Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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Feuille de papier absorbant gaufré, cylindre pour le gaufrage et son
procédé de mise en oeuvre
L'invention se rapporte au domaine des papiers absorbants à usagé -'
s sanitaire ou domestique. Elle vise notamment les produits à usage unique
tels que les serviettes de table, les nappes, les essuie-tout ou le papier
toilette, fabriqués en ouate de cellulose.
L'ouate de cellulose est un papier absorbant de grammage
préférentiellement compris entre 15 et 35 g/m2, qui peut être fabriqué de
to manière à présenter une certaine capacité d'allongement. Une technique
courante consiste ~ à appliquer et co_ ller rla~ -feuillé -encôrev~ humide .
sur un-
cylindre sécheur, ét à l'én détâcher ensuite au moyen d'une la.më fôrmant
racle pour créer des ondulations de crêpage. Elle peut énsuite être mise en
bobine en attente d'une transformation en produit fini. Cette technique
ls présentée de façon sommaire est dite conventionnelle. On la désigne dans
le domaine par (CWP).
Une autre technique consiste à sécher la feuille après égouttage sans
exercer de pression, en partie au moins jusqu'à une siccité suffisante pour
figer les fibres au sein de la feuille. Le cas échéant, on termine le séchage
?o par application de la feuille sur un cylindre chauffé. Grâce à ce premier
séchage, on peut presser la feuille sur le cylindre sans détruire sa
structure.
Elle conserve une partie de son volume. Ce cylindre permet en outre son
crêpage. On réalise le premier séchage sans pression en soufflànt de l' air
chaud au travers de la feuille aprés son égouttage. Cette technique, que l'on
2s désigne dans le domaine sous le sigle (TAD), permet d' obtenir une feuille
plus épaisse, et de plus grand volume massique que la technique
conventionnelle. Elle se caractérise par une structure plus ouverte et une
permëabilité plus grande.
Ensuite, par la technique connue du gaufrage, on peut en améliorer
ou à tout le moins, modifier l'une ou l'autre- de ses caractéristiques, telles
que la douceur, la souplesse, l'absorption, l'épaisseur ou l'aspect. Le mode
de transformation est alors fonction de l'usage auquel il est destiné. Le
motif de gaufrage est le plus communément constitué de protubérances ou
bossages en forme de pyramides à section ronde, ovale ou carrée, répartis
~s régulièrement à la surface de la feuille. On observe qu'à une protubérance
sur une face de la feuille correspond une cavité ou alvéole sur l'autre face.
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Pour gaufrer l'ouate de cellulose, on utilise généralement un cylindire
rigide présentant en surface des picots, obtenus par gravure ou par usinage,
de forme, dimensions, et densité appropriées. On applique la feuille sur le
cylindre et on la presse au moyen d'un autre cylindre présentant un
s revêtement pouvant se déformer, en caoutchouc par exemple. Elle en
épouse ainsi le relief. Pour un même motif, on obtient une déformation plus
ou moins importante selon les paramètres que l'on a choisis, tels la
souplesse du caoutchouc, pour sa capacité à se déformer et se conformer au
relief de la gravure, et la pression de gaufrage.
to La Demanderesse commercialise un produit papier essuie-tout dont
les protübérancës sont réparties- sélori des cercles' concentriques. L'essuie-
tout est composé de deûx plis d'ouate de cellulose qui - ont été vgàufrés
séparément et assemblés de façon que'les protubérances soient en position
connue sous le nom de « nested ». Les protubérances d'un pli font face à
is l'autre pli et sont placées entre les protubérances de ce dernier. Les deux
plis sont emboîtés de cette façon l'un dans l'autre, et ménagent des poches
d'air, améliorant l'absorption. La feuille présente des alvéoles sur ses deux
faces visibles. En faisant abstraction de l'état de la surface au niveau
microscopique, mais en considérant son aspect à l'oeil nu, la feuille
?o présente un relief à deux niveaux. Un premier niveau est défini par le fond
des alvéoles (le fond des alvéoles est dans un seul plan si les picots de
gaufrage étaient tous au même niveau). Le second niveau correspond à
celui de la partie de la feuille qui est non gaufrée.
Pour améliorer la .capacité d'absorption d'un produit essuie-tout, on
2s peut travailler sur la feuille au moment de sa fabrication, c'est à dire au
niveau de la machine à papiér, sur sa formation, son mode de séchage ou
les additifs que l'on incorpore par exemple.
Le mode de gaufrage de la feuille est aussi un paramètre important
sur lequel on peut agir dans ce but.
- vo -La Demanderesse s'est fixé comme objectif de créer un mode de-
gaufrage améliorant les propriétés d'absorption du papier en ouate de
cellulose.
La Demanderesse s' est également fixé comme obj actif de créer un
mode de gaufrage produisant un effet visuel attrayant et attractif à la fois.
3s Conformément à l'invention, on réalise cet objectif avec une feuille
d'ouate de cellulose comprenant au moins une première zone gaufrée ayant
des protubérances sur une face correspondant à des alvéoles sur l'autre
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face, les alvéoles ayant une base de forme sensiblement polygonale, et au
moins une deuxième zone non gaufrée, caractérisée par le fait que
- les alvéoles sont disposés selon au moins un,alignement
- les côtés en vis à vis de deux alvéoles adj acentes définissent un
s pont à bords rectilignes ou sensiblement rectilignes, de longueur L
supérieure à sa plus grande largeur D, un ou plusieurs ponts reliés les uns
aux autres déterminant un chemin entre préférentiellement deux secondes
zones non gaufrées séparées par au moins une première zone gaufrée.
On appelle «pont» la partie qui est comprise entre deux alvéoles
to adjacents. Dans une disposition préférée de l'invention, les ponts ont des
bords rëctilignes. Les bords des, ponts, peuvent être côurbës~sans sortir du.
cadre de- l'invention. Les .bords sont préférentiellement parallèles -mais ils
~ -.
peuvent aussi être légèrement inclinés l'un par rapport à l'autre, comme il
sera' explicité plûs en détail çi-après.
Is On définit la largëur D du pont par la distance séparant les bords dë
deux alvéoles adjacents. Lorsque les bords ne sont pas parallèles, on
considère la distance moyenne le long du pont.
Dans ce cas, la largeur peut varier dans un plan parallèle à la surface
de la feuille. La largeur du pont peut aussi varier dans un plan
ao perpendiculaire à la surface de la feuille, entre la surface de la feuille
en
haut de l'alvéole et le fond de l'alvéole. La plus grande largeur est
déterminée aussi bien dans le plan parallèle à la surface de la feuille que
dans le plan perpendiculaire à la surface de la feuille..
Cette largeur peut être très faible lorsque les ponts ne sent pas plans
?s mais sont bombés transversalement, ce qui est le plus fréquent.
La structure conforme à l'invention est nouvelle par rapport à celle
que l'on peut trouver dans l'état de la technique. De façon surprenante, on
constate que les ponts ressortent visuellement et créent un motif distinct du
motif issu des alvéoles, alors que dans les motifs de l'art antérieur, le
motif
apparent était exclusivement celuï des alvéoles eux-mêmes.- Le motif
gaufré de l'invention évoque un produit textile avec un ornement brodé. En
effet, le pont avec ses bords rectilignes, évoque le rassemblement de
plusieurs fibres ou fils d'un produit tissé ou simplement textile.
En particulier la feuille de l'invention présente au moins trois
3s niveaux de relief distincts qui font ressortir le motif défini par les
alignements d'alvéoles.
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Un premier niveau correspond au fond des alvéoles, un deuxième
niveau correspond à la zone non gaufrée et un troisième niveau à la surface
des ponts. .
Cette solution se~distingue de l'art antérieur où les alvéoles,
s respectivement protubérances, formant des alignements, présentent
exclusivement une base de forme ovale ou ronde. Certes, dans ce cas aussi,
on constate qu' entre deux alvéoles adj acents, le niveau de la feuille est
plus
faible que celui de la seconde zone, mais cette partie a une forme en creux
arrondie qui ne peut être assimilée à un pont. L'invention permet de créer
_ to des ruptures franches de niveau, sources de contraste. Les arêtes
constituées .par ces _. bords, rectilignes ou sensiblem_ ent -rectilïgnes,
contribuent ëgalement à renforcer l'_effet de contraste:. .
Préférentiellement, 1a feuille d'ouate de cellulose est telle que 1e
rapport L/D est supérieur à 1, de préférence supérieur à 1,5, et notamment
is supérieur à 3.
La feuille peut en outre être caractérisée par le fait que la distance
entre deux premières zones (Al, A2) adjacentes, séparées par une zone non
gaufrée (B) est comprise entre une et trois fois, de préférence entre une et
deux fois, la largeur des dites premières zones (Al, A2).
~o Un papier gaufré dont le motif comprend des alvéoles carrés est déjà
connu. Par exemple, le brevet US 4 293 990 décrit une feuille gaufrée de
papier destiné à l' essuyage. Le gaufrage est composé de portions planes
séparées par des vallées. La distance (largeur et longueur) entre les alvéoles
est dans ce cas toujours identique. Les ponts n'existent pas. De plus, bien
2s que les flans des vallées soient rectilignes, on ne trouve pas dans ce
motif
de partie correspondant âux secondes zones de l'invention, donc a fortiori
trois zones à des niveaux différents.
En particulier, conformément à un mode de réalisation, la section des
alvéoles peut être triangulaire avec l' avantage de pouvoir disposer celles-ci
so selon des alignements- formant des portions de courbes sans perdre la
propriété des ponts.
Avantageusement, la pente (a) de l'une au moins des parois des
alvéoles mesurée par rapport à la verticale au plan de la feuille est comprise
entre 20° et 45°.
~s En outre, la densité linéaire des alvéoles est comprise entre 2 et 20
par cm ; leur densité surfacique se situe entre 4 et 50 par cm2,
préférentiellement entre 4 et 20 par cm2.
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La feuille selon l'invention peut être associée à une deuxième feuille
d'ouate de cellulose pour former une feuille à épaisseur double.
Ainsi, la deuxième feuille peut être une feuille d'ouate de cellulose,
de type séchée par soufflage traversant.
s Conformément à une caractéristique intéressante de l'invention, les
alignements sont concentriques.
Le cylindre pour le gaufrage d'une feuille comprend des picots à
base polygonale formant des alignements dans lesquels deux picots
adjacents sont disposés de telle façon que deux côtés respectifs de la base
to polygonale desdits deux picots sont disposés en vis à vis l'un de l'autre
et
sont sensiblement parallèles entre eux.
Préférentiellement, les picots sont à basetriangulaire. . .
Le cylindre selon l'invention est en particulier caractérisé par le fait
que l' angle ((3) défini par les dits deux côtés des picots sensiblement
is parallèles est compris entre 0 et 35°.
Préférentiellement, chacune des faces des picots forme un angle (a)
compris entre 20 et 45° avec un plan perpendiculaire à une génératrice
du
cylindre définie au niveau de la dite face.
Le procédé pour fabriquer une feuille, selon lequel on presse une
?o feuille sur un cylindre de gâufrage gravé, fait bien entendu partie de la
présente invention.
L'invention vise également le procédé permettant d'obtenir
notamment le produit défini ci-dessus. De façon surprenante, on constate
qu'il est possible de réaliser un motif comprenant des alignements
Zs d'alvéoles formant un tel. relief à trois niveaux, en gaufrant l'ouate de
cellulose sur un cylindre gravé avec un seul niveau de ,profondeur de
gravure. On évite de la sorte les gravures complexes et coûteuses des
cylindres.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront à la lecture de la
description qui suit d'un mode de réâlisation nôn limitâtif-de l'invention,,
accompagnée de dessins sur lesquels:
la figure 1 représente schématiquement une installation de
gaufrage ;
. la figure 2 représente une partie d'un exemple de motif de gaufrage
du cylindre conforme à l'invention ;
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. la figure 2 A est une partie agrandie de la figure 2 ;
. la figure 3 est une représentation en perspective d'un picot du motif
de la figure 2 ;
la figure 4 représente une vue partielle photographique, en
s perspective, d'un produit gaufré selon le motif de la figure 2 ;
. la figure 5 représente une vue photographique, en perspective, d'un
produit gaufré de l' art antérieur ;
. la figure 6 représente une vue photographique, en perspective, d'un
produit gaufré sélon un autre mode de réalisation de l'invention ;
~o . la figure 7 est un dessin d'un motif réalisë sur un cylindre selon
encôré un aûtré Triode de réalisatiôn de l'invéntion ; - .
la figure 8 est. un dessin d'un autre motif de cylindre-selon
l'invention ; et
. la figure ~ 9 montre un graphique sur lequel on a reporté des vitessès
Is d'absorption mesurées sur un produit de l'invention et sur un pr~duit dë
l' art antérieur.
La figure 1 donne une représentation schématique d'un élément
d'une unité industrielle pour gaufrer des plis d' ouate de cellulose et les
transformer én une feuille de produit à usage sanitaire ou domestique. Cet
?o élément comprend un cylindre gaufreur l, en métal généralement, à surface
gravée selon le motif de gaufrage souhaité, et un cylindre 2 à revêtement en
caoutchouc ou tout autre matériau susceptible de se déformer. Les deux
cylindres ont des axes de rotation parallèles et roulent l'un sur l'autre. On
guide la feuille 3 -d'ouate de cellulose entre lés deux cylindres en même
zs temps que des moyens d' entraînement font tourner les deux cylindres en
sens inverse l'un par rapport à l'autre, et des moyens pousseurs rapprochent
lës deux cylindres l'un de l'autre sous un effort déterminé. En se déformant
dans la zone de contact, le caoutchouc vient épouser le relief de la gravure
du premiér cylindre 1. La feuille 3 placée entre les deux cylindres sûbit la .
".
.~o mêmè défôrmatiorl. La gravure est constituée de picôts 10, que l'on vdit à
une échelle agrandie par rapport au diamètre du cylindre, répartis selon le
motif choisi. La largeur de la zone de contact entre les deux cylindres, qui
forme une bande rectangulaire, est désignée par le terme empreinte et est
exprimée en centimètres.
3s Sur la figure 2, on a représenté, en vue de dessus, une portion du
motif gravé sur le cylindre 1 et conforme à un mode de réalisation de
l' invention.
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Ce motif peut préférentiellement être constitué de picots 10 à base
triangulaire. Les picots sont placés selon des alignements A'1, A'2 qui dans
cet exemple sont essentiellement en arcs de cercle et constituent sur la
feuille des premières zones gaufrées Al, A2. Entre deux alignements A' 1,
s A'~, on trouve une seconde zone B' qui ne comporte pas de picots 10.
Les picots présentent, préférentiellement, une forme pyramidale à
base triangulaire comme on le voit plus précisément sur la figure 3. Leur -
sommet n'est pas en pointe et est tronqué. Il forme un méplat. La hauteur
(H) des picots est mesurée depuis leur sommet jusqu'au fond de la gravure
ao et varie de 0,1 à 2,5 mm environ. Elle dépend de l'application envisagée.
De préférence, on choisit unë haûteur .plus faible pour les produits
qui visent un toucher doux' tels le papier toilette ou bien les serviettes de
table. En revanche, pour un produitdont on veut exploiter au mieux la
capacité d'absorption de l'oûate de cellulose, on choisit une hauteur H plus
l s élevée. -
Les faces des picots adjacents en forme de pyramide peuvent avoir
des pentes différentes ou identiques. Leur base est polygonale ou
sensiblement polygonale et deux picots adjacents sont disposés de telle
sorte que leurs bases présentent deux côtés rectilignes parallèles ou
?o sensiblement parallèles comme défini ci-après.
L'angle (a) (tel que visible sur la figure 3) des pentes des picots est
de préférence compris entre 20° et 45°, mesuré par rapport à la
verticale de
la base du picot et qui sur le cylindre est perpendiculaire à l' axe de ce
dernier.
Zs , . Enfin bien que le picot 10 de la figure 3 par exemple ait des arêtes
franches, il entre également dans le cadre de l'invéntion de prévoir des
picots pyramidaux dont les arêtes sont arrondies. D' autres formes de picots .
à base polygonale peuvent être envisagées comme des trapèzes, losanges...
Selon le mode de rêalisation représenté, les picots sur un même -
~o alignement sont disposés de telle sorte que les sommets-101, 102 de deux -
picots adjacents quelconques peuvent être légèrement décalés par rapport à
la direction générale de l'alignement, comme illustré notamment sur la
figure 2 au niveau des zones d'alignement A'1 ou A'2.
En considérant l'espace ménagé entre deux picots, on observe que ,
~s celui-ci est défini par les côtés lOlm et 102m de leur base triangulaire.
Préférentiellement, les deux côtés adj acents 1 O l m, 102m de deux picots
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forment entre eux un angle ((3) qui conformément à une caractéristique de
l'invention est compris entre 0° et 35° : cf. figure 2A.
Ici, dans le cas de picots à base triangulaire disposés en arc de cercle?
deux pie~ts adjacents sont orientés dans une direction opposée. En d'autres
s termes, un premier et un troisième picot de l'alignement sont orientés vers
le centre du cercle défini par l'alignement alors que le second picot disposé
entre le premier et le troisième est orienté vers l'extérieur du cercle défini
par l'alignement et vient s'intercaler entre les premier et second picots.
L'angle ((3) formé par les deux côtés est, de préférence, inférieur à
ao 35° pour qu'il puisse se former un pont sur le produit gaufré. La
distance
entre deux picots succèssifs est assez faible. Ellé est telle que, sur le
prodûit .
gaufré, la longueur L de la partie formant pont est dans un rapport avec sa
largeur D supérieur à l ~ mais le résultat est plus marqué avec un rapport
supérieur, 1,5 pâr exemple, 2 ou 3 notamment.
Is Par la largeur D~ il faut comprendre la distance entre deux côtés de
deux alvéoles adjacents. Cette largeur peut être prise à un niveau
quelconque entre la base et le sommet de l' alvéole; la largeur D varie ainsi
selon l'angle (a).,
La longueur L d'un pont correspond sensiblement à la longueur de
?o deux côtés adjacents lOlm, 102m de deux picots 10 voisins.
Le mode de réalisation des motifs de l'invention présente un intérêt
particulier lorsque les plis sont disposés en mode nested et les premières
zones séparées entre elles par des secondes zones non gaufrées
sensiblement égales. Les largeurs sont de préférence égales dans cette
~s disposition car on constate . alors une différence de niveau très nette
entre
lès premières et les secondes zones.
Sans sortir du cadre de l'invention, deux ou plus dè deux alignements
peuvent être adjacents, c'est-à-dire proches l'un de l'autre, pour former une
zone gaufrée qui elle-même ést entourée .de zones non gaufrées. Des pônts
~o sont ainsi créés, éntre- -lès alvéoles. des différents alignements, qui
permettent une communication depuis une zone non gaufrée jusqu'à une
autre zone non gaufrée disposée de l' autre côté de la zone gaufrée:
La figure 7 illustre un exemple de réalisation de ce type. En effet, on
peut voir sur cette figure une portion de cylindre gravé sur laquelle
3s apparaissent notamment des alignements ondulés A'3 de picots. Avec ce
type de cylindre, on peut rëaliser des feuilles comprenant des alignements
;.
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d' alvéoles tels que deux ponts reliés entre eux déterminent un chemin entre
deux zones non gaufrées.
Par alignements d' alvéoles, il faut comprendre un ensemble d' au
moins deux alvéoles adjacents qui délimitent au moins un pont.
s Les alignements peuvent être constitués d' ensemble d' alvéoles à
base polygonale, juxtaposés à d'autres types d'alvéoles correspondant par
exemple à des protubérances classiques ayant une base circulaire. Cette
variante n' est pas illustrée.
Sur~..la figure 4, on a représenté une vue partielle, en perspective, d'un
t o produit obtenu par gaufrage sur un cylindre présentant le motif de la
figure 2.
On reconnaît les alvéoles 141' et 102' disposés selon des
alignements Al, A2 ici en forme de cercles. Les alvéoles sont séparés par
des parties formant des ponts P en zigzag selon le motif de l' exemple de
m réalisation représenté. Ori observe que les ponts P sont bombés et ne,
présentent pas une surface supérieure plane. Cela vient du faible écartement
entre les protubérances placées le long des alignements. Lors du gaufrage,
le papier ne touche pas le fond de la gravure. Les alignements de
protubérances sont séparés par des zones B non gaufrées. On observe que
20 les ponts sont à un niveau légèrement en retrait par rapport à celui des
zones B. Ce relief accentue le contraste entre les zones gaufrées Al, A2 et
les zones non gaufrées B.
Ainsi (cf. figures 4 et 6), on observe la formation de ponts très
visibles. Chaque pont P présente une longueur L et ,une largeur D. Des
2s . motifs supplémentaires ainsi créés donnent un effet nouveau au produit. -
Sans sortir du cadre de l'invention, le motif peut être tel que
schématisé sur la figure 8 correspondant à la surface d'un cylindre, c'est-à-
dire avec non seulement des alignements A'4 de picots à base polygonale
définissant des premiers cercles, mais aussi avec d'autres aligneménts A"
~o formés de picots classiques de section circulaire qui définissent des
cercles
concentriques aux premiers cercles. D' autres éléments de motif C' formés
par un alignement de picots à base polygonale (ici triangulaire) peuvent en
outre être envisagés. Vue la disposition relative des picots formant ce
dernier alignement, les côtés adjacents de deux picots forment ici un angle
3s (3 (tel qu'illustré sur la figure 2A). De ce fait, sur le produit gaufré,
le pont '
ainsi formé n'a pas une largeur constante. Dans ce type de motif, la largeur
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de la zone non gaufrée peut être identique voire inférieure à la largeur des
alignements d'alvéoles.
Une première feuille peut être gaufrée selon un motif composé
d'alignement d'alvéoles de forme polygonale. Cette première feuille peut' i
s être associée à une deuxième feuille gaufrée suivant le même type de motif
de manière à ce que les deux feuilles soient assemblées en position connue
sous le nom de « nested ».
Suivant d'autres modes de réalisation de l'invention, une première
feuille peut être gaufrée selon le principe des variantes représentées aux
t o figures 4 (feuille), 7 ou ~ (cylindre). Cette première feuille peut être
associée à une deùxième-feuille gaufrée soit suivant. un motif de l'état de~
law
technique, c' est-à-dire sans, ponts, par exemple du t~pe illustré par la
figure .
5, soit suivant un motif combinant des alignements avec ponts et des
alignements sans ponts, tel qu'illustré par exemple par la figure ~.
is Selon l'invention, non seulement un effet visuel de contrastè est,
obtenu mais une amélioration technique du produit a été mise en évidence
concernant les propriétés d' absorption.
On a observé de manière surprenante que les produits selon
l'invention présentaient des propriétés d'absorption nettement amélioréesï
?o Cet effet est très avantageux notamment pour l'utilisation de la
feuille comme essuie-tout. r;
Ainsi, on a pu mettre en évidence par différents tests que non
seulement la capacité d'absorption èst augmentée, la diffusion du liquide
est ainsi améliorée aussï bien en sens travers qu' en sens marche et enfin, la
~s vitesse d'absorption des liquides par la feuille selon l'invention est
supérieure aux produits de l'art antérieur.
On a procédé à des essais visant à montrer que des produits
conformes à l'invention, ont une capacité d'absorption améliorée par
rapport à des produits de l'art antérieur.
~0 1) Test de mesure de la -capacité d'absorption et de la vitesse
d'absorption sous pression.
Pour ce test, l'échantillon est posé à plat sur une plaque poreuse en
verre fritté dont la taille des pores a été déterminée à 40 ~,m. Un plateau
portant des poids est posé sur l'échantillon. L'échantillon est ainsi -
~s légèrement comprimé. La plaque poreuse repose sur un plateau qui
comporte un orifice en son centre dans lequel débouche par en dessous un
tube souple. Le tube souple met de cette façon le volume de la plaque
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poreuse en communication avec un réservoir de liquide dont le niveau peut
être ajusté en hauteur par rapport à celui de la plaque poreuse. Le réservoir
est lui-même posé sur une balance. Ce moyen permet de connaître la
quantité de liquide qui est passée dans l'échantillon quand on a soulevé le
s réservoir par rapport à la plaque poreuse.
Le liquide est en général de l'eau à 9 g/1 de chlorure de sodium.
La procédure consiste à imprégner l' échantillon au travers de la
plaque poreuse en abaissant le niveau de l'échantillon par rapport au
réservoir. On mesure la quantité de liquide absorbée simplement en
lo mesurant la perte d'eau dans le réservoir. On procède avec différents
poids.
On peût procéder à des mesures de capacité d'absorption égalemënt
sans pression.
Les échantillons étaient les suivants
- Référence Ll, un papier essuie-tout gaufré, composé de deux plis
is de grammage 23 g/m2 chacun disposés en position nested l'un par rapport à
l'autre commercialisé par la Demanderesse. Le produit est représenté en
photographie sur la figure 5. Les alvéoles PAl sont circulaires et disposés
en cercles concentriques laissant entre eux des zones non gaufrées PA2.
Diamètre des alvéoles : 1 mm, mesurë au fond.
?o Nombre d'alvéolés par cm2 : 7 environ.
Nombre d'alvéoles le long d'un alignement : environ 4 par cm
linéaire.
- Réfërence M1, même papier de base que celui de la référence Ll,
mais gaufré suivant des alignements d'alvéoles de òsection triangulaire tel
2s qu'illustré par la figure 4 et composé également de deux plis ainsi
gaufrés.
Les alvëoles ont une base triangulaire équilatérale dont les côtés ont
1 mm de long. Le produit est celui représenté en photographie à la figure 4.
Les alvéoles sont disposés en cercles concentriques selon le motif de .
la figure 2. La densité du motif est la même que pour la référence L 1. On
~o trouve le même nombre. par unité de surface et le même nombre par unité,
de longueur, le long des alignements.
- Référence Nl, on fabrique une feuille composée de deux plis à
partir du même papier et avec un motif unitaire composé des mêmes
alvéoles que dans le cas Ml, mais la disposition des alignements n'est plus
~s en cercles. Les cercles sont remplacés par des hexagones. Le produit est
représenté sur la figure 6 et donne un effet de motif différent.
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Le tableau ci-dessous rapporte les valeurs de l'absorption mesurée
successivement pour des pressions croissantes de 5, 55 et 105 g/cm2 puis
revenant à une pression de 5 g/cm2. On note que la valeur de 5 g/cm2
correspond, estime-t-on, à la pression à laquelle est soumis le papier essuie
s tout en utilisation normale.
Les caractéristiques du papier tissue, de base avant gaufrage, papier 1
ainsi que celles des papiers en ouate de cellulose L1, Ml, N1 sont
r~~~emhléeç pur lë tableau ci-dessous.
Gram Ep. Rsistance Rsistance Absorption
- mm (g/g)
age la la sous
g/m2 traction traction diffrentes
sche' humide pressions
N/m/2 N/m/2 ~
lis lis (g/cm2)
SM ST SM ST 5 55 105 5
Pa ier 46 0,18 1151 627 307 174 3,8 3,2 2,9 3,4
1 ~
L1 6,2 3,2 2,7 3,8
Ml 6,7 3,4 2,8 4,0
Nl 6,6 3,4 2,8 4,0
to Le grammage est exprimé en g/m2. L'épaisseur est mesurée. sur une
pile de 12 feuilles et ramenée à une feuille. La résistance à la traction est
mesurée sur des éprouvettes, découpées dans une feuille à deux plis, de
cm de large, et est rapportée en N/m. L'absorption est mesurée en
gramme de liquide absorbé par gramme de papier (g/g).
Is On ~bserve pour les références M1 et N1 de l'invention uné
amélioration de l' absorption par rapport à un motif constitué d' alvéoles à
base circulaire (réf. L 1 ). L' mélioration est plus marquéè à faible charge
soit 5 g/cm2. Cela s' explique par le fait que l' effet du motif diminue avec
l' augmentation de la pression d' appui sur la feuille d' essuie-tout. On
20 constate cette même différence entre les feuilles gaufrées et le même
papier
non gaufré.
2) On a procédé à un deuxième test, dit de diffusion, destiné à
évaluer la capacité de mouillage d'un échantillon par diffusion de liquide.
En général, le liquide est de l'eau salée à 0,9 %. Les échantillons de forme
?s rectangulaire (par exemple 12 cm x 2,5 cm) sont placés sur un plateau
inclinable et des électrodes (espacées d' 1 cm) sont disposées sur chaque
échantillon dont une extrémité est plongée dans l'eau. L'ensemble des
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WO 03/062530 PCT/FR03/00229
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électrodes est relié à un ordinateur qui. enregistre notamment le temps à
chaque cm mouillé. LTn programme met en forme ces données, ce qui
permet d'obtenir le tableau suivant : la première ligne de chiffres (de 1 à 9)
correspond au nombre d~é,ein mouillés. Dans ce tableau, L correspond à un
s produit connu ; M et N correspondent respectivement aux produits Ml et
N1 du test d'absorption.
Tem e Tem
s diffusion s
d sens de
SM diffusion
(s) sens
ST
(s)
1 2 3 4 5 6 8 9 1 2 3 4 5 6 8 9
L 0,8 3,37,7 16 25 36 64 86 0,7 2,5 5 7,7 12 16 2836
M 1,1 3,96,9 15 21 28 52 66 1 2,9 5,5I0 14 19 3443
N 1,2 3,78,8 13 21 29 56 68 0,9 2,6 4,68 14 20 3342
On observe que pour les produits M et N. comportant le motif de
io l'invention, les temps de diffusion dans le sens marche et dans le sens
travers sont plus proches l'un de l'autre que ceux du produit L. Cela
signifie que le liquide diffuse plus efficacement dans toutes les directions
que sur un produit L présentant un motif de gaufrage de l'art antérieur.
3) On a procédé à un test de vitesse d'absorption visant à vérifier
rs dans quelle mesure la géométrie des alvéoles et leur alignement permettant
la création de ponts intervenaient dans le processus d' absorption.
On dispose un cylindre horizontal au dessus d'une lame revêtue de
teflon. On fixe une feuille de papier sur le cylindre face à la lame. On
dëpose une goutte d'eau colorée sur la lame et on .approche lentement cette
Zo dernière de la feuille qui se trouve sur le cylindre. On éclaire fortement
la ..
goutte et on enregistre au moyen d'une caméra que l'on déclenche juste
avant l'absorption. La durée maximum de l'enregistrement est de
5,4 secondes avec une image toutes les 4 ms.
Les images obtenues permettent de mesurer l' évolution du diamètre
Zs de la goutte au cours du temps.
On mesure le temps mis par une goutte qui se trouve sur la lame pour
passer à l'intérieur du substrat papier, et on répète l'opération autant de
fois
qu'il est nécessaire pour obtenir un échantillonnage de résultats
représentatifs statistiquement. On a procédé à ces mesures sur des
~o échantillons des mêmes papiers que dans les exemples précédents en deux
endroits différents. On a d'abord mesuré le temps d'absorption par le
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papier aux points PI1 (figure 4) et PAI (figure 5) dans la zone centrale des
motifs, puis aux points PI2 (figure 4) et PA2 (figure 5) c'est-à-dire dans la
zone non gaufrée (mais correspondant à une zone gaufrée du second pli).
On a pu ainsi mesurer le temps moyen d'absorption ~de~'gouttes. Sur
s la figure 9 on a tracé les courbes d'absorption du diamètre d'une goutte
dans le temps.
Ces quatre courbes indiquent chacune l'évolution en pourcentage du
diamètre d'une goutte en fonction du temps, la goutte étant initiée en
différents endroits de deux types de feuilles.
to - Courbe l est la trace pour une goutte initiée au point PAl de la
figure 5.
Courbe 2 est la trace pour une goutte initiée au point Ph de la figure
4.
- Courbe 3 est la trace pour une goutte initiée au point PA2.
15..,.. ~ - Courbe 4 est la trace pour une goutte initiée au point PI2.
Ainsi, il apparait que, aux points comparables d'initiation, le
diamètre d'une goutte diminue plus rapidement lorsqu'elle est appliquée
sur un produit de l'invention. On peut en déduire que la vitesse
d' absorption des liquides appliqués en surface est plus rapide.
?o On observe que l'amélioration de la vitesse d'absorption est obtenue
en surface du pli aussi bien sur une zone gaufrée que sur une zone qui elle-
même n'est pas gaufrée. En fait, il faut prendre.en considération le pli sous-
jacent qui respectivement est gaufré et non gaufré. L'invention a do~ç un
effet global sur la feuille double (comprenant deux plis).
