Brevet FR2802222A1 — publié le 20010615

MATERIAU COMPOSITE ABSORBANT, PREPARATION ET UTILISATION, NOTAMMENT COMME ARTICLE D'ESSUYAGE INDUSTRIEL La présente invention concerne des produits et matériaux composites, utilisés notamment comme articles d'essuyage, présentant des qualités absorbantes améliorées. Elle concerne également procédé et un dispositif pour la préparation de ces produits ou articles d'essuyage, ainsi que leurs utilisations, notamment pour l'essuyage industriel liquides variés (eau, huile, graisses, fluides biologiques, mélanges, etc.) Les articles d'essuyage à usage unique disponibles actuellement sont essentiellement composés d'une ou plusieurs épaisseurs de feuilles (ou voiles) de matière fibreuse, de type cellulosique viscose, par exemple. En particulier, ces articles peuvent comporter de 1 à 5 feuilles, liées entre-elles de façon mécanique et/ou chimique. Le pouvoir absorbant ces articles est en grande partie déterminé par le nombre de feuilles. Si ces articles conviennent pour des usages domestiques (mouchoirs, essuie-tout, papier toilette, etc.) ils ne sont cependant pas suffisamment adaptés à l'essuyage industriel, c'est-à-dire de surfaces importantes, ou de volumes importants de liquides, en raison de leur pouvoir absorbant limité. En outre, bien que les produits d'essuyage en fibres non-tissées (de type viscose) peuvent présenter un meilleur pouvoir absorbant et une résistance mécanique supérieure, leur coût est élevé, ce qui limite leurs applications. La présente invention décrit à présent de nouveaux produits et matériaux composites, utilisables notamment comme articles ou produits d'essuyage, présentant des propriétés absorbantes fortement améliorées. Ces articles peuvent en outre être préparés de manière simple, industrielle et économique. Ces nouveaux articles et les procédés et dispositifs de l'invention sont particulièrement avantageux pour tout type d'essuyage, industriel ou domestique, et sont particulièrement adaptés à l'essuyage industriel. Un premier objet de l'invention réside plus précisément dans un matériau composite absorbant, caractérisé en ce qu'il est composé d'un produit super- absorbant disposé entre deux ou plusieurs voiles à base d'ouate de cellulose. Un autre objet de l'invention réside dans un article d'essuyage, caractérisé en qu'il comprend, entre au moins deux voiles à base d'ouate de cellulose, un produit super-absorbant, de préférence sous forme pulvérulente. Les produits de l'invention peuvent se présenter sous forme de rouleau, dimension adaptée à l'utilisation finale, ou sous forme de produits individuels pliés, enchevêtrés ou non. A cet égard, un autre objet de l'invention concerne un rouleau de papier absorbant, comprenant une bande de papier composée de deux voiles à base d'ouate de cellulose renfermant un produit super-absorbant, ladite bande comprenant des perforations permettant leur déchirement selon une ligne. Un autre objet de l'invention réside dans un procédé de préparation d'un article d'essuyage ou d'un matériau composite absorbant, comprenant le dépôt, de préférence manière uniforme, entre au moins deux voiles à base d'ouate de cellulose, de produit super-absorbant, de préférence sous forme pulvérulente. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en #uvre du procédé, comprenant au moins deux cylindres permettant d'assembler les deux voiles et (à) un moyen pour déposer le super-absorbant, de préférence de manière uniforme. D'autres aspects de l'invention résident dans les utilisations des matériaux et articles, notamment pour l'essuyage industriel ou dans des méthodes pour augmenter pouvoir absorbant de l'ouate de cellulose, comme il sera expliqué dans la suite du texte. Comme indiqué, la présente invention décrit à présent des matériaux composites et articles d'essuyage absorbants comprenant, entre au moins deux voiles à base d'ouate de cellulose, un produit super-absorbant. Au sens de l'invention, on entend par produit super-absorbant tout composé capable de gonfler (ou de former un gel) en présence d'un liquide, sans toutefois se solubiliser. De tels composés peuvent être d'origine naturelle synthétique, tels que notamment des alginates, amidons, acrylamide, carboxyméthylcellulose, acrylate, seuls ou en mélanges, ou leurs dérivés. Le compose super-absorbant utilisé dans la présente invention se présente préférentiellement sous forme de poudre. Ce conditionnement assure en effet une meilleure dispersion du produit, sans affecter significativement l'épaisseur ou la texture du produit composite final. Il est entendu que le produit super-absorbant peut également être utilisé sous forme de particule ou de granule, sans dévier de la présente demande. Des exemples préférés de produits super-absorbants utilisables le cadre de la présente invention sont des polymères d'acide acrylique réticulés et des polymères de norbornène réticulé. De tels super-absorbants sont disponibles dans le commerce. produits super-absorbants ont déjà été mis en #uvre dans certains produits absorbants pour hygiène corporel (couches, serviettes périodiques, etc). Toutefois, s'agit de produits complexes, utilisant souvent des matelas fibreux, généralement en combinaison avec des matières synthétiques. De plus, dans ces produits de l'art antérieur, le super-absorbant est généralement déposé de façon 'lective, dans des régions bien délimitées du composite, ce qui impose des contraintes techniques importantes au niveau de la production. La présente invention décrit à présent de nouveaux produits absorbants, destinés plus particulièrement à l'essuyage industriel, comportant essentiellement un ou plusieurs voiles a base d'ouate de cellulose, entre lesquels déposé un (ou plusieurs) produits super-absorbants. De tels matériaux n'ont à notre connaissance j amais été rapportés dans l'art antérieur. Les produits d'essuyage ou matériaux absorbants selon l'invention peuvent comprendre plusieurs épaisseurs de voiles à base d'ouate de cellulose, notamment de 2 à 5 voiles. Dans mode préféré de mise en #uvre, les produits selon l'invention sont composés de deux voiles à base d'ouate de cellulose. L'emploi de deux voiles est plus simple et plus économique, sur le plan industriel, et l'introduction d'un produit super-absorbant dans ce type de produit permet, selon la présente invention, d'en augmenter considérablement le pouvoir absorbant (300%, voire plus). Ainsi, un objet plus particulier de la présente invention réside dans un article d'essuyage ou un matériau composite absorbant, caractérisé en ce qu'il comprend deux voiles d'ouate de cellulose entre lesquels a été disposé un produit super-absorbant. Les voiles (ou feuilles feuillets) à base d'ouate de cellulose mis en #uvre dans le cadre de la présente invention peuvent être constitués entièrement d'ouate de cellulose, ou contenir autres matières ou fibres, utilisées dans l'industrie papetière ou textile. Par ailleurs, les voiles à base d'ouate de cellulose peuvent être constitués de fibres vierges ou recyclées. Généralement, des voiles de 12 à 60 g/m2 par voile peuvent être * #uvre, plus généralement de 16 à 40 g/mI. La largeur et la longueur des voiles peuvent être adaptée par l'homme du métier en fonction de l'utilisation envisagée. peut en particulier s'agir de bandes enroulées sur des rouleaux ou de feuilles individuelles. Les quantités de super absorbant utilisées peuvent également être adaptées par l'homme du métier en fonction de l'usage recherché, du superabsorbant utilisé, du nombre de voiles, etc. Typiquement, les produits et article selon l'invention comprennent de 1 à 15% en poids de superabsorbant (par rapport au poids total du matériau composite). Plus préférentiellement, ils comportent de 1 à 8% en poids de super-absorbant. Le super-absorbant peut maintenu entre les voiles de différentes manières. Généralement, le super-absorbant est maintenu par gaufrage mécanique des voiles. Il s'agit préférentiellement gaufrage pleine largeur, c'est-à-dire affectant l'ensemble de la surface du voile, et pas simplement certaines bandes de celui-ci (moletage). Dans une variante particulière, le super-absorbant est maintenu par gaufrage mécanique et chimique des voiles. Le gaufrage chimique comprend notamment l'utilisation d'adhésifs, notamment de colles biologiques et/ou synthétiques. A titre d'exemple, peut citer une colle à base d'amidon. Un mode de réalisation particulier comprend le gaufrage pleine largeur de type nested , de préférence en présence d'une colle : ce type de gaufrage est illustré sur la figure 1. Un autre mode de réalisation est un gaufrage pointe-à-pointe, tel que représenté sur la figure 2. Un mode de réalisation spécifique de la présente invention concerne donc un matériau composite absorbant, comprenant au moins deux voiles à base d'ouate de cellulose entre lesquels a été disposé un produit super-absorbant pulvérulent, les voiles étant liés entre eux mécaniquement par un gaufrage pleine largeur, de préférence de type nested encore plus préférentiellement combiné à un liant chimique. Les produits et matériaux selon l'invention peuvent être préparés de différentes façons. L'un des avantages ces produits réside également dans la facilité d'industrialisation du procédé, puisque des machines ou parties de machines combinées, couramment utilisées au stade final de la fabrication de la ouate de cellulose (pour un produit semi-ouvré), ou des machines ou parties de machines couramment utilisées dans la transformation de la ouate de cellulose (p des produits finis) peuvent être mises en #uvre. Un objet de l'invention concerne donc également un procédé de préparation article d'essuyage ou d'un matériau absorbant tel que décrit ci-avant, comprenant le dépôt, de préférence de manière uniforme, entre au moins deux voiles de ouate de cellulose, de produit super-absorbant. Généralement, le procédé de l'invention comprend une étape supplémentaire de liaison des voiles, permettant de maintenir tout ou partie du produit super-absorbant. Un autre objet de l'invention concerne un procédé pour augmenter le pouvoir absorbant, pour des liquides divers, de la ouate de cellulose, comprenant le dépôt, de préférence de manière uniforme, entre deux ou plusieurs voiles de ouate de cellulose produit(s) pulvérulent(s) super-absorbant. Bien entendu, dans la mise en #uvre du procédé, le ou les produits super- absorbants peuvent être choisis en fonction du liquide à absorber, et leur quantité est adaptée fonction de l'usage recherché. Selon un mode de réalisation préféré, le dépôt du super-absorbant est réalisé par voie sèche. Il peut notamment être réalisé par pulvérisation (à l'aide d'air ou de gaz comprimé) ou par dépôt électrostatique, la pulvérisation étant un mode préféré. Pour ce mode de mise en #uvre, la pulvérisation est par exemple réalisée entre les deux voiles, lors de leur assemblage, et le dépôt effectué est maintenu par gaufrage comme indiqué ci-avant, de préférence par gaufrage liant de type nested . Ce procédé permet avantageusement l'utilisation de machines couramment employées dans la transformation de la ouate de cellulose, après installation dans la machine des moyens de pulvérisation du super-absorbant. La pulvérisation permet en outre un dépôt uniforme du super-absorbant, et le contrôle de la quantité déposée peut être obtenu en modifiant le débit ou la pression du gaz porteur. Il est bien entendu que tout autre moyen de déposition peut être utilisé. Lorsque plus de deux voiles sont utilisés, le produit superabsorbant peut être introduit soit entre chaque voile, soit entre certains d'entre eux seulement, voire deux d'entre eux seulement. Un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention comprend le dépôt voie sèche d'un produit super-absorbant présenté sous forme pulvérulente entre deux ou plusieurs voiles de ouate de cellulose, et le maintien du produit ainsi déposé par création d'une liaison mécanique entre les voiles, éventuellement renforcée par encollage partiel. L'invention concerne en outre un dispositif pour la production de matériaux composites absorbants tels que décrits ci-avant, comprenant (i) au moins deux cylindres permettant d'assembler deux voiles à base d'ouate de cellulose et (à) un moyen pour déposer le super-absorbant, de préférence de manière uniforme. Ces moyens d'assemblage et de dépôt sont agencés de manière à assurer le maintien du produit super absorbant dans le matériau composite final. Les moyens pour déposer de super-absorbant peuvent être une rampe de buse(s) de pulvérisation, ou des cylindres pour un dépôt électrostatique. Par ailleurs, au moins l'un des cylindres permettant l'assemblage est gravé pour permettre la réalisation d'un gaufrage mécanique des voiles. Un mode spécifique de réalisation de l'invention est représenté sur la Figure 3. Selon cette variante, on déroule au moins deux voiles à base de ouate de cellulose, à partir des rouleaux (A) et (B), créant ainsi une séparation entre les deux voiles. On dépose ou projette ensuite entre ces voiles (sur l'un des voiles, sur les deux, ou dans la zone de séparation des voiles) le produit super-absorbant pulvérulent, en utilisant des buses de pulvérisation réparties sur la largeur (C). pratique ensuite une liaison mécanique (par points) entre les voiles afin de maintenir en place tout ou partie du produit super-absorbant. Ce dernier peut par exemple se loger dans les alvéoles laissées par la jonction mécanique. La liaison mécanique est préférentiellement obtenue par passage en pression des voiles entre les deux cylindres (D), l'un des deux au moins étant gravé afin d'obtenir une extension locale du voile, permettant une jonction (généralement par point). La jonction peut outre être renforcée par un pré-encollage des points obtenus gaufrage, au moyen du cylindre (E). Après cette liaison, le produit est soit enroulé en bobines grandes dimensions afin d'obtenir un produit semi-ouvré utilisable comme matière première pour un stade ultérieur de transformation, soit enroulé en bobines directement utilisables par les utilisateurs (F). Le produit composite peut également, en utilisant un dispositif de transformation adapté, être coupé en feuilles pliées ou non, présentées sous forme enchevêtrées ou non. Des exemples spécifiques de produits composites selon l'invention sont mentionnés dans le Tableau ci-après, ainsi que leurs propriétés absorbantes. Produit selon cette invention Poids (grs/ml) 32,22 Test 1 Test 2 Moyenne Masse de l'échantillon (g) 7,30 7,30 7,30 Masse d'eau absorbée (g) 206,30 204,60 205,45 Temps de Mouillage (sec) 8,0 8,0 8,0 Ouate Cellulose seule Poids (grs/ml) 32,22 Test 1 Test 2 Moyenne Masse de l'échantillon (g) 30 7,30 7,30 Masse d'eau absorbée (g) 67,84 67,97 67,90 Temps de Mouillage (sec) 10,0 10,5 10,25 Les produits et articles de l'invention sont particulièrement adaptés à l'essuyage industriel, notamment dans les centres médicaux (hôpitaux, laboratoires, etc.), locaux techniques, garages, usines, entrepôts, dans les domaines mécaniques divers (automobile, aéronautique, etc.). Les avantages de l'invention sont nombreux, et notamment la fabrication de produits composites peu onéreux, fortement absorbant, qui peuvent être produits de manière économique et industrielle au moyen d'installations conventionnelles. REVENDICATIONS I.Maténiau composite absorbant, caractérisé en ce qu'il est composé d'un produit super-absorbant disposé entre deux ou plusieurs voiles à base d'ouate de cellulose. 2. Matériau composite absorbant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux voiles à base d'ouate de cellulose entre lesquels a été disposé un produit super-absorbant pulvérulent, les voiles étant liés entre eux mécaniquement par un gaufrage pleine largeur, de préférence de type nested , encore plus préférentiellement combiné à liant chimique. 3. Matériau selon la revendication 1 ou caractérisé en ce qu'il comprend de 1 à 15% en poids de super-absorbant. 4. Matériau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend de 2 à 5 voiles, de préférence 2 voiles, de préférence de voiles de 12 à 60 g/m#. 5. Article d'essuyage, caractérisé en ce comprend, entre au moins deux voiles à base d'ouate de cellulose, un produit super absorbant. 6. Rouleau de papier absorbant, comprenant une bande de papier composée de deux voiles à base d'ouate de cellulose contenant un produit super-absorbant, ladite bande comprenant des portions délimitées permettant leur déchirement selon une ligne. 7. Procédé de préparation d'un article d'essuyage ou d'un matériau absorbant, comprenant le dépôt, de préférence de manière uniforme, entre au moins deux voiles de ouate de cellulose, de produit super absorbant. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dépôt est réalisé par voie séché, de préférence par pulvérisation. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape liaison des voiles, permettant de maintenir tout ou partie du produit super- absorbant, de préférence de liaison mécanique pleine largeur. 10. Procédé pour augmenter le pouvoir absorbant, pour des liquides divers, de la ouate cellulose, comprenant le dépôt, de préférence de manière uniforme, entre deux ou plusieurs voiles de ouate de cellulose de produit(s) pulvérulent(s) super- absorbant. 11. Dispositif pour la mise en #uvre du procédé selon l'une des revendications 7 à 10, comprenant (i) au moins deux cylindres permettant d'assembler les deux voiles et (à) un moyen pour déposer le super-absorbant, de préférence manière uniforme. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens pour déposer le super-absorbant sont représentés par une buse de pulvérisation. 13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que, au moins l'un des cylindres permettant l'assemblage est gravé pour permettre la réalisation d'un gaufrage mécanique des voiles.