Brevet FR2946279A1 — publié le 20101210

La présente invention concerne le domaine des papiers absorbants à usage sanitaire ou domestique, et vise une feuille composée d'au moins trois plis de papier absorbant, les plis étant gaufrés. Le domaine du papier sanitaire et domestique, concerne, de façon non limitative, les produits destinés à être appliqués sur la peau, tels que les serviettes à usage cosmétique, les mouchoirs, le papier toilette, ou destinés à l'essuyage tels que les essuie-tout, les chiffons d'essuyage, ou utilisés pour la table, tels que les serviettes de table. On utilise pour la réalisation io de ces produits un papier absorbant obtenu par voie humide qui est ensuite transformé dans une phase sèche de fabrication. Le papier obtenu par voie humide, désigné ouate de cellulose est fabriqué selon les techniques conventionnelles connues sous le sigle CWP pour � conventional wet pressed � ou avec soufflage traversant connu sous le sigle TAD pour 15 � through air dried �. Le papier est fabriqué plus particulièrement de manière à présenter une certaine capacité d'allongement, notamment par crêpage. On profite de la capacité d'allongement, conférée par le crêpage par exemple, pour gaufrer la feuille. Par le gaufrage on déforme la feuille par endroits de façon permanente, afin d'obtenir notamment des 20 protubérances sur une face de la feuille. Le gaufrage permet d'augmenter l'épaisseur de la feuille mais aussi de la rendre plus souple en raison de la rupture de liaisons interfibres qu'il entraîne. Dans le développement de nouveaux produits on cherche à rendre la feuille 25 plus douce, plus moelleuse, plus attrayante tout en maintenant ou améliorant les caractéristiques fonctionnelles d'épaisseur et de résistances notamment. Ces dernières peuvent être affectées, améliorées ou dégradées, par le processus de gaufrage. L'opération de gaufrage s'effectue sur du papier à faible taux d'humidité, c'est à dire en transformation en partie 30 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. On en trouve un mode 35 réalisation dans le brevet US 5173351. Ce genre de motifs, dont la fréquence de répétition des protubérances est élevée - densité des éléments allant de 5 à 100 protubérances au cm2 selon qu'il s'agit d'un essuie-tout ou un papier toilette - et dont la surface des sommets des protubérances élémentaires est inférieure à 1 mm2, affecte principalement les - 2- caractéristiques liées à l'épaisseur de la feuille, d'une part, et à sa rigidité et sa résistance, d'autre part. Ces motifs permettent de réaliser un bon compromis entre les améliorations souhaitées des caractéristiques lorsque l'on transforme le produit semi-fini en produit fini, et les conditions de marche industrielle; ils permettent, notamment, I'application d'une pression de gaufrage suffisante. On associe une pluralité de plis entre eux dans le but d'obtenir un produit épais. Les plis sont superposés généralement de façon à ce que les io protubérances soient tournées vers l'intérieur de la feuille dans la mesure où l'on recherche une surface au toucher doux. Par ailleurs les protubérances entre les plis adjacents ménagent entre elles des cavités donnant du moelleux à la feuille tout en assurant une bonne capacité d'absorption. Les protubérances peuvent être soit disposées sommets contre 15 sommets en position dite pointes/pointes offrant a priori l'épaisseur maximale à la feuille. Elles peuvent aussi être disposées de manière à s'emboiter. L'épaisseur est moindre qu'en position pointes/pointes mais cette disposition convient à des applications liées à l'essuyage où la densité des protubérances de gaufrage est faible, 20 La présente invention concerne un produit composé de deux plis ou plus, chacun présentant un motif de gaufrage. Lorsque l'on souhaite associer deux plis gaufrés en position pointes contre 25 pointes on est confronté au problème du nestage. On désigne par ce terme l'emboîtement des protubérances d'un pli entre les protubérances de l'autre pli. Le nestage n'est pas souhaité quand on assemble les plis en pointes contre pointes. 30 Comme cela est rapporté dans le brevet US5173351, on lie deux plis en les faisant passer par l'intervalle de serrage ménagé entre deux cylindres métalliques de gaufrage identiques. Ces derniers sont disposés en parallèle, et entrainés au moyen de courroies ou autres organes équivalents de manière que leurs vitesses de rotation soient égales et de sens opposés. On 35 règle les organes d'entrainement de manière que les bossages viennent coïncider aussi exactement que possible dans l'intervalle de serrage. Lorsque les cylindres métalliques sont gravés parfaitement et qu'il n'y a pas de variation dans la disposition des picots les uns par rapport aux autres, - 3- l'association est bien pointes contre pointes. En réalité les techniques usuelles de gravure conduisent à deux types de décalage : - Un décalage circonférentiel entre les picots disposés sur une même génératrice théorique du cylindre. Ce décalage est indépendant de la densité 5 du motif. - Un décalage axial le long de cette génératrice, dont, pour un certain mode d'usinage, l'amplitude varie selon une fonction périodique sinusoïdale avec une fréquence dépendant de la finesse du motif. Plus la finesse est grande plus la fréquence des oscillations le long de la génératrice est élevée. Io Ces tolérances de fabrication n'ont pas d'incidence sur la qualité de la liaison entre les deux feuilles lorsque les picots ont une surface de contact relativement importante. En effet la probabilité est faible de voir deux picots, de même indice sur les deux cylindres, tellement décalés l'un par 15 rapport à l'autre qu'ils n'assurent plus de liaison. Lorsqu'on transforme la double feuille obtenue selon ce procédé, en rouleaux de petite laize, 10, 20 ou 30 cm par exemple, on ne remarque pas de feuilles non liées. 20 Lorsque les surfaces de contact sont très faibles, des zones entières, formant de larges bandes orientées dans le sens machine, ne sont pas liées. Après transformation en rouleaux de papier hygiénique par exemple, dont la laize est inférieure à la largeur de ces bandes, on obtient des produits 25 découpés à l'intérieur de ces mêmes bandes, qui sont composés d'un enroulement de deux feuilles non liées. Il s'ensuit un pourcentage de rebut important. US 5173351 propose de réaliser des motifs légèrement différents sur les deux plis, notamment avec des pas présentant une relation bien définie. De cette façon on assure la présence d'un contact sur une 30 zone que l'on peut définir aussi petite que l'on veut. Le document EP 1 772 257 porte sur la fabrication de produits multiplis gaufrés associés en pointes/pointes dont les motifs de gaufrage sont conçus de façon à éviter également le phénomène de nestage. La solution est de 35 gaufrer les deux plis séparément selon des motifs dont au moins une partie présente une forme allongée dans une direction. Les directions de chacun des plis forment entre elles une intersection.5 - 4- De cette façon, on tolère une variation de position des deux plis entre eux. On note que les deux motifs sont agencés de manière à permettre au fabricant de choisir entre la relation pointes/pointes et la relation avec emboîtement des deux motifs. D'autres documents décrivent des agencements de motifs présentant des protubérances avec des formes allongées pour éviter le phénomène du nestage entre les plis lorsqu'ils sont superposés. Io Ainsi US 4 671 983 pour un rouleau formé de l'enroulement d'une feuille de papier propose de prévoir des premièrs protubérances tronconiques réparties régulièrement sur la feuille et des deuxièmes protubérances de forme allongée entre les premières protubérances. Ces dernières réduisent de façon imoportante le nestage entre les spires du rouleau. 15 US 3 738 905 propose un motif de gaufrage formé de surfaces planes et cavités. Les plis sont associés sur le long des surfaces planes disposées le long de lignes continues. 20 Lorsque la feuille est composée de deux plis au moins, on constate cependant une certaine rigidité. Le problème que vise à résoudre l'invention est donc celui de réaliser une feuille de papier présentant au moins deux plis gaufrés, selon un motif 25 formé au moins en partie de protubérances allongées dans le plan de la feuille, dont la rigidité est maîtrisée. Conformément à l'invention, on résout ce problème avec une feuille de papier absorbant comprenant au moins un premier et un deuxième plis 30 gaufrés d'ouate de cellulose, de grammage compris entre 10 et 40 g/m2, chacun des plis comprenant des protubérances sur la face tournées vers l'intérieur de la feuille correspondant à des cavités sur la face extérieure, avec des premières protubérances sur le premier pli de forme allongée, des premières protubérances sur le deuxième pli de forme allongée, au moins 35 une partie des premières protubérances du premier pli étant en contact avec au moins une partie des premières protubérances du deuxième pli. La feuille selon l'invention est caractérisée par le fait que le premier pli et le deuxième pli comprennent chacun des deuxièmes protubérances de forme 5 tronconique, au moins une partie des premières protubérances étant adjacente au moins en partie à des deuxièmes protubérances. Par forme tronconique on comprend des protubérances à section circulaire parallèlement au plan de la feuille mais aussi ovale ou polygonale, notamment carrée, et dont le rapport de la plus grande dimension à la plus petite est faible, inférieur à 2. Par protubérances adjacentes, on désigne des protubérances voisines dans Io le voisinage immédiat les unes des autres sans interposition d'aucune autre protubérance. Par protubérances allongées, on désigne des protubérances dont la section, faite parallèlement au plan de la feuille, forme une ligne ou un segment. Le i5 rapport de la dimension dans le sens de la longueur à la dimension transversale à la ligne, c'est à dire la largeur, est supérieur à trois. Il est de préférence supérieur à cinq. La longueur de la ligne ou du segment est, de préférence également, dans un rapport inférieur à vingt et plus particulièrement inférieur à dix avec la largeur ; cette ligne peut être 20 fermée. Plus particulièrement, les premières protubérances du premier pli sont alignées selon une première direction et les premières protubérances du second pli sont alignées selon une deuxième direction, les deux directions 25 formant un angle alpha non nul entre elles. Grâce à l'invention, on bénéficie du croisement des protubérances allongées qui assure un contact entre les deux plis, dans la mesure où les alignements entre les protubérances allongées des deux plis forment un 30 angle suffisamment élevé. Le meilleur rendement est obtenu avec un croisement à angle droit. Différents modes de réalisation sont envisageables. Les caractéristiques suivantes sont considérées individuellement ou bien en combinaison. - Au moins une partie des deuxièmes protubérances forme des alignements interposés entre deux alignements de premières protubérances. - 6- - Les premières protubérances sont disposées en alternance, le long d'un alignement, avec au moins une deuxième protubérance. - Les premières protubérances sont en forme de segments, ceux-ci étant parallèles entre eux. - Lesdits segments sont isolés et ne se coupent pas. - Les dits segments sont rectilignes ou avec une portion courbe. - La largeur des premières protubérances est égale à celle des deuxièmes protubérances. La longueur d'une première protubérance est comprise entre 3 et io 20 fois la largeur d'une deuxième protubérance, de préférence entre 3 et 10 fois et plus particulièrement entre 5 et 10 fois. - Les premières protubérances du premier pli sont identiques aux premières protubérances du deuxième pli. - La feuille de papier absorbant comprend au moins un troisième 15 pli gaufré, superposé au deuxième pli, de préférence le troisième pli comporte des premières et deuxièmes protubérances, l'orientation des premières protubérances du troisième pli étant la même que l'orientation des premières protubérances du premier pli. 20 - La feuille de papier dont au moins l'un des plis comprend des troisièmes protubérances, la hauteur des troisièmes protubérances étant supérieure à celles des première et des secondes protubérances. 25 L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails, caractéristiques ou avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, 30 en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins, La figure 1 représente une feuille de papier à deux plis vue de dessus avec le dessin des protubérances de chacun des plis, celui du pli inférieur 35 étant formé de traits fins, La figure 2 est une vue en coupe transversale de la figure 1, La figure 3 est une vue en coupe transversale d'une feuille conforme à l'invention composée de trois plis. - 7- La figure 4 est une vue de dessus d'une feuille conforme à l'invention, l'un des plis comprenant des troisièmes protubérances. La figure 1 illustre la dispostion relative des deux plis 10 et 20 constituant une feuille 1. Les deux plis sont en papier absorbant, avantageusement en papier tissue crêpé. Pour ce type d'application le grammage du papier est compris entre 10 et 40 grammes par m2. Un premier pli 10 est gaufré avec un motif de gaufrage formé de premières io protubérances 11 et de deuxièmes protubérances 12. Le deuxième pli est gaufré avec un motif de gaufrage formé de premières protubérances 21 et de deuxièmes protubérances 22. Les premièrs protubérances 11, 21 sont en forme de segments ici rectilignes et les deuxièmes protubérances sont de forme tronconique à section ovale, parallèlement au plan de la feuille. La 15 longueur des premières protubérances est, dans cet exemple, dans un rapport quatre avec la longueur des deuxièmes protubérances. Les protubérances ont sensiblement les mêmes largeurs. Les premières protubérances 11 forment des alignements de segments 20 parallèles entre eux, séparés par des alignements de disques des deuxièmes protubérances 12. Ainsi, le motif du premier pli 10 présente une alternance de premières protubérances 11 et de deuxièmes protubérances 12. Cette alternance est aussi bien dans le sens de la longueur des segments 11 que dans le sens de leur largeur. 25 Comme on le voit sur la figure 2 qui est une coupe transversale de la feuille de la figure 1 selon la direction II-II, la hauteur des premières protubérances 11 est dans cet exemple la même que celle des deuxièmes protubérances 12. Cependant il entre également dans l'objet de l'invention 30 de réaliser des deuxièmes protubérances de moindre hauteur. Les deux motifs sont dans cet exemple identiques avec cette différence que le motif du pli inférieur 20 de la figure est tourné d'un angle alpha par rapport au motif du pli supérieur 10. L'angle est défini entre les directions 35 principales des deux motifs. Le gaufrage est réalisé par déformation des plis, chacun sur un cylindre de gaufrage rigide gravé. La gravure est composée de picots, en relief sur la surface du cylindre, correspondant aux protubérances à obtenir. Dans la mesure où l'on souhaite obtenir un aspect textile, on détermine que les premières protubérances 11 ou 21 doivent avoir une largeur comprise entre 0,2 mm et 1,2 mm. La largeur correspondante des deuxièmes protubérances 12 ou 22 est par exemple égale à celle des premières protubérances. L'espacement entre deux picots adjacents mesuré au niveau de leur base est de préférence au moins égal à 0,15 mm. io Le contact entre les deux plis est assuré par les premières protubérances 11 et 21 des deux plis. Afin d'assurer l'existence d'au moins un contact, on détermine un angle alpha en fonction de la longueur � 1 � des premières protubérances 11 et 21 et la distance � e � séparant deux premières 15 protubérances 11 et 21 adjacentes dans le sens perpendiculaire à la direction principale de celles-ci, le sens travers pour le présent exemple. L'angle a est ainsi choisi de telle façon que sina est au moins égal au rapport en. 20 sina On a représenté sur la figure 2 la coupe d'une feuille à deux plis, mais il est préféré d'y associer un troisième pli 30 gaufré avec un motif présentant les mêmes alignements de premières et deuxièmes protubérances que le 25 premier pli et de le disposer avec la même orientation que le premier pli. Ce mode de réalisation est représenté sur la figure 3. On obtient ainsi de façon remarquable un papier à la fois épais, en raison de la triple épaisseur, 30 bien associé, donc avec un aspect textile et une main marqués, souple, grâce au gaufrage mixte de premières protubérances et de deuxièmes protubérances. En fait, on peut ajuster la souplesse en jouant sur le rapport entre les premières et deuxièmes protubérances. 35 L'invention ne se limite pas au mode de réalisation représenté. Les premières protubérances peuvent avoit une forme curviligne ou même une forme fermée. La forme curviligne peut être celle d'un � S � majuscule. Les premières protubérances restent alignées. - 9- Si, sur les deux plis extérieurs, les motifs sont les mêmes, il suffit d'un décalage entre les motifs pour assurer un point de contact. Ainsi en remplaçant les premières protubérances des exemples illustrés par les figures, par des premières protubérances en forme de � S �, un décalage s latéral ou longitudinal des deux plis assure la présence d'un contact dans les parties courbes. On a représenté sur la figure 4 une variante de réalisation d'une feuille selon l'invention dans laquelle au moins l'une des plis comprend des io troisièmes protubérances 13. Avantageusement ces troisièmes protubérances ont une hauteur par rapport au plan de la feuille qui est supérieure à celle des premières 11 et des deuxièmes protubérances 12. 15 20 25 30 35 Revendications1. Feuille de papier absorbant comprenant au moins un premier (10) et un deuxième (20) plis gaufrés d'ouate de cellulose, chacun des plis de grammage compris entre 10 et 40 g/m2 comprenant des protubérances sur la face tournées vers l'intérieur de la feuille correspondant à des cavités sur la face extérieure, avec des premières protubérances (11) sur le premier pli de forme allongée, des premières protubérances (21) sur io le deuxième pli de forme allongée, au moins une partie des premières protubérances (11) du premier pli étant en contact avec au moins une partie des premières protubérances (21) du deuxième pli, caractérisée par le fait que le premier pli et le deuxième pli (10, 20) comprennent chacun des deuxièmes protubérances (12 ; 22) de forme tronconique, au 15 moins une partie des premières protubérances (11 ; 21) étant adjacente au moins en partie à des deuxièmes protubérances (12 ; 22). 2. Feuille selon la revendication précédente dont les premières protubérances dudit premier pli sont alignées selon une première 20 direction et les premières protubérances dudit second pli sont alignées selon une deuxième direction, les deux directions formant un angle alpha non nul entre elles. 3. Feuille selon la revendication précédente dont au moins une partie des 25 deuxièmes protubérances (12 ; 22) forme des alignements interposés entre deux alignements de premières protubérances (11 ; 21). 4. Feuille selon l'une des revendications précédentes dont les premières protubérances (11 ;21) alternent, le long d'un alignement, avec au moins 30 une deuxième protubérance (12 ;22). 5. Feuille selon la revendication précédente dont les premières protubérances (11 ; 21) forment sur au moins un pli des segments isolés sans intersection, parallèles entre eux. 6. Feuille selon la revendication précédente dont lesdits segments sont rectilignes. 2946279 -11- 7. Feuille selon l'une des revendications précédentes dont la largeur des premières protubérances (11 ; 21) est égale à celle des deuxièmes protubérances (12 ; 22). 5 8. Feuille selon l'une des revendications précédentes dont la longueur d'une première protubérance (11 ;21) est comprise entre 3 et 20 fois la largeur d'une deuxième protubérance (12 ;22), de préférence entre 3 et 10 fois notamment entre 5 et 10 fois. Io 9. Feuille selon l'une des revendications précédentes dont les premières protubérances (11) du premier pli (10) sont identiques aux premières protubérances (21) du deuxième pli (20). 10.Feuille de papier absorbant selon l'une des revendications précédentes 15 comprenant au moins un troisième pli gaufré (30), superposé au deuxième pli (20). 11.Feuille selon la revendication précédente dont le troisième pli (30) comporte des premières et deuxièmes protubérances, l'orientation des 20 premières protubérances du troisième pli étant la même que l'orientation des premières protubérances du premier pli. 12.Feuille selon l'une des revendications précédentes, dont au moins l'un des plis comprend des troisièmes protubérances, la hauteur des 25 troisièmes protubérances étant supérieure à celles des premières et des secondes protubérances.