Coton-tige

---

Contexte

Un coton-tige est une tige courte dont une ou les deux extrémités sont recouvertes d'un rembourrage en coton absorbant. De tels écouvillons sont utilisés depuis longtemps pour diverses tâches cosmétiques et d'hygiène personnelle, notamment pour le nettoyage de l'oreille. Le coton-tige a été inventé dans les années 1920 par un Américain d'origine polonaise nommé Leo Gerstenzang. Léo avait remarqué que sa femme utilisait un cure-dent planté dans un morceau de coton pour nettoyer les oreilles de leur bébé à l'heure du bain. Léo craignait que le cure-dent en bois ne se brise et ne coupe l'oreille du bébé ou que le coton ne se détache du bâton et se loge dans l'oreille. Il a décidé de concevoir un coton-tige prêt à l'emploi qui pourrait être utilisé sur les bébés avec moins de risque de blessure. Pensant qu'un tel produit plairait à de nombreux parents, Leo a formé la Leo Gerstenzang Infant Novelty Company pour commercialiser son écouvillon et d'autres produits liés au bébé. Il lui a fallu plusieurs années pour résoudre certains problèmes de conception, comme la façon d'obtenir des quantités égales de coton à chaque extrémité de l'écouvillon. Finalement, il a non seulement développé un produit à succès, mais il a même créé un emballage spécial pour ses écouvillons. L'emballage a été conçu pour être ouvert d'une main afin qu'un parent tenant un nourrisson d'une main puisse facilement ouvrir la boîte et extraire un écouvillon de l'autre. Une fois que Leo a perfectionné son produit, il a cherché un nom commercialement viable. Parce qu'il a conçu son produit pour que les nourrissons soient heureux et que leurs oreilles soient nettoyées en toute sécurité, il a choisi le nom de Baby Gays. En 1926, il changea le nom en Q-Tips Baby Gays, affirmant que le "Q" était synonyme de qualité. Finalement, Baby Gays a été retiré du nom et les écouvillons sont devenus simplement connus sous le nom de Q-Tips. Aujourd'hui, Q-Tips est une marque déposée de Chesebrough-Ponds, Inc.

Conception

La conception des cotons-tiges a considérablement progressé depuis les années 1920. Pour la plupart des applications, les bâtons en bois ont été remplacés par des broches en papier, qui étaient moins susceptibles de se briser et de perforer les tissus délicats de l'oreille. Les bâtonnets de papier minces ont été fabriqués en roulant un papier épais. Plus récemment, le plastique est devenu un choix populaire pour le matériau de la broche car il offre une flexibilité et une étanchéité améliorées à l'eau. Cependant, il faut prendre soin de concevoir la tige en plastique de manière à ce qu'elle ne traverse pas la masse de coton à l'extrémité du bâton. Pour éviter que cela ne se produise, les écouvillons ont été conçus avec un certain nombre de caractéristiques spéciales. Par exemple, certains écouvillons sont fabriqués avec un capuchon de protection en plastique à l'extrémité de la broche, sous le revêtement en coton. D'autres utilisent un élément de rembourrage, comme une noisette d'adhésif thermofusible doux, pour protéger l'extrémité du bâton si elle dépasse du corps de la pointe pendant la manipulation. Une troisième façon de contourner ce problème implique un procédé qui aboutit à un écouvillon à bout évasé. Cet embout évasé ne peut pas pénétrer trop profondément dans l'oreille en raison de son plus grand diamètre.

Bien que les soins aux nourrissons soient l'une des utilisations les plus populaires des cotons-tiges, ils sont également couramment utilisés dans d'autres domaines. Ces autres applications ont leurs propres exigences de conception particulières. Par exemple, les écouvillons utilisés pour appliquer des produits cosmétiques colorés peuvent être fabriqués avec des pointes floquées spéciales en fibres non tissées. En plus des soins personnels, les écouvillons sont utilisés à des fins industrielles. Par exemple, les écouvillons en bois à long manche sont conçus pour l'échantillonnage des cultures microbiologiques. C'est le type d'écouvillon utilisé par un médecin pour effectuer une culture de la gorge. Autre industriel Une machine à fabriquer des cotons-tiges typique. les écouvillons peuvent être spécialement conçus pour nettoyer les pièces électroniques ; ceux-ci peuvent avoir des exigences spéciales non pelucheuses.

Matières premières

Il y a trois composants principaux impliqués dans la fabrication de l'écouvillon :la tige ou le bâton, qui forme le corps de l'écouvillon; le matériau absorbant appliqué sur les extrémités des broches ; et l'emballage utilisé pour contenir les écouvillons.

Broche

Les broches peuvent être des bâtons en bois, en papier roulé ou en plastique extrudé. Ils peuvent être fabriqués selon des spécifications différentes en fonction de l'utilisation prévue. Les produits de soins personnels sont assez petits et légers et ne mesurent que 75 mm de long. Les écouvillons à usage industriel peuvent être plus de deux fois plus longs et sont généralement en bois pour une plus grande rigidité.

Matériau d'extrémité absorbant

Le coton est le plus souvent utilisé comme revêtement d'extrémité pour les écouvillons en raison de ses propriétés absorbantes, de la résistance de ses fibres et de son faible coût. Des mélanges de coton avec d'autres matières fibreuses peuvent également être utilisés; la rayonne est parfois utilisée à cet égard.

Emballage

Les exigences d'emballage varient en fonction de l'application de l'écouvillon. Certains tampons d'hygiène personnelle, comme les cotons-tiges, sont emballés dans une coque en plastique transparent (appelée blister) Processus de fabrication essentiels à la production de coton-tige. Un schéma d'une machine d'emballage typique utilisée dans la production de coton-tige. qui est attaché à un support en panneaux de fibres. Chesebrough-Ponds détient un brevet sur la conception d'un emballage à distribution automatique pour ses produits Q-tip. Ce brevet décrit un emballage constitué d'un corps à bulles en plastique avec de petites projections moulées dans le plastique dans le but de refixer le couvercle sur le corps. Les autres emballages utilisés pour les écouvillons comprennent les manchons en papier. Ce type d'emballage est courant pour les écouvillons utilisés pour des applications microbiologiques, qui doivent être maintenus stériles avant utilisation.

Le processus de fabrication

Différentes méthodes sont utilisées dans la fabrication des écouvillons en fonction de la conception de l'écouvillon. En général, le processus peut être décrit en trois étapes principales :la fabrication de la broche, l'application du coton et l'emballage des écouvillons finis.

Fabrication de broches

• 1 Les broches sont réalisées de plusieurs manières en fonction de leur matière de composition. Les broches en bois sont façonnées par divers procédés de tour. Les broches à papier sont fabriquées en découpant à l'emporte-pièce un papier de qualité supérieure, puis en roulant étroitement le papier pour former un bâton. Les broches en plastique sont fabriquées par un procédé de moulage par extrusion. Dans ce cas, la résine plastique et d'autres additifs sont mélangés, chauffés et extrudés à travers une filière dans un processus similaire à la façon dont un fabricant de pâtes essore un brin de spaghetti. Après fabrication, les broches sont chargées dans une trémie sur la ligne de fabrication en vue de l'application du coton.

Application coton

• 2 Un brevet américain décrit une opération complexe impliquant une série de postes de travail. À la première station, une trémie pleine de broches est mise en vibration pour les faire tomber à travers une longue fente mince au fond de la trémie et sur un support de bâton rotatif. Ce support est un mécanisme de type tambour avec des fentes croisées placées autour de son bord extérieur. Les bâtons entrent dans ces fentes un à la fois et sont transportés jusqu'à la station suivante.
• 3 Lorsque la roue déplace les bâtons, ils entrent en contact avec une roue de friction rotative qui frotte contre les tiges des écouvillons, les faisant tourner. Le transporteur fait avancer les bâtons à travers une station de pot de colle où l'adhésif est appliqué aux extrémités opposées des bâtons.
• 4 À la station suivante, le coton entrant sous la forme d'une corde est acheminé sur une autre roue rotative avec une série de doigts métalliques s'étendant depuis son moyeu. Ces doigts dirigent la corde de coton vers les extrémités enduites de colle des bâtons lorsqu'ils se déplacent le long de la roue. Dans le cas des Q-tips de Chesebrough Pond, les broches ont une série de quatre à huit indentations, ou des coupes peu profondes, le long de leur haut et de leur bas. Vraisemblablement, ceux-ci aident la tige à saisir et à retenir le coton lorsqu'il est introduit sur les tiges. Le coton qui adhère alors au fuseau est enroulé serré par les bâtons de filage. Après environ 0,05-0,1 g de coton a été déposé sur la broche, une série de lames rotatives sépare le coton du reste de la corde.
• 5 Les extrémités des écouvillons passent ensuite à travers une série de canaux étroits pendant qu'ils tournent encore. Ces canaux compriment et façonnent le coton au bout du bâton et lui donnent une forme lisse. Des agents d'enrobage chimiques peuvent être introduits dans le coton. Ces agents de revêtement, qui comprennent des solutions de polymère cellulosique, aident la pointe à conserver sa forme et aident à prévenir les taches et la moisissure. Enfin, une roue d'échappement détourne les bâtons du support vers une courroie porte-transfert à fentes puis vers une unité de conditionnement automatique.

Emballage

• 6 Sur le chemin de l'unité de conditionnement, les écouvillons finis passent par une roue de comptage. Un rail de guidage maintient les écouvillons en place tandis que la roue de comptage compte le nombre d'écouvillons pour une couche de plateau. Au fur et à mesure que les écouvillons sont comptés, ils sont poussés contre un plan incliné. Lorsque la roue de comptage signale qu'un nombre suffisant d'écouvillons a été collecté, elle envoie un signal à un dispositif à piston, qui glisse le groupe d'écouvillons sur un diviseur de papier. Le diviseur et les écouvillons sont ensuite déposés dans l'emballage en plastique. Dans les opérations suivantes, un support en carton est collé sur le conteneur en plastique rempli et l'ensemble est emballé pour l'expédition.

Sous-produits/Déchets

Le processus de fabrication des écouvillons peut générer des déchets sous forme de coton en vrac ainsi que de déchets de plastique, de papier ou de bois, selon le matériau utilisé pour fabriquer les broches. Une partie du coton peut être récupéré et soit réintégré dans le circuit d'alimentation entrant, soit utilisé ailleurs comme ferraille. Le plastique utilisé dans les broches est thermoplastique, ce qui signifie qu'il peut être rebroyé et refondu pour une utilisation ultérieure.

Contrôle qualité

Un certain nombre de mesures de contrôle de la qualité sont utilisées pour s'assurer que les cotons-tiges sont acceptables. Les broches doivent être vérifiées pour s'assurer qu'elles sont droites et exemptes d'imperfections, telles que des fissures de contrainte ou d'autres défauts de moulage. Le coton utilisé pour enduire les extrémités doit être d'une pureté, d'une douceur et d'une longueur de fibre spécifiques. Les écouvillons finis doivent être exempts de perte d'adhésif et de bords coupants, et les pointes doivent être bien emballées. Ces mesures sont particulièrement critiques pour les écouvillons conçus pour les nourrissons. Pour les écouvillons destinés à d'autres applications, d'autres exigences de qualité peuvent être plus importantes. Par exemple, les écouvillons utilisés à des fins biologiques doivent rester stériles jusqu'à leur utilisation. Pour certaines applications, l'absence de peluche peut être impérative. Les exigences particulières de contrôle de la qualité varieront selon l'application. Bien entendu, chaque boîte d'écouvillons doit être pesée pour s'assurer que le nombre correct d'écouvillons est emballé dans chaque boîte.

Le futur

Une innovation plus récente utilisée pour aider à empêcher l'écouvillon d'endommager le tissu de l'oreille est un écouvillon avec du coton supplémentaire remplissant la tige creuse. Pour obtenir l'effet, l'applicateur d'écouvillon est fabriqué en extrudant un tube en plastique sur une masse résiliente de coton. Une extrémité du bâton est munie d'un capuchon et l'autre extrémité a une saillie plus traditionnelle en coton semblable à un écouvillon. Le capuchon peut être retiré et le noyau de fibre peut être rempli de tout liquide que l'on souhaite distribuer. Cette technique pourrait être utile pour appliquer une variété de liquides de nettoyage ou de médicaments topiques. Les développements futurs de la technologie des écouvillons pourraient bien jouer un rôle dans la technologie spatiale. La Micro Clean Company, sous licence technologique de la National Aeronautics and Space Administration (NASA), a récemment mis au point le premier coton-tige qui a les qualités d'absorption du coton tout en répondant aux exigences de la NASA en matière de non peluche et d'adhésif pour une utilisation en salle blanche. Cet écouvillon est enfermé dans une gaine en nylon et le manche en bois est enfermé dans un film rétractable pour empêcher la libération de fibres ou toute autre contamination. Le film rétractable permet à la cheville d'absorber plus de contraintes, ce qui la rend plus facile à utiliser et moins susceptible de glisser dans la main. Le revêtement et le film rétractable peuvent être conçus sur mesure pour des applications spéciales ou une compatibilité avec des solvants spécifiques.