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CA 02406577 2002-10-16
WO 02/068758 PCT/FR02/00673
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FEUILLE DE PAPIER ABSORBANT CREPEE ET GAUFREE, CYLINDRE DE GAUFRAGE D'UNE
TELLE'
FEUILLE ET PROCEDE DE GAUFRAGE
L'invention concerne une feuille de papier, notamment une
feuille de papier absorbant en ouate de cellulose crêpée,
comportant un motif de gaufrage.
L'invention concerne en particulier une feuille de papier,
composée d'au moins un premier et un deuxième plis d'ouate de
cellulose crêpée, destinée au domaine de l'essuyage dans un
usage ménager, domestique ou industriel, c'est-à-dire
susceptible d'être utilisée comme essuie-tout, chiffon etc.
Dans le domaine des papiers à usage sanitaire ou
domestique tels que le papier hygiénique ou l'essuie-tout, il est
connu de réaliser des feuilles de papier composées de plusieurs
plis de papier absorbant, par exemple en ouate de cellulose
crêpée de grammage compris entre 12 et 30 g/m2, munies de
protubérances qui sont obtenues par gaufrage.
En effet le gaufrage donne du bouffant à la feuille et il
induit une amélioration de l'absorption des liquides, du toucher
et de la douceur. On a cherché à augmenter davantage la
capacité d'absorption en créant des feuilles multicouches
obtenues en associant au moins deux couches, aussi appelées
plis, constitués chacun d'au moins une desdites feuilles
gaufrées.
On obtient ainsi une feuille multicouches qui présente des
caractéristiques mécaniques telles que la résistance à la
traction, ainsi qu'une capacité d'absorption déterminées.
Deux modes de gaufrage et assemblage des plis sont
couramment mis en oeuvre selon les caractéristiques désirées du
produit final.
Le premier est connu dans le domaine sous la désignation
"nested" ou à emboîtement. II consiste d'abord à gaufrer chacun
des plis séparément de manière à former en surface des
protubérances généralement sensiblement tronconiques ou en
troncs de pyramide. Ensuite on dépose de la colle sur le sommet
des protubérances de l'un des plis, et on dispose les plis de
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façon que les faces présentant les protubérances viennent en vis
à vis, les protubérances de l'un entre les protubérances de
l'autre. On assemble enfin les plis de telle sorte que les
protubérances ayant été encollées viennent s'emboîter entre les
protubérances de l'autre pli. Ainsi les deux plis sont liés par des
points de colle entre les sommets des protubérances d'un pli et
des zones non gaufrées entre les protubérances de l'autre pli.
On réalise une structure dont les vides ainsi ménagés sont
propres à assurer à la feuille une absorption améliorée. En
outre, les faces extérieures ont un toucher lisse et moelleux en
raison des zones en creux formées par le dos des
protubérances. Cette technique est illustrée par le brevet
U S-A-3.867.225.
Le second mode d'assemblage est connu dans le domaine
sous la désignation "pointes/pointes". Il se distingue du
précédent par la disposition relative des deux plis. Ceux-ci,
après qu'ils ont été gaufrés séparément, sont amenés l'un sur
l'autre de façon à faire coïncider les sommets des
protubérances, ou au moins une partie de ces sommets. Les plis
sont liés entre eux par les sommets des protubérances, pointes
contre pointes. Cette technique est illustrée par le brevet
US-A-3.414.459.
Quand on considère les réalisations pratiques de ces
structures, qu'elles soient du type nested ou pointes/pointes, les
protubérances obtenues lors du gaufrage sont le plus souvent
réalisées de manière à être réparties selon un motif dans lequel
les protubérances sont généralement alignées selon une ou
plusieurs directions, de manière uniforme. Un tel motif permet
d'obtenir une feuille homogène quant à ses caractéristiques
mécaniques.
Cependant, de façon à améliorer la satisfaction de
l'utilisateur, il est important d'augmenter la souplesse de la
feuille.
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On peut définir la souplesse de la feuille comme étant sa
capacité de se déformer de façon régulière lorsqu'elle est posée
dans la main d'un utilisateur, ses doigts étant tendus dans le
prolongement de sa paume et que l'utilisateur replie ensuite ses
doigts.
Une feuille de papier qui présente une souplesse élevée
va alors se déformer et se courber ou se cambrer de façon à
rester sensiblement parallèle à la forme déterminée par
l'intérieur de la paume de la main de l'utilisateur.
Une feuille de papier qui présente une souplesse faible va
se plier selon une ou plusieurs lignes, chaque portion de la
feuille qui s'étend entre deux lignes de pliage restant
sensiblement plane.
Une feuille de papier qui présente une souplesse élevée
est plus agréable à utiliser.
De façon générale, l'augmentation de la souplesse de la
feuille provoque notamment une diminution de ses
caractéristiques mécaniques.
L'invention a pour but de proposer une nouvelle
conception de feuille de papier gaufrée qui permet d'augmenter
la souplesse de la feuille sans diminuer ses caractéristiques
mécaniques.
Dans ce but, l'invention propose une feuille gaufrée
composée d'au moins un premier et un deuxième plis d'ouate de
cellulose crêpée de grammage compris entre 12 et 30 g/m2 du
type dont au moins un premier pli comporte un premier motif de
gaufrage constitué d'une première série de premières
protubérances, de forme générale tronconique en saillie sur la
face interne du premier pli, qui forment notamment des premiers
alignements et dont les sommets sont liés à la face interne du
deuxième pli en vis-à-vis, caractérisée en ce que ces deux plis
comportent chacun un deuxième motif de gaufrage constitué
d'une deuxième série de deuxièmes protubérances en saillie sur
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la face interne du pli correspondant, et en ce que des sommets
des deuxièmes protubérances d'un pli s'étendent en vis-à-vis et
à proximité de sommets des deuxièmes protubérances de l'autre
pli.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- des sommets des deuxièmes protubérances d'un pli sont
en contact avec des sommets des deuxièmes protubérances en
vis-à-vis de l'autre pli ;
- les sommets en contact des deuxièmes protubérances ne
sont pas liés ;
- les hauteurs des deuxièmes protubérances des deux plis
sont sensiblement égales ;
- chacun des deux plis comporte une première série de
premières protubérances, de forme générale tronconique en
saillie sur la face interne du pli, qui forment des premiers
alignements ;
- les protubérances alignées de la première série forment
des figures du type en boucle fermée ;
- chacun des deux plis comporte une première série de
premières protubérances, et des séries associées des premières
protubérances de l'un et de l'autre pli sont imbriquées entre les
séries associées des protubérances de l'autre des deux plis ;
- des deuxièmes protubérances sont à sommets ponctuels;
- des deuxièmes protubérances sont à sommets linéaires.
L'invention propose aussi une paire de cylindres gravés
pour le gaufrage d'une feuille gaufrée selon l'une quelconque
des revendications précédentes dont l'un au moins des cylindres
comprend une première série de premiers picots de forme
générale tronconique et formant des premiers alignements,
caractérisée en ce que les deux cylindres gravés comprennent
chacun une deuxième série de deuxièmes picots en relief, à
sommets ponctuels et/ou linéaires dont chaque deuxième picot
d'un cylindre correspond sensiblement avec un deuxième picot
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de l'autre cylindre et dont la somme des hauteurs des deuxièmes
picots correspondant est sensiblement égale à la hauteur des
premiers picots.
L'invention propose enfin un procédé de fabrication d'une
feuille gaufrée au moyen d'une paire de cylindres selon la
revendication précédente, caractérisé en ce qu'il consiste à
gaufrer les deux plis de façon à former le premier et le deuxième
motifs de gaufrages, puis à assembler les deux plis pour que les
sommets des premières protubérances soient liés à la face
interne du pli en vis-à-vis et que les sommets des deuxièmes
protubérances d'un pli s'étendent en vis-à-vis et à proximité des
sommets des deuxièmes protubérances de l'autre pli.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour
la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins
annexés parmi lesquels :
- la figure 1 illustre en vue de dessus un exemple de
réalisation d'une feuille de papier gaufré conforme aux
enseignements de l'invention, et plus particulièrement une feuille
de papier essuie-tout ;
- la figure 2 est une vue schématique en coupe et en
perspective d'une feuille de papier gaufré réalisée conformément
aux enseignements de l'invention ;
- la figure 3 est une vue schématique en section d'une
feuille de papier gaufré qui est réalisée conformément aux
enseignements de l'invention et qui est légèrement cambrée ;
- les figures 4 et 5 sont des vues schématiques en section
d'une feuille de papier gaufré réalisée selon des variantes de
réalisation de l'invention ;
- la figure 6 est une vue schématique en perspective
illustrant la surface cylindrique convexe d'un cylindre de
gaufrage d'un pli d'une feuille selon la figure 1;
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- la figure 7 est une vue à grande échelle du détail D7 de
la figure 6.
On a représenté aux figures 1 et 2 un exemple de
réalisation d'une feuille 10 de papier gaufré, notamment une
feuille de papier constituée d'un premier pli supérieur 12 et d'un
deuxième pli inférieur 14 de papier absorbant, en ouate de
cellulose crêpée, destinée à tout type de produits d'hygiène ou
de ménage.
L'ouate de cellulose, de grammage compris entre 12 et 30
g/m2, est du type obtenu par pressage humide conventionnel, dit
"CWP", ou du type obtenu par séchage par air traversant, dit
"TAD".
Plus particulièrement, la feuille de papier 10 représentée
aux figures 1 et 2 est par exemple destinée à être incorporée
dans un rouleau de papier essuie-tout.
La feuille 10 est orientée selon deux directions
longitudinale et transversale, représentées sur la figure 2 par les
flèches L et T, qui correspondent à la direction de défilement de
la feuille 10 lors de sa fabrication, aussi appelé sens "Marche" et
à la direction perpendiculaire respectivement, aussi appelé sens
"Travers".
Après gaufrage, un premier motif 16 est apparent et se
détache visuellement du premier 12 et du deuxième pli 14 de la
feuille 10.
Le premier motif 16 de gaufrage de chaque pli 12 et 14,
de conception générale connue, est constitué de premières
séries de premières protubérances 18 et 20, de forme générale
tronconique en saillie sur la face interne 22, 24 du pli 12, 14
correspondant en s'étendant ainsi vers l'intérieur de la feuille 10.
Les premières protubérances 18 et 20 forment notamment
des premiers alignements selon des figures, en particulier en
boucles fermées qui sont ici des cercles.
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Ici, conformément à la figure 1, des séries associées des
premières protubérances 18, 20 de l'un et de l'autre pli 12, 14
sont imbriquées, de façon concentrique, entre les séries
associées des protubérances 20, 18 de l'autre 14, 12 des deux
plis.
Les premières séries de premières protubérances 18 et 20
sont alignées selon deux directions principales de façon à définir
un quadrillage. Les deux directions principales sont ici
perpendiculaires entre elles, et sont inclinées à 45 degrés par
rapport aux directions longitudinale L et transversale T de la
feuille 10.
Les sommets 32, 34 des premières protubérances 18, 20
sont liés à la face interne 24, 22 du pli 14, 12 en vis-à-vis (voir
figure 2).
Selon une technique connue, les premières protubérances
18, 20 constituant les éléments du premier motif 16 sont
obtenues par gaufrage du premier 12 et du deuxième plis 14 de
la feuille 10 au moyen d'une paire de cylindres dont l'un d'entre
eux 26 est représenté aux figures 6 et 7.
Des "protubérances" homologues de celles que l'on désire
obtenir sur le premier 12 et le deuxième plis 14 de la feuille 10
sont formées en relief sur la face externe cylindrique convexe 28
du cylindre 26 associé.
Pour la réalisation de la série de premières protubérances
18 sur le premier pli 12 de la feuille 10, le cylindre de gaufrage
26 comporte sur sa face cylindrique convexe 28 une première
série homologue de picots en relief 30 de forme générale
tronconique en relief, qui sont répartis en cercles concentriques
selon les premiers alignements des premières protubérances 18,
de façon à réaliser la partie correspondante du premier motif 16
du premier pli 12.
De façon similaire la série de premières protubérances 20
sur le deuxième pli 14 de la feuille 10 est réalisée par un autre
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cylindre de gaufrage analogue dont les picots en relief
tronconiques sont repartis en cercles concentriques selon les
premiers alignements des premières protubérances 20, de façon
à réaliser la partie correspondante du premier motif 16 du
deuxième pli 14.
Lorsque le premier 12 et le deuxième plis 14 sont gaufrés,
ils sont assemblés entre eux par collage des sommets 32 ou 34
des premières protubérances 18 ou 20 sur la face interne 24 ou
22 du second 14 ou du premier pli 12 en vis-à-vis.
Conformément aux enseignements de l'invention, et afin
d'améliorer la souplesse de la feuille 10 sans diminuer ses
caractéristiques mécaniques et sa capacité d'absorption, les
deux plis 12, 14 comportent un deuxième motif 36 de gaufrage
constitué de deuxièmes séries de deuxièmes protubérances 38,
40 qui sont par exemple de forme générale tronconique, c'est à
dire à sommets ponctuels, en saillie sur la face interne 22, 24 du
pli 12, 14 correspondant, en s'étendant ainsi vers l'intérieur de
la feuille 10.
Les axes Al et A2 des deuxièmes protubérances 38 et 40
du premier 12 et du deuxième plis 14 sont sensiblement alignés.
Les deuxième protubérances 38 et 40 sont réalisées de
façon similaire aux premières protubérances 18 et 20,
notamment par une deuxième série de deuxièmes picots 46 de
forme tronconique qui s'étendent à la surface convexe 28 du
cylindre 26 de gaufrage.
Chaque deuxième picot d'un cylindre correspond de
préférence avec un deuxième picot correspondant de l'autre
cylindre, et la somme des hauteurs des deuxièmes picots
correspondants est sensiblement égale à la hauteur des premiers
picots.
Les deuxième protubérances 38, 40 forment notamment
des deuxièmes alignements selon des figures, en particulier en
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boucles fermées, qui sont disposées entre les premières séries
de premières protubérances 18 et 20.
Ici, les boucles fermées ont la forme générale d'un carré
dont les bords sont incurvés et concaves de façon sensiblement
parallèle aux cercles définis par les premières protubérances 18
et 20.
Cependant, les deuxièmes alignements peuvent consister
en d'autres formes, géométriques ou non, telles que des
losanges ou des fleurs.
Il est aussi possible que les deuxième alignements des
deuxièmes protubérances 38 et 40 comportent des cercles qui
sont aménagés concentriquement aux cercles des premières
séries de premières protubérances 18 et 20.
A titre de variante non représentée, les deuxièmes
protubérances ne sont pas nécessairement des protubérances
tronconiques à sommets ponctuels, mais peuvent aussi être du
type à sommets linéaires définissant des motifs linéaires plus ou
moins complexes.
Les deuxièmes protubérances peuvent aussi être des
combinaisons de sommets ponctuels et de sommets linéaires sur
le même pli, sur les deux plis ou respectivement sur l'un et
l'autre des deux plis.
Lorsque les deuxièmes protubérances sont tronconiques,
elles sont de préférence des micro protubérances, par
comparaison avec les premières protubérances tronconiques,
avec une densité de micro protubérances comprise entre 30 et
80 protubérances par cmZ.
Le diamètre des sommets des picots pour graver les micro
protubérances est par exemple de l'ordre de 0,4 mm alors que
celui des premières (macro) protubérances est de l'ordre de 1,0
mm.
A titre d'exemple, si l'on considère les hauteurs
correspondantes des premiers picots 30 et des seconds picots
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46 formés d'un relief sur le cylindre 26, destinés au gaufrage
d'un premier pli 12 d'une feuille de papier pour un usage en tant
qu'essuie-tout, la hauteur des premiers picots 30 est égale à 1,3
millimètre tandis que la hauteur des second picots 46 est égale à
0,7 millimètre. Avec un cylindre ainsi défini, associé à un
cylindre à revêtement en caoutchouc approprié, on a gaufré un
pli d'ouate de cellulose de 22 g/m2 et obtenu une épaisseur
moyenne H du premier pli 12 de l'ordre de 0,8 millimètre.
Les premiers 30 et les seconds picots 46 sont de forme
tronconique à section circulaire, ovale, polygonale ou autre, et
de préférence à forte pente, entre 60 et 70 .
Les sommets 42, 44 des deuxièmes protubérances 38, 40
du premier 12 et deuxième plis 14 s'étendent en vis-à-vis et à
proximité des sommets opposés et sensiblement alignés
axialement 44, 42 des deuxièmes protubérances 40, 38 de l'autre
pli 14, 12.
Une telle feuille 10 gaufrée présente une souplesse
supérieure à celle d'une feuille gaufrée réalisée selon l'état de la
technique tout en ayant des caractéristiques mécaniques et une
capacité d'absorption qui ne sont pas diminuées.
La souplesse de la feuille 10 est améliorée car, lors du
cambrage de la feuille 10, les sommets 42 et 44 des secondes
protubérances 38 et 40 peuvent se déplacer légèrement l'un par
rapport à l'autre, c'est-à-dire s'incliner et se décaler conformé-
ment à la figure 3.
L'appui mutuel des sommets 42 et 44 des deuxièmes
protubérances 38 et 40 empêche la formation d'une ligne de
pliage préjudiciable à la souplesse de la feuille et favorise le
cambrage de la feuille 10.
L'appui mutuel des sommets 42 et 44 des deuxièmes
protubérances 38 et 40 permet aussi de minimiser l'écrasement
de la feuille 10 ce qui permet à la feuille 10 de conserver son
bouffant, c'est-à-dire ses capacités d'absorption.
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Conformément à la figure 2, les sommets 42 et 44 des
deuxièmes protubérances 38 et 40 peuvent être en contact. Ils
ne sont pas liés entre eux.
Selon une variante, représentée à la figure 4, les sommets
42 et 44 des deuxièmes protubérances 38 et 40 sont séparés
axialement par un léger jeu J.
Les deux figures 2 et 4 représentent des deuxièmes
protubérances 38 et 40 qui sont symétriques par rapport à un
plan médian de la feuille 10, c'est-à-dire que leurs hauteurs H1,
H2 sont égales tout comme les hauteurs H1', H2'.
Cependant, selon une variante représentée à la figure 5,
les secondes protubérances 38 et 40 peuvent être
dissymétriques.
Sans sortir du cadre de l'invention, il n'est pas nécessaire
que les sommets des deuxièmes protubérances en vis-à-vis
soient parfaitement alignés.
Il n'est pas non plus obligatoire qu'il y ait une
correspondance intégrale des deuxièmes protubérances d'un pli
avec des deuxièmes protubérances de l'autre pli.
S'agissant des performances d'une feuille selon
l'invention, elles sont analogues à celles du produit
correspondant selon l'état de la technique avec uniquement des
premières protubérances, à l'exception de la souplesse de la
feuille qui est grandement améliorée.
Des essais ont en effet montré que la raideur de la feuille
selon l'invention, c'est à dire l'inverse de la souplesse, (mesurée
selon la méthode de la moyenne géométrique dite "Geometric
Mean Stiffness"), est réduite de plus de 20% par rapport à la
raideur de la feuille selon l'état de la technique.
