances sont réparties à raison de plus de 30 par cm2 selon des lignes parallèles entre elles, de manière à délimiter des cellules dont la surface totale occupe au moins % de la surface de la feuille, lesdites cellules étant elles mêmes pas ou peu gaufrées. 2) Feuille selon le revendication 1 caractérisée en ce que la surface totale des cellules occupe au moins 50% de sa surface. 3) Feuille selon la revendication 1 caractérisée en ce que les protubérances sont réparties selon au moins trois lignes entre deux cellules adjacentes. 4) Feuille selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdites lignes sont ondulées. ) Feuille selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte des secondes protubérances isolées délimitant des sous-cellules à l'intérieur des cellules. 6) Feuille selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les premières protubérances définissent au moins 5 cellules par coupon. 7) Feuille selon la revendication précédente caractérisée en ce que les premières protubérances définissent de 15 à 20 cellules par coupon. 8) Feuille selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisée en ce que les secondes protubérances définissent entre elles ou entre elles et les premières protubérances au maximum 100 sous-cellules. 9) Feuille selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les cellules ne sont pas adjacentes. ) Feuille selon la revendication précédente caractérisée en ce que l'espace intercellulaire est occupé par une trame de densité différente de celle définissant les cellules. 11) Feuille selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle constitue au moins un pli d'une feuille multi-pli.