Brevet FR2927071A1 — publié le 20090807

ELEMENT DE RENFORT POUR ROULEAU SANS MANDRIN A DEVIDAGE CENTRAL OU TANGENTIEL La présente invention concerne le domaine des rouleaux de papier tissue ou autre matériau semblable tel qu'un non-tissé. Elle concerne en particulier le domaine des produits à usage sanitaire et/ou domestique tels que les rouleaux d'essuyage, d'essuie-mains ou le papier hygiénique. Par " papier tissue " il faut comprendre un papier tel que défini par la norme EN 12625-1. io Pour ces applications, les rouleaux sont consti�:ués d'une feuille continue qui comporte un ou plusieurs plis. La feuille est éventuellement prédécoupée en coupons consécutifs dans la direction du bobinage, et est enroulée, préférentiellement autour d'un axe qui peut supporter ou non un mandrin ; le rouleau peut ainsi comprendre un mandrin central ou non. La 15 feuille peut être dévidée, soit à partir de la surface externe du rouleau dans la direction du bobinage (dévidage tangentiel), soit par l'intérieur, à partir du centre dans la direction axiale perpendiculaire à celle du bobinage du rouleau. Dans ce dernier cas, on dit que le rouleau est à dévidage central. La présente invention concerne les rouleaux à dévidage central, ainsi 20 que les rouleaux à dévidage tangentiel. Dans le cas d'un dévidage central et quand le rouleau comporte un mandrin, on doit commencer par extraire celui-ci. En général, le mandrin a été conçu pour que l'on puisse le déchirer en tirant sur son bord ; le plus souvent, à l'une des extrémités de la spirale hélicoïdale en carton qui le 25 forme. Cependant, la pratique montre que cette solution n'est pas toujours satisfaisante, car l'extraction du mandrin se révèle être parfois difficile si la ou les zones de rupture sont mal formées. De plus, cette action peut entraîner les premières feuilles du rouleau qui deviennent difficilement utilisables. En outre, les premières spires de la feuille étant le plus souvent collées au 30 mandrin, elles sont impropres à toute utilisation et sont alors une cause de déchets. Ce mandrin est particulièrement coûteux à réaliser, puisque généralement composé de deux ou plusieurs couches de carton liées par collage. Il est associé également le plus souvent à une colle " d'accrochage " 35 de la première spire du rouleau. Il n'est de plus d'aucune utilité une fois retiré, et devient donc un déchet. Pour pallier cet inconvénient, on propose aussi des rouleaux à dévidage central sans mandrin. Ceux-ci sont a priori de mise en oeuvre plus facile par l'utilisateur, car il n'est plus nécessaire d'enlever un mandrin préalablement à leur mise en service. Pour réaliser ceux-ci, on peut, en fabrication, prévoir un mandrin-broche provisoire sur lecuel on enroule la feuille. On retire ensuite le mandrin-broche, avant le conditionnement des rouleaux. Cette technique présente des contraintes sur le plan industriel car il faut ajouter un poste d'extraction des mandrins-broches à la ligne de bobinage. A cela s'ajoute le coût de la colle et du mandrin. Selon un mode de fabrication sans mandrin, la feuille est découpée en ligne dans le sens marche ou longitudinal, avant bobinage, à partir d'une feuille mère de grande largeur, et en autant de bandes que de rouleaux lo individuels à obtenir. Selon un autre mode de fabrication, on enroule directement la feuille mère sur une broche, également sans interposition de rnandrin. La feuille initiale qui est de grande largeur, est d'abord enroulée de manière à former une bobine unique au diamètre définitif du rouleau individuel, appelé " log " 15 dans le domaine. Après formation, on extrait le log de la broche et on le tronçonne en rouleaux individuels. Cependant, la feuille, que ce soit de l'ouate de cellulose, crêpée sec ou humide, du papier voie sèche ou un non-tissé, présente une certaine élasticité. En raison des contraintes internes du rouleau, dues par exemple au 20 serrage de la feuille sur la broche pendant le bobinage et/ou à la tension de la feuille que génère l'opération de déroulement/enroulement par la machine, on ne peut éviter normalement la réduction du diamètre du trou central par l'affaissement ou l'effondrement au centre des premières spires après que l'on a retiré la broche. Cet effondrement se produit, par exemple, après 25 extraction de la broche et/ou au moment de la coupe du log, par la pression exercée par la scie et/ou lors des opérations d'emballage el: de suremballage. En tout état de cause, on constate une réduction partielle ou totale du trou central au cours des manutentions et transport, en raison des vibrations et pressions inévitables auxquels les rouleaux sont soumis. 30 Lorsque le trou central est complètement réduit, il est difficile de le reformer au moins à la main, et la préhension de la première spire n'est pas aisée. II s'ensuit inévitablement des déchets, notamment: pour la mise en service du rouleau dans un distributeur, car on est amené alors à saisir plusieurs spires à la fois. 35 On sait réaliser des rouleaux sans mandrin dont le trou central reste formé après extraction de la broche et/ou après coupe par une scie. On peut utiliser par exemple une broche dont le profil, cannelé ou polygonal, permet la formation d'un trou dont les parois sont auto-portantes Un exemple de réalisation est illustré par le brevet FR 2 554 799. Néanmoins, le trou central est de faible diamètre et les premières spires restent difficiles d'accès. Elles se présentent en une torche serrée, hélicoïdale à faible " pas ", peu propice à une utilisation aisée. Si le diamètre du trou central est plus important, on peut difficilement éviter d'associer les premières spires entre elles. Pour cela, on emploie un agent de liaison que l'on dépose directement sur la feuille ou indirectement via la broche sur les cylindres de bobinage, par un système adapté, au moment de l'enroulement des premières spires sur la broche. Tout autre principe d'association des premières spires entre elles, par un procédé mécanique notamment, est io applicable. On consolide ainsi ces premières spires qui ensemble résistent aux efforts des contraintes internes. Cependant, là encore, on ne peut éviter les déchets lors de la mise en service d'un tel rouleau. Que ce soit dans le cas d'une utilisation directe ou dans le cas où l'on utilise ce rouleau dans un distributeur à dévidage central ls dans lequel on doit introduire l'extrémité de la feuille dans un orifice de distribution relativement étroit, on est obligé d'éliminer au préalable les premières spires associées entre elles. Dans ce dernier type de réalisation également, on ne peut éviter que certains rouleaux ne soient choqués lors du transport, avec comme 20 conséquence l'affaissement du trou central comme dans les cas mentionnés plus haut. Pour éviter ce risque, on prévoit d'ailleurs de conditionner préférentiellement les rouleaux dans des caisses en carton, contrairement aux rouleaux avec mandrin qui se suffisent d'une enveloppe souple en papier ou en matière plastique. Le coût s'en trouve considérablement augmenté. 25 L'intérêt que l'on pouvait trouver à ces rouleaux sans mandrin par rapport aux rouleaux avec mandrin en est ainsi fortement diminué. On connaît aussi notamment par les demandes FR 2 869 891 et EP 1 636 123 un rouleau sans mandrin dit " à dévidage central " comprenant une amorce de dévidage selon son axe central, destinée à faciliter la 30 préhension des spires les plus internes du rouleau. Ceci est une solution spécifique au problème de l'effondrement du trou central des rouleaux sans mandrin. La présente invention apporte une solution différente, innovante et inventive à ce même problème. 35 Avantageusement, la présente invention apporte une solution non seulement aux rouleaux dits à dévidage central, mais également aux rouleaux à dévidage tangentiel. Ainsi la présente invention concerne un élément de renfort d'un rouleau de papier tissue sans mandrin permettant la distribution du papier soit tangentiellement soit par le centre du rouleau, comprenant un élément rigide ou semi rigide disposé autour de l'axe dudit rouleau, à proximité de ou affleurant l'un au moins de ses flancs. Conformément à l'invention, ledit élément rigide ou semi rigide comprend au moins un anneau maintenu sur au moins la spire la plus interne du rouleau de telle sorte qu'il puisse éventuellement être séparé du rouleau par un effort de traction selon l'axe du rouleau entraînant ainsi les spires les plus internes du rouleau. Ainsi le ou lesdits anneaux permettent un soutien du trou dès sa ro fabrication, et jusqu'à l'utilisation finale, avec peu de matière supplémentaire vis-à-vis d'un rouleau sans mandrin et sans renfort particulier. Selon une caractéristique avantageuse, l'élément de renfort est constitué d'un matériau recyclable tel que le carton. Préférentiellement, au moins un anneau rigide ou semi rigide est ls maintenu par collage sur au moins ladite spire la plus interne, spécifiquement par des lignes de colle et/ou des points de colle prévus entre la surface externe de l'anneau et la spire la plus interne du rouleau. Sans sortir du cadre de l'invention, une liaison de type mécanique peut être prévue entre au moins un anneau et la ou les spires les pus internes du 20 rouleau. Cette caractéristique permet une liaison du ou des anneaux sur lesdites spires. En outre, une traction axiale sur l'anneau génère automatiquement et aisément un dévidage des premières spires du rouleau dans le cas d'un dévidage axial. 25 Cette opération est plus simple, plus fiable et plus rapide que ce que propose l'art antérieur, en particulier les solutions avec mandrin sur toute la largeur du rouleau. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, au moins un anneau rigide ou semi rigide présente une largeur inférieure à la moitié de la 30 largeur du rouleau. Cette dimension réduit considérablement le coût de la matière vis-à-vis d'une solution avec mandrin sur toute la largeur du rouleau, tout en empêchant l'effondrement du trou central. Avantageusement, au moins un anneau rigide ou semi rigide présente 35 une épaisseur comprise entre 0,1 et 4 mm. Selon un mode de réalisation avec dévidage central, l'élément de renfort peut comprendre un premier anneau rigide ou serni rigide collé aux spires les plus internes du rouleau et destiné au renfort ainsi qu'à l'extraction des spires les plus internes du rouleau, et éventuellement un deuxième anneau rigide ou semi rigide maintenu sans collage et destiné au renfort des spires les plus internes du rouleau. Si l'on considère un mode de réalisation avec dévidage tangentiel, l'élément de renfort peut comprendre un premier et un deuxième anneau rigide ou semi rigide chacun collé à au moins ladite spire la plus interne du rouleau et chacun étant destiné à servir de support rotatif pour le rouleau. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite à titre illustratif et nullement limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels : lo - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation de l'invention adapté aux rouleaux à dévidage tangentiel ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation de l'invention adapté aux rouleaux à dévidage central ; et - la figure 3 est une autre vue schématique en perspective d'un mode 15 de réalisation de l'invention adapté aux rouleaux à dévidage central. La figure 1 illustre donc un mode de réalisation de l'invention plus particulièrement destiné à des rouleaux dits à dévidage tangentiel pour lesquels la feuille est dévidée à partir de leur surface externe cylindrique. Le rouleau 1 comprend ici un évidement (ou trou) central 2, cylindrique 20 ou sensiblement cylindrique, généralement créé lors de la formation des spires, comme expliqué en tête de la description. Selon ce mode de réalisation, dans ledit évidement (2) sont prévus deux anneaux 31, 32 respectivement disposés près de chacun des flancs plats 4 du rouleau 1. Les anneaux 31, 32 sont ainsi disposés soit 25 simultanément, soit après la formation du rouleau. Dans les réalisations connues, l'axe des rouleaux sans mandrin est en fait constitué d'un papier tissue fortement enroulé en son centre, avec des spires froissées, d'où des problème d'accrochage sur l'axe du distributeur, avec freinage voire blocage de la rotation. 3o Selon ce mode de réalisation de l'invention les deux anneaux 31, 32 pourront avantageusement servir de support en rotation pour l'élément fixe (axe) autour duquel le rouleau peut tourner, diminuer les frottements entre ces pièces, améliorant ainsi la rotation du rouleau sur son support et donc le dévidage du papier sur le rouleau 1. 35 Dans le cadre du mode de réalisation illustré sur la figure 1, chacun des anneaux 31, 32 est lié par collage de sa surface externe à la spire la plus interne du rouleau. Pour ce faire deux lignes de colle 5, 6 peuvent être prévues selon deux circonférences de chaque anneau. Bien entendu ce mode de réalisation est purement illustratif et la liaison peul: par exemple être réalisée avec des points de colle et/ou des ergots, protubérances qui dépassent de la surface extérieure de l'anneau 31, 32 et viennent s'accrocher dans la ou les premières spires. Autrement dit la liaison peut être de nature chimique ou mécanique. Par ailleurs, la largeur de chaque anneau 31, 32 est ici préférentiellement sensiblement la même, afin de mieux répartir les efforts extérieurs sur chaque anneau. On choisira une largeur d'anneau inférieure à la moitié de la largeur du rouleau, préférentiellement comprise entre 10 mm et 50 mm et plus préférentiellement entre 20 mm et 40 mm. to Par ailleurs l'épaisseur de l'anneau est avantageusement comprise entre 0,1 mm et 4 mm. Conformément à ce mode de réalisation de l'invention, les deux anneaux 31, 32 sont liés aux spires les plus internes du rouleau et ils servent de palier-support sur le ou les élément(s) (axes) fixes qui supporte(nt) le 15 rouleau, en assurant sa parfaite rotation. Concernant le dévidage central, les figures 2 et 3 illustrent des modes de réalisation possibles : Selon la figure 2, deux anneaux 31, 32 sont intégrés dans l'évidement (trou) central 2. Ici les deux anneaux 31, 32 ne sont pas identiques : l'un des 20 anneaux 31 correspond à la description technique donnée ci-dessus en ce sens qu'il est initialement totalement lié à l'intérieur de l'évidement 2 (par exemple par des lignes de colle 5, 6). Le second anneau 32, disposé près du deuxième flanc (non référencé) du rouleau 1 peut présenter une largeur inférieure à celle du premier anneau 31 ; il n'est pas fixé par collage ou autre 25 moyen à l'intérieur de l'évidement 2, mais y est simplement placé ou enfoncé ou emboîté en force. Ainsi, selon ce mode de réalisation le premier anneau 31 sert non seulement à empêcher l'effondrement de l'évidement 2, mais également à extraire les spires les plus internes du rouleau 1. 30 L'utilisateur peut facilement saisir l'anneau 31, le tirer axialement vers l'extérieur du rouleau, amorçant ainsi les premières spires et le dévidage du rouleau 1. Le deuxième anneau 32 n'a aucun effet contraire à cette traction car il n'est pas fortement lié aux premières spires. Le deuxième anneau 32 présente ici avantageusement une fonction 35 anti-effondrement de l'évidement 2, soit lors de la fabrication du rouleau soit lors de son utilisation. Un repérage adéquat (visuel ou autre) peut être prévu afin de différencier les deux anneaux, indiquant par exemple qu'une extraction doit être effectuée au niveau du premier anneau 31. La figure 3 illustre un autre mode de réalisation qui se différencie de celui de la figure 2 par l'absence du deuxième anneau 32. Le seul anneau prévu 31 présente les caractéristiques décrites ci-avant : il est fixé à l'intérieur de l'évidement 2, près de l'un des flancs 4 du rouleau 1. On choisira ce mode de réalisation lorsque les efforts qui génèrent l'effondrement du papier dans l'évidement 2 ne sont pas très importants, c'est-à-dire n'empêchent pas le rebouchage dudit évidement 2. Dans ce cas, un seul anneau 31 suffit pour empêcher l'effondrement des spires ; et cet anneau peut en outre être utilisé pour extraire les spires les lo plus internes du rouleau 1, même si l'évidement 20 est effondré, affaissé. Il est en outre envisageable d'utiliser le mode de réalisation de l'invention selon la figure 3, avec un seul anneau 31, pour un dévidage tangentiel au cas où il n'est prévu qu'un seul élément fixe pour supporter le rouleau 1. 15 Quels que soient les modes de réalisation envisagés, la ou les anneaux 31, 32 sont constitués d'un matériau rigide ou semi rigide, préférentiellement recyclable tel que le carton. REVENDICATIONS 1) Elément de renfort d'un rouleau (1) de papier tissue sans mandrin, permettant la distribution du papier soit tangentiellement soit par le centre du rouleau, comprenant un élément rigide ou semi rigide disposé autour de l'axe dudit rouleau à proximité de ou affleurant l'un de ses flancs (4), caractérisé en ce que ledit élément comprend au moins un anneau (31, 32) maintenu sur au moins la spire la plus interne du rouleau (1) de telle sorte qu'il puisse éventuellement être séparé du rouleau par un effort de traction selon l'axe du rouleau (1) tout en entraînant lesdites spires les plus internes du rouleau. 2) Elément de renfort selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un matériau recyclable tel que le carton. 3) Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un anneau rigide ou semi rigide (31, 32) est maintenu par collage sur au moins ladite spire la plus interne du rouleau (1). 4) Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un anneau rigide ou semi rigide est maintenu par au moins une ligne de colle (5, 6) sur lesdites spires les plus internes du rouleau (1). 5) Elément de renfort selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au moins un anneau rigide ou semi rigide (31, 32) est maintenu par des points de colle sur au moins ladite spire la plus interne du rouleau (1). 6) Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un anneau rigide ou semi rigide est maintenu par liaison mécanique sur au moins ladite spire la plus interne du rouleau (1). 7) Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un anneau rigide ou semi rigide (31, 32) présente une largeur inférieure à la moitié de la largeur du rouleau. 8) Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un anneau rigide ou semi rigide (31, 32) présente une épaisseur comprise entre 0,1 et 4 mm. 9) Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, destiné au dévidage central d'un rouleau et comprenant un premier anneau rigide ou semi rigide (31) collé aux spires les plus internes du rouleau et destiné au renfort ainsi qu'à l'extraction des spires les plus internes du rouleau, et éventuellement un deuxième anneau rigide cu semi rigide (32) maintenu sans collage et destiné au renfort des spires les plus internes du rouleau. 10) Elément de renfort selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, destiné au dévidage tangentiel d'un rouleau, et comprenant un premier (31) et un deuxième (32) anneaux rigide ou semi rigide chacun collé à au moins la spire la plus interne du rouleau, et chacun des anneaux étant destiné à servir de support rotatif pour le rouleau (1).