La présente invention concerne, d'une part, un procédé d'ennoblissement d'une nappe formée par voie sèche, constituée de fibres papetières liées par un liant thermoplastique tel qu'un latex ou des fibres thermofusibles, et dont la répartition des fibres n'est pas homogène. Et, d'autre part, l'invention a pour objet des nappes ainsi ennoblies.

Le produit selon l'invention comportant un motif, est utilisé, après transformation, comme nappe, serviette de table ou autre article décoratif jetable.

Ce type de nappe est obtenu par un procédé bien connu qui consiste à traiter des pâtes papetières afin de les défibrer à sec, à former un voile sur une toile de formation où les fibres individualisées sont réparties au hasard par voie aéraulique, à apporter un liant thermoplastique qui va pénétrer dans le voile ainsi formé permettant aux fibres de se lier entre elles, puis à sécher et réticuler.

On peut, le cas échéant, empreindre un motif par calandrage et/ou gaufrage, sur le voile avant l'étape de liage permettant une répartition différente du liant qui va diffuser préférentiellement dans les zones compactées.

On connaît des nappes de fibres cellulosiques déposées à sec, constituées d'un matelas de fibres papetières réparties au hasard et d'un liant thermoplastique, comportant un motif sur au moins une face de la feuille. Ces nappes présentent sur leur surface des zones comprimées et d'autres non comprimées. Le motif peut être obtenu en gaufrant ou en marquant la feuille.

On entend ici par "gaufrage", le fait de créer sur une partie d'une surface de la feuille, des reliefs avec des dépressions correspondantes sur la surface restante de la feuille. En d'autres termes, la feuille qui a été gaufrée, a augmenté en épaisseur.

Le terme de "marquage" tel qu'il est utilisé dans la description qui suit, consiste à comprimer certaines parties sur une face de la feuille en formant des zones compactées et en réduisant l'épaisseur de la feuille dans ces zones sans former de relief sur la face opposée. Les parties comprimées ou marquées ont une densité plus importante que les parties qui n'ont pas été comprimées. Les zones non marquées peuvent ou non être calandrées.

Le marquage de la nappe déposée à l'état sec, a été utilisé pour améliorer l'application du liant sur la feuille. Par exemple, dans le brevet américain n° 4 127 637, une partie de la surface de la feuille est comprimée par des rouleaux cylindriques avant l'étape de liage, le motif étant ensuite stabilisé avec le liant. Dans le brevet américain n° 4 135 024, on marque une surface de la feuille en appliquant simultanément un liant sur l'autre surface de la feuille, on améliore ainsi la pénétration du liant dans la feuille.

Pour ce type de procédé, le marquage de la nappe est une étape à l'intérieur même du procédé de fabrication de la nappe.

Dans le brevet européen n° 0 077 005, la nappe fibreuse déposée à sec est marquée pour augmenter son bouffant et améliorer ses propriétés d'absorption. Au moins 40 pour cent et de préférence entre 50 et 80 pour cent de la surface totale d'une face de la feuille est marquée. Les deux faces peuvent être marquées. Le procédé consiste à marquer la feuille déposée à sec avec un motif en creux au moyen de rouleaux cylindriques qui, de préférence, ne sont pas résilients, ces rouleaux étant chauffés entre 140 et 180° C et exerçant une pression suffisante pour densifier les parties de la nappe situées sous les zones comprimées et atteindre une masse volumique comprise entre environ 0,2 g/cιτr et environ 0,5 g/cnr. L'étape de marquage est réalisée ici à n'importe quel moment après le dépôt des fibres sèches sur un support mobile et la consolidation de la nappe.

Cependant, ce type de produit dont les propriétés d'absorption ont été améliorées, a des propriétés de résistance en particulier de résistance à la rupture, qui ont tendance à diminuer du fait du cisaillement des fibres. Les propriétés de surface telles que le toucher, le moelleux sont altérées. En effet, le procédé de marquage utilisé pour ce type de produit et l'importance de la surface marquée, c'est à dire, des zones compactées, sont probablement à l'origine de la diminution de ces propriétés. Le produit est moins doux et moins confortable à l'usage, ce qui est préjudiciable dans certaines applications telles que les serviettes de table.

Par ailleurs, en raison de leur formation par voie sèche, les nappes présentent une répartition peu uniforme de leurs fibres. Certaines parties de la nappe présentent des amas de fibres tandis que d'autres parties présentent des zones claires avec beaucoup moins de fibres. Dans le cas d'un marquage au moyen d'un cylindre gravé en acier et d'un cylindre récepteur également en acier, on constate que les zones de grammage élevé, "surépaissies", sont bien marquées alors que les zones de faible grammage ne sont pas ou que faiblement marquées. Sur la nappe marquée, les zones de grammage élevé forment des "cales" entre lesquels le marquage est faible. On ne peut pas répartir la pression de manière uniforme sur toute la génératrice. Le marquage n'est donc pas régulier. La nappe ainsi marquée ne présente pas un motif uniforme et est de moindre qualité d'un point de vue esthétique. Ce défaut apparaît pour les nappes de fibres déposées à sec, qui présentent notamment une dispersion de grammage de plus ou moins 20 pour cent.

Le brevet américain n° 4 476 078 évoque ce problème dans le cas où l'étape de marquage intervient après le séchage et la réticulation de la nappe. En effet, il fait remarquer qu'avec ce procédé, on ne peut avoir ni une bonne définition du marquage, ni une qualité élevée au niveau de l'empreinte du motif. Il propose pour solution un procédé consistant à partiellement réticuler le liant après son application sur le voile,

pour obtenir une feuille partiellement réticulée et déformable qui puisse garder une tenue physique au cours du transport vers le poste de marquage et pendant le marquage proprement dit, à marquer la feuille partiellement réticulée et enfin à réticuler complètement la feuille marquée. Un tel procédé présente des inconvénients : le marquage doit se faire sur le lieu de la réticulation, donc vraisemblablement sur le lieu de la fabrication de la nappe en elle-même et le procédé en soi est plus long et plus complexe.

La plupart des brevets de l'art antérieur mentionnés précédemment, proposent une étape de marquage au cours du procédé même de fabrication de la nappe. Il est donc très difficile de changer rapidement et au moindre coût le cylindre gravé pour un motif différent. Ces procédés ne sont pas souples et flexibles pour répondre aux exigences des marchés.

L'invention a pour but de pallier l'ensemble des inconvénients mentionnés précédemment en fournissant un procédé d'ennoblissement de la nappe qui est un procédé simple de transformation de la nappe, économique et flexible dans la mesure où le cylindre gravé peut être facilement changé permettant ainsi de modifier le motif marqué sur la nappe.

Un autre but de l'invention est de fournir une nappe marquée dont le motif est régulier quelle que soit la répartition des fibres dans la nappe, tout en maintenant les propriétés mécaniques de la nappe et ses propriétés de surface. En particulier, pour la nappe marquée selon l'invention comparée à la nappe avant marquage, les propriétés de résistance de la nappe sont peu modifiées. En outre, la déformation impartie par la gravure est permanente ce qui constitue un avantage incontestable. De plus, des effets mats et brillants sont donnés si bien que la nappe peut présenter des jeux de lumière provenant de l'opposition des creux et des reliefs. La partie en creux, correspondant à la partie comprimée, donne de la brillance. Selon que l'on associe ou pas le marquage à une opération de calandrage, l'épaisseur de la nappe diminue ou non, par rapport à son épaisseur initiale.

Pour ce faire, l'invention a pour objet un procédé particulier de marquage d'une nappe formée par voie sèche, constituée de fibres papetières liées par un liant thermoplastique tel qu'un latex ou des fibres thermoplastiques, et dont la répartition des fibres n'est pas parfaitement homogène, utilisant une technique de marquage connue dans le domaine du textile pour ennoblir les tissus ; il s'agit du gaufrage des tissus.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le procédé consiste à déformer sous contrainte à chaud la nappe entre un cylindre gravé dur et non déformable et un cylindre récepteur d'une dureté comprise entre environ 60 et environ 90 degrés Shore D, résilient et déformable sous la pression exercée par ledit cylindre gravé.

La résilience du cylindre récepteur est définie ici par le rapport entre l'énergie restituée par le cylindre après déformation et l'énergie qui lui avait été fournie pour le déformer. Ce rapport peut se déterminer à partir des cycles d'hystérésis obtenus par traction et relâchement successifs à l'aide d'un dynamomètre ou en soumettant une éprouvette à un choc grâce à un balancier.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le cylindre récepteur est réalisé dans un matériau qui peut subir des déformations, tel qu'un matériau papier, caoutchouc, polyamide, polyuréthane ou encore textile.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le cylindre gravé est en acier et est chauffé à une température allant d'environ 80 à environ 180° C et de préférence d'environ 130 à environ 150° C.

Selon encore une caractéristique de l'invention, environ 10 à environ 40 pour cent de la surface de ce cylindre est gravée.

L'invention a également pour objet une nappe formée par voie sèche, constituée de fibres papetières liées par une matière thermoplastique, dont la répartition des fibres n'est pas parfaitement homogène, présentant un indice de formation inférieur à environ 75 mesuré sur un appareil KAJAANI à l'état brut, et comportant sur au moins une de ses faces un motif marqué.

Selon une caractéristique essentielle de cette nappe, le taux de marquage de la surface de la nappe comportant le motif marqué est supérieur à environ 80 pour cent.

Selon une caractéristique essentielle de la nappe selon l'invention, la surface marquée de la nappe est inférieure à 40 pour cent de la surface totale.

L'invention a encore pour objet une nappe obtenue suivant le procédé selon l'invention, caractérisée par sa surface marquée, qui est supérieure à 40 pour cent de la surface totale.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture détaillée de la description qui suit en référence au dessin annexé dans lequel :

- la figure unique représente une vue partielle d'une nappe comprimée entre un cylindre gravé en acier et un cylindre récepteur résilient et déformable, la nappe correspondant au premier type de nappe décrit ci-après.

Le problème posé dans la présente invention vient du fait que la nappe destinée à être ennoblie est constituée de fibres papetières liées qui ne sont pas réparties de manière uniforme ou homogène dans la nappe. En effet, la densité varie à l'intérieur d'une même nappe de manière plus ou moins importante.

On qualifiera ci-après la répartition des fibres dans la nappe, avant marquage et avant coloration, par l'épair ou indice de formation qui est un indice mesurant la régularité de la disposition des fibres dans l'épaisseur de la feuille. L'aspect visuel du produit vu par transparence donne une mesure qualitative de l'épair. Lorsque la

répartition des fibres n'est pas homogène, l'aspect visuel de la feuille présente des zones claires et des zones plus foncées, on parle de formation "nuageuse". L'indice de formation peut être mesuré quantitativement par des moyens optiques.

Pour illustrer la spécificité de la nappe utilisée dans l'invention, on mesure l'indice de formation de la façon suivante : on fait passer de la lumière à travers la feuille et on mesure l'intensité de la lumière transmise à travers cette feuille. Cette mesure est réalisée sur un appareil approprié, ici un analyseur de formation commercialisé sous le nom KAJAANI, appareil optique complètement automatisé. L'uniformité ou la régularité de la répartition des fibres est déterminée en mesurant la variation de l'intensité de la lumière transmise à travers un échantillon. La surface de l'échantillon mesuré est de 63,5 millimètres sur 63,5 millimètres. L'analyseur capte l'image de l'échantillon, la divise en pixels et la conserve en mémoire. Chaque pixel est ensuite résolu en 256 niveaux discrets de gris. L'ordinateur calcule de manière statistique un histogramme et l'indice de formation de l'échantillon mesuré. L'indice de formation varie dans une échelle de 20 à 122, 4 ; une valeur élevée correspond à une meilleure formation, plus uniforme. La formation la plus uniforme (mesurée sans échantillon) est de 122,4.

La mesure de l'indice de formation est effectuée sur des nappes à l'état brut, c'est à dire des nappes blanches correspondant aux nappes avant coloration et avant marquage.

Les nappes utilisées dans le procédé suivant l'invention ont un indice de formation inférieur à environ 75.

Elles ont une épaisseur initiale d'environ 0,7 à environ 1,2 mm et un grammage initial compris entre environ 50 et environ 120 g/m ² . Pour un grammage par exemple de 60 g/m ² , une nappe bien formée, peut présenter une variation de grammage de ± 4 grammes.

Elles contiennent entre environ 10 et environ 50 pour cent en poids de matière thermoplastique permettant de lier les fibres papetières entre elles. Le liant est essentiellement du latex et de manière générale, une émulsion de type éthylène-vinyl- acétate, ou encore des poudres ou des fibres thermofusibles.

Par ailleurs, ces nappes sont déjà liées c'est à dire consolidées par le liant thermoplastique, séchées et réticulées. Le procédé selon l'invention prend place en dehors du procédé de fabrication de la nappe en elle-même ou à l'issue de ce dernier, contrairement à la plupart des procédés de l'art antérieur où l'étape de marquage a lieu après le dépôt des fibres sèches et avant que l'opération de liage ait été achevée.

Le procédé selon l'invention consiste à déformer sous contrainte à chaud la nappe pour marquer de manière permanente un motif décoratif sur au moins une de ses faces. L'étape de déformation sous contrainte et l'étape de chauffage peuvent être simultanées ou dissociées selon la nature du cylindre gravé.

Ce dernier est réalisé dans un matériau dur et non déformable. En général, ce cylindre est en acier gravé. Dans ce cas, le cylindre en acier est directement chauffé. On pourrait également envisager de réaliser un cylindre gravé dans un autre matériau dur tel qu'un matériau plastique qui ne se déformerait pas sous les contraintes exercées et qui pourrait être gravé. Cependant, dans ce dernier cas, l'étape de chauffage serait dissociée de celle de compression comme cela a déjà été proposé pour le gaufrage des textiles.

Le motif est gravé sur le cylindre dur et non déformable. La surface du cylindre est plus ou moins gravée selon le type de nappe souhaité.

Le motif gravé en surface du cylindre comporte des parties en relief qui correspondent aux parties marquées en creux sur la surface de la nappe.

Pour un premier type de nappe, au maximum 40 pour cent de la surface du cylindre est gravée et de préférence entre environ 10 et environ 40 pour cent et encore plus préférentiellement entre environ 15 et environ 30 pour cent. Le motif de gravure, dans ce cas, est tout à fait décoratif. Le dessin peut être, par exemple, constitué de plusieurs motifs unitaires tels qu'une fleur ou autre, ou de lignes ou traits épaissis donnant un effet marbré etc.

En référence à la figure qui illustre le marquage selon l'invention dans le but d'obtenir le premier type de nappe, la hauteur d de la partie 1 en relief sur le cylindre gravé 2 ou encore la profondeur de la gravure, doit être strictement supérieure à l'épaisseur e de la feuille ou de la nappe 3 qui est destinée à être marquée afin que la surface 4 de la nappe qui n'est pas marquée, c'est à dire qui n'est pas déformée par la partie 1 en relief du cylindre gravé 2, ne soit pas en contact avec la partie 5 sans relief du cylindre gravé 2 qui, plus est, est chauffé dans le cas général. De ce fait, l'épaisseur de la nappe initiale n'est pas modifiée de manière significative.

Pour un second type de nappe, plus de 40 pour cent et de préférence entre 60 et 90 pour cent de la surface du cylindre est gravée. Le motif est alors beaucoup plus petit et peut se présenter sous la forme de points multiples. Dans ce dernier cas, le marquage donne un aspect global de trame textile à la nappe. En effet, pour ce type de nappe, on recherche un aspect et un toucher textile du type textile apprêté comme le coton amidonné, c'est à dire une impression en main de tissus. On vise également à obtenir une nappe d'épaisseur constante et inférieure à l'épaisseur initiale, toujours dans l'esprit d'avoir un produit d'apparence ou imitation textile.

A la différence du premier type de nappe, la profondeur de la gravure est, pour le second type de nappe, inférieure à l'épaisseur de la nappe. Par conséquent, avec en plus une surface marquée importante, la nappe diminue substantiellement d'épaisseur.

Le cylindre récepteur encore dénommé contre-cylindre est réalisé dans un matériau résilient ou "élastique", tel que défini précédemment, et peut subir des déformations lorsque le cylindre gravé exerce des contraintes. Le matériau utilisé pour

ce cylindre récepteur doit présenter une dureté allant dans l'intervalle d'environ 60 à environ 90 degrés Shore D.

De préférence, la dureté de ce matériau se situera dans l'intervalle allant d'environ 65 à environ 85 degrés Shore D. Des exemples de matériau utilisé sont le caoutchouc ayant par exemple une dureté d'environ 88 degrés Shore D pour le caoutchouc commercialisé sous la marque Polylay, le papier ayant par exemple une dureté d'environ 78 à environ 82 degrés Shore D, le polyamide ayant une dureté d'environ 80 degrés Shore D ou encore un matériau textile ayant une dureté d'environ 78 à environ 85 degrés Shore D. Le cylindre en matériau textile donne de bons résultats. On peut envisager un cylindre en matériau "composite" où le coeur du cylindre est en papier et le revêtement du cylindre est en matériau textile par exemple de type laineux. La dureté d'un tel cylindre est d'environ 82 degrés Shore D. Le polyamide est également bien approprié permettant une bonne répartition de l'effort sur toute la surface du cylindre et épousant la surface des motifs. Tout matériau plastique élastique équivalent peut être envisagé.

Pour le second type de nappe, à imitation textile, on utilise par exemple, un contre-cylindre en polyuréthane de qualité spéciale d'une dureté d'environ 75 degrés Shore D.

Le cylindre récepteur ou contre-cylindre est souple et admet les irrégularités d'épaisseur de la nappe. Il se déforme avantageusement suivant le contour des parties formant saillie du cylindre gravé lorsque ce dernier est appliqué sous pression et à chaud sur la nappe destinée à être marquée.

Suivant un mode de réalisation du procédé selon l'invention, la nappe est marquée à chaud entre le cylindre gravé en acier qui est chauffé, et le cylindre récepteur ou contre-cylindre. Le cylindre gravé est chauffé à une température équivalente à la température de ramollissement ou de fluage du matériau constituant la nappe dans la zone comprimée, c'est à dire à une température située entre environ 80 et 180° C et de préférence entre environ 130 et 150° C. Le cylindre gravé exerce une pression linéaire sur la nappe, pouvant varier dans un intervalle allant d'environ 40 à environ 150 kg/cm et de préférence d'environ 60 à environ 100 kg/cm. La machine peut présenter une vitesse d'environ 10 à environ 300 m/min. et de préférence d'environ 80 à 200 m/min. Il est à noter que la température augmente avec la vitesse de la machine. Comme on recherche une permanence de l'effort, pour une vitesse de défilement ou une vitesse de la machine donnée, la pression et la température du cylindre gravé doivent être corrélées. De préférence, une seule face de la nappe est marquée mais les deux faces peuvent être marquées.

La nappe résultant de ce procédé est marquée. Les zones marquées sont compactées et leur densité a augmenté.

De manière générale, le grammage de la nappe marquée varie peu par rapport à celui de la nappe initiale. Le motif marquée est très régulier et permanent.

Pour le premier type de nappe, la surface marquée de la nappe est inférieure à 40 pour cent de la surface totale de la nappe, contrairement à la nappe marquée au moyen du procédé décrit dans le brevet européen n° 0 077 055 de l'art antérieur. De préférence, cette surface marquée varie dans l'intervalle allant d'environ 15 à environ 30 pour cent de la surface totale de la nappe. Cette limitation de la surface marquée est essentielle pour ce type de nappe. En outre, l'épaisseur moyenne de la nappe ainsi marquée a très peu diminué de l'ordre de 0,02 à 0,2 mm et de préférence de moins de 0,1 mm par rapport à l'épaisseur initiale.

De par le procédé de marquage spécifique de l'invention, dans le cas particulier où la surface marquée est inférieure à 40 pour cent de la surface totale et la profondeur de gravure est supérieure à l'épaisseur de la feuille, la nappe garde avantageusement les propriétés de surface avant marquage, telles que son toucher doux et son moelleux. La nappe ainsi marquée présente une plus grande douceur que des nappes marquées de manière classique.

Une des caractéristiques essentielles de la nappe marquée selon l'invention, notamment du premier type de nappe , réside dans le fait qu'elle présente un motif permanent malgré l'hétérogénéité dans la répartition des fibres de la nappe, illustrée par l'épair.

Cette caractéristique peut être quantifiée par la mesure du taux de marquage de la nappe. Le taux de marquage correspond au rendement du transfert de l'image de la gravure du cylindre gravé sur la nappe. Ce taux de marquage a été mesuré par analyse d'image sur un appareil commercialisé sous le nom Quantimet 600 par la société LEICA.

La méthode d'analyse consiste à soumettre des échantillons de la nappe à un éclairage rasant suivant un certain angle, à mettre ainsi en évidence le relief du motif en créant des zones d'ombre. La surface des zones d'ombre est mesurée à partir d'un seuil de gris déterminé à partir d'un témoin.

Le taux de marquage est le rapport suivant : surface marquée de la nappe (par rapport à la surface totale de la nappe) sur surface marquée théorique (correspondant à la surface gravée du cylindre) par rapport à la surface totale de la nappe.

Un taux de marquage de 0 pour cent correspond à une surface qui n'a pas été marquée et un taux de marquage de 100 pour cent correspond à un marquage idéal ou parfait. Le taux de marquage de 100 pour cent est en fait l'empreinte parfaite du relief du cylindre gravé.

La nappe marquée selon l'invention correspondant au premier type de nappe, c'est à dire à la nappe dont la surface marquée est inférieure à 40 pour cent, présente

un taux de marquage supérieur à environ 80 pour cent et de préférence supérieur à 90 pour cent.

L'aspect esthétique d'une telle nappe est nettement amélioré par rapport à une nappe marquée de manière classique entre deux cylindres en acier, qui présente un motif qui est marqué de manière irrégulière et n'est pas permanent.

Une autre des caractéristiques avantageuses du premier type de nappe, est qu'elle présente des parties de surface brillantes alternant avec des parties de surface mates, bien visibles à l'oeil nu, les parties brillantes correspondant à la surface marquée de la nappe. Cet effet mat et brillant fait nettement ressortir le motif et participe à l'ennoblissement de la nappe. Il donne un aspect satiné à la partie de surface marquée et rappelle, au niveau du toucher et de l'apparence, le coton damassé.

Pour le second type de nappe, la surface marquée est supérieure à 40 pour cent de la surface totale de la nappe. La nappe présente une épaisseur apparente plus faible comparée à son épaisseur initiale. La diminution de l'épaisseur est de l'ordre de 25 pour cent de l'épaisseur initiale. Cette nappe présente par ailleurs pour avantage d'avoir une épaisseur constante ce qui n'est pas toujours le cas de la nappe initiale à l'issue de sa fabrication.

Pour ce type de nappe ayant un aspect textile, la rigidité peut être avantageusement augmentée de manière à ce que, par exemple, les serviettes de table puissent avoir un toucher de textile apprêté et, une fois pliée pour la présentation, garder cette forme pliée. Pour ce faire, on augmente le grammage de la nappe et on choisit un liant approprié.

Enfin, la nappe marquée selon l'invention quelle que soit sa surface marquée, présente des propriétés mécaniques, en particulier des propriétés de résistance, sensiblement identiques à celles de la nappe avant traitement.