DISTRIBUTEUR DE FEUILLE DE PAPIER ENROULE, A BASE D'OUATE DE CELLULOSE

La présente invention concerne le domaine des distributeurs de produit enroulé, et plus particulièrement de papier à base d'ouate de cellulose tel que du papier toilette ou de l'essuie-tout, essuie-mains ... Les rouleaux sont préférentiellement secs.

Généralement ce type de distributeur comprend un corps cylindrique muni d'une fente ou d'une ouverture pour la sortie du papier. La fente ou ouverture est disposée en partie inférieure du corps cylindrique en position d'utilisation de sorte que le papier en sort facilement, trop facilement parfois.

Le brevet US 2,978,156 montre un distributeur de ce type, destiné à être accroché à un mur, et qui présente une ouverture placée en partie inférieure du corps cylindrique entourant le rouleau. Selon cet art antérieur, l'ouverture est prolongée par un élément de guidage du papier, en forme de lèvres droites, et parallèles entre elles.

On connaît aussi par le document WO 97/47444 un emballage formant distributeur pour des feuilles de papier enroulées. L'emballage consiste en une coque en plastique (en fait deux demi coques) entourant le rouleau, et muni d'un élément de guidage consistant en des lèvres droites prolongeant la fente en sortie du papier. Ce dispositif est portable et l'élément de guidage est diamétralement opposé à la charnière constituant la liaison entre les deux demi-coques en plastique.

Bien entendu ce dispositif ne peut être efficacement utilisé s'il est posé car il ne présente intrinsèquement aucune stabilité, en d'autres termes il ne peut être utilisé que s'il est maintenu entre deux mains.

La présente invention concerne plus particulièrement les distributeurs de papier enroulé destinés à être posés sur un plan horizontal, et permettant une sortie de papier au-dessus du distributeur, à l'aide d'une seule main. La distribution de papier au-dessus d'un distributeur, et à l'aide d'une seule main est connue en ce qui concerne les feuilles de papier de type enchevêtrées c'est-à-dire coupées, pliées puis enchevêtrées les unes dans les autres.

Le brevet US 2,580,982 montre un distributeur de ce type, de forme parallélépipédique, ayant une fente de sortie du papier sur sa face principale supérieure. De façon caractéristique, la fente de sortie est en forme de vague et peut être surmontée d'un élément de guidage par exemple en forme de figurine, tel que poisson ou autre élément décoratif.

Bien que ce brevet montre une distribution aisée, en partie supérieure d'un dispositif posé, il n'est ni connu ni facilement envisageable de réaliser un distributeur de ce type pour des produits enroulés et plus spécifiquement pour des feuilles en ouate de cellulose. Selon un mode de réalisation divulgué dans la demande de brevet française EN 06 52766 déposée au nom de la demanderesse, une telle distribution peut être envisagée.

Cependant en utilisation posée et non pas accrochée il s'est avéré que le papier retombe très souvent à l'intérieur du distributeur. Ceci est probablement dû à une quasi-absence de frottement au niveau de la fente ou de l'élément de guidage. En effet, dans le cas de produit enroulé, une fois la feuille d'extrémité extraite et découpée, la feuille suivante est retenue à l'intérieur du distributeur car liée au rouleau qui, étant situé au-dessous de l'ouverture, « pèse » sur la feuille et l'entraîne à l'intérieur du distributeur. Pour pallier un tel problème, il peut être envisagé de diminuer l'écartement entre les lèvres formant le guidage de la feuille sortant du distributeur.

Cependant, cette solution a des limites car le papier et notamment l'ouate de cellulose se déchire facilement. C'est ce qui a été constaté par essais. Un écartement insuffisant, de l'ordre de l'épaisseur de la feuille de papier à dévider, entraîne un coincement voire un déchirement de la feuille.

Par ailleurs, il a déjà été proposé dans le brevet US 3,592,161 un distributeur de papier en rouleau, nécessairement posé sur un plan horizontal, formé de deux parties : une partie inférieure semi-cylindrique servant de réservoir de liquide, sur laquelle est posé un couvercle semi- cylindrique de forme complémentaire. Le rouleau contenu à l'intérieur est immergé dans le liquide et il peut être dévidé à l'extérieur du distributeur à travers un élément de distribution formé par deux lèvres légèrement courbées : l'une appartenant à la partie inférieure du distributeur, et la second au couvercle posé sur la partie inférieure.

Un contact partiel est ici prévu entre les deux lèvres afin de presser le papier humide voire mouillé et de faire retomber le liquide en excès à l'intérieur du réservoir semi-cylindrique.

Un tel arrangement, s'il convient aux feuilles humides, n'est pas transposable à des feuilles sèches pour la raison évoquée ci-dessus à savoir que les feuilles sèches notamment en ouate de cellulose se déchirent et/ou se coincent entre les deux lèvres ainsi disposées.

La présente invention propose une solution nouvelle à la fois simple, fiable et inattendue au problème précité.

Ainsi la présente invention a pour objet un distributeur de feuille de papier en ouate de cellulose enroulé et sec comprenant :

- un corps cylindrique ;

- des éléments d'appui appartenant sensiblement à un même plan P pour poser le distributeur sur un plan horizontal ;

- une fente dans le corps cylindrique pour la sortie de la feuille de papier disposée selon une génératrice du corps cylindrique, dans une zone sensiblement diamétralement opposée au plan P contenant les éléments d'appui ; - un élément de guidage de la feuille de papier en dehors du cylindre, associé à ladite fente, comprenant deux plans parallèles entre eux.

Conformément à l'invention, les deux plans sont courbes, la distance E entre les deux plans courbes est supérieure à deux fois l'épaisseur Ep de la feuille de papier, la longueur L de l'élément de guidage mesurée selon le sens de dévidage du papier est supérieure ou égale à deux fois une longueur minimale Lm telle que :

Lm = 2 x 7TX R x A/360, avec A = 2 x arc cos ((R - E + Ep/2) / (R - Ep/2)). et avec R = Rayon du cylindre osculateur du plan courbe extérieur ; E = distance entre les surfaces en vis-à-vis des deux plans courbes ;

Préférentiellement, la distance E est comprise entre 2,5 et 3,5 fois l'épaisseur de ladite feuille (F) et la longueur L de l'élément de guidage est supérieur à 2,5 fois ladite longueur minimale Lm .

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'angle A est inférieur ou égal à 95°.

A titre illustratif, ladite feuille de papier est une feuille d'ouate de cellulose dont l'épaisseur est comprise entre 0,2 et 1 ,2 mm.

Conformément à un mode de réalisation de l'invention, le corps cylindrique est formé de deux demi-coques comprenant chacune l'un des plans courbes formant l'élément de guidage.

Plus précisément, les deux demi-coques peuvent être reliées selon l'une de leur génératrice par un élément formant charnière.

Avantageusement, la zone de liaison à l'intérieur du distributeur entre la fente et chacun des plans courbes ne présente pas d'arête vive. Préférentiellement, l'une au moins des extrémités libres de chacun des plans courbes présente des arêtes vives, telles que par exemple des dents de scie.

D'autres caractéristiques, détails, et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite à titre illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 est une vue de côté d'un distributeur selon l'invention ; - la figure 2 est une coupe transversale d'un distributeur selon l'invention ; et

- la figure 3 est un schéma explicatif de l'équation relative aux dimensions des plans formant l'élément de guidage du papier.

Les figures 1 et 2 montrent respectivement par une vue de côté et une coupe transversale, un distributeur selon un mode de réalisation de l'invention qui comprend, de façon connue, un corps cylindrique 1 , des éléments d'appui 2 tels que des pieds appartenant sensiblement à un même plan P.

Une fente 3 est prévue en partie supérieure du distributeur posé sur un plan horizontal, pour la sortie de la feuille de papier F formant le rouleau.

La fente 3 s'étend selon une génératrice du corps cylindrique 1 qui lui-même peut être formé par deux demi-cylindres 11 , 12. Une liaison rotative telle qu'une charnière 6 peut être prévue entre les demi-cylindres 11 , 12 selon une autre génératrice du corps cylindrique 1 , préférentiellement diamétralement opposée à la fente 3.

En position d'utilisation le distributeur est donc en contact par ses éléments d'appui 2 avec un plan horizontal confondu avec le plan P, et la fente 3 est située en partie supérieure du distributeur.

Associé à la fente 3, un élément de guidage 4 de la feuille de papier F est prévu : cet élément comprend deux plans 41 , 42 parallèles entre eux.

Conformément à l'invention, les plans 41 , 42 sont courbes, de telle sorte qu'il existe un point d'inflexion entre une partie du corps cylindrique 1 ici le demi-cylindre supérieur 12, et lesdits plans.

Le plan courbe 41 est appelé plan courbe extérieur tandis que le plan courbe 42 est le plan courbe intérieur.

Les plans 41 , 42 sont espacés d'une distance E supérieure à deux fois l'épaisseur Ep de la feuille de papier, de préférence comprise entre 2,5 fois et 3,5 fois l'épaisseur Ep de ladite feuille F.

Cette caractéristique contribue notamment à éviter les coincements et déchirures de la feuille F à l'intérieur de l'élément de guidage 4.

Afin d'améliorer encore le dévidage, en évitant notamment les risques de retombée de la feuille F à l'intérieur du corps 1 , un dimensionnement spécifique de l'élément de guidage 4 est préconisé ; plus précisément la longueur minimale Lm pour qu'il y ait, lors du dévidage du rouleau, frottement

entre la feuille et les deux plans courbes 41 , 42 formant l'élément 4 mesurée selon le sens de dévidage de la feuille de papier F, répond à l'équation suivante :

Lm = 2 x 7rx R x A/360 (1 ) avec A = 2 x arc cos ((R - E + (Ep/2)) / (R-(Ep/2)) (2) et avec R = Rayon du cylindre osculateur du plan courbe extérieur ;

E = distance entre les surfaces en vis-à-vis des deux plans 41 , 42 ;

Ep = épaisseur de la feuille de papier

La figure 3 est un schéma permettant de comprendre le développement aboutissant aux équations (1 ) et (2) précitées.

L'équation (1 ) définit basiquement la longueur minimum de la courbure pour qu'il y ait frottement de la feuille depuis la fente 3 jusqu'à la sortie 5 du papier.

Les deux plans courbes 41 et 42 sont assimilés aux deux portions des cercles osculateurs de ces courbes , concentriques, de centre O et de rayon R pour le plan 41 , et (R - E) pour le plan 42.

On trace une droite (D) tangente au cercle de rayon (R-E). Cette tangente coupe le cercle de rayon R aux points B et C. On définit ainsi l'angle A de sommet O défini entre les segments OB et OC. La bissectrice de l'angle A, qui est aussi médiatrice, coupe le cercle de rayon R - E en H. On forme ainsi deux triangles rectangles OHC et OHB, d'angle au sommet égal à A/2, dans lesquels on a la relation : cos (A/2) = OH/OC cos (A/2) = (R - E) / R d'où A/2 = arc cos ((R - E) / R) d'où A = 2 x arc cos ((R - E / R))

La réalité est que la feuille F n'est pas totalement assimilable à la droite D et qu'elle possède une épaisseur Ep. Une légère correction a conduit à ajouter une demi-épaisseur au numérateur et à retrancher une demi- épaisseur au dénominateur, d'où la formule corrigée

A = 2 x arc cos ((R - E + Ep/2) / (R - Ep/2)).

On détermine ainsi un angle A qui représente l'angle minimum pour qu'il y ait frottement de la feuille F entre les plans 41 et 42. L'angle A est exprimé en degrés. La longueur d'arc correspondante est donc :

Lm = 2 x TT R x A / 360

Avantageusement les plans courbes 41 , 42 présentent au minimum une longueur selon le sens de dévidage de la feuille F égale à deux fois la valeur Lm .

Préférentiellement, la longueur L sera choisie supérieure à 2,5 voire 3,5 fois Ia longueur Lm, et l'angle A associé est inférieur ou égal à 95°. On a en effet obtenu les résultats les plus satisfaisants avec des valeurs de ce type. Exemple 1 :

R = 20 mm E = 1 ,1 mm Ep = 0,32 mm

A = 2 x arc cos ((R - E + Ep/2) / (R - Ep/2)). => d'où A = 32° d'où Lm = 2 x TγX 20 x 32 / 360

= 11 ,3 mm

Or dans cet essai nous avons L = 15,7 mm > Lm mais L n'est pas supérieur à 2,5 fois Lm. L'angle A est ici égal à 32° donc inférieur à 95°.

Cet essai ne donne pas des résultats satisfaisants puisque le taux d'échecs, c'est-à-dire de dévidage non fluide, est de 13 %. Ce résultat est jugé trop élevé.

Par « dévidage non fluide » il faut comprendre un dévidage incluant des incidents tels que des coincements de la feuille entre les deux plans soit par froissement, repli sur elle-même, soit par déchirement ou découpage inopiné dans cette zone de passage ou bien dans le dévidoir avant le passage entre les plans courbes 41 , 42.

Bien entendu chaque incident implique d'ouvrir le distributeur pour repositionner correctement la feuille, ce qui est une gêne pour l'utilisateur. Exemple 2 : R = 20 mm E = 1 ,1 mm Ep = 0,32 mm => A = 2 x arc ∞s ((20 - 1 ,1 + 0,16) / (20 - 0,16))

= 32°

=> Lm = 11 ,3 mm

Le taux d'échec lors du dévidage est ici de 6 %, ce qui est jugé satisfaisant. Les valeurs calculées de A et Lm corroborent ces résultats puisque

A < 95° ; et Lm = 11 ,3 mm < 2,5 fois L, L étant dans cet exemple égal à 31 ,4 mm.

Comme déjà énoncé, les feuilles de papier peuvent présenter une épaisseur « faible » de l'ordre de 0,30 mm pour des applications papier

hygiénique ; des feuilles en ouate de cellulose de type essuie-tout sont en outre visées par l'invention, avec des épaisseurs supérieures à 1 mm.

Par ailleurs, comme visible notamment sur la figure 2 le corps cylindrique 1 est formé de deux demi-coques 11 et 12 reliées par exemple par une charnière 6 selon l'une de leur génératrice, diamétralement opposée à Ia fente 3 de sortie du papier.

Au niveau de ladite fente 3, la zone de liaison avec les plans courbes 41 , 42 est arrondie, sans arête vive afin de faciliter le guidage et le glissement du papier dans cette zone. Par contre les extrémités 51 , 52 des plans courbes 41 , 42 au niveau de la sortie du papier, présentent préférentiellement des arêtes vives afin de faciliter la découpe du papier. Si la feuille de papier présente des prédécoupes, une simple arête vive rectiligne pourra être prévue tandis que si la feuille ne présente aucune ligne de faiblesse l'une des extrémités 51 ou 52 des plans courbes 41 , 42 peut être pourvue de dents de scie facilitant la découpe du papier.

Enfin, il a été avantageusement constaté que le rayon de courbure des plans courbes 41 , 42 peut varier de 5 mm à 50 mm, sans sortir du cadre de l'invention.