Brevet FR2002490A1 — publié le 19691017

h "i - > »* .-5 «J 1 2002490 la présente invention concerne la production de carton reconstitué à partir de papier et d'une matière thermoplastique. Des quantités importantes de papier ayant un revêtement en matière thermoplastique de formes disparates sont produites 5 dans les opérations de mise en paquets, la production de sacs et autres à partir de rouleaux importants de papier couché ou enduit. Ces déchets sont des rognures et des chutes de découpages. Ges déchets ne peuvent pas être utilisés tels qu'ils sont produits, en particulier parce que le revêtement thermoplasti-10 que ne peut pas être détruit autrement que par incinération. La présente invention a pour objet un procédé pour utiliser un tel déchet afin d'obtenir un produit utile, ainsi que les articles et les produits obtenus par le procédé. Conformément à l'invention, le procédé pour former une rna-15 tière pour carton reconstitué consiste à former une couche de particules d'une matière thermoplastique et de papier ou de papier enduit de matière thermoplastique et à soumettre cette couche à la chaleur et à la pression pour former la matière de carton reconstitué par frittage ou fusion des particules sous 20 la forme d'une masse cohérente. l'invention concerne aussi un matériau en carton de papier reconstitué, formé en soumettant une couche de particules de matière thermoplastique et de papier ou de papier revêtu d'une matière thermoplastique à la chaleur et à la pression, ainsi 25 que des articles obtenus par moulage de cette matière de carton reconstitué. la matière obtenue par le procédé selon l'invention peut être moulée à chaud et sous pression et, par suite, elle peut recevoir différentes formes, la matière peut aussi être chauffée 30 dans un four pour provoquer la fusion de la matière thermoplastique et elle peut ensuite être immédiatement moulée à froid pour obtenir un article en forme, lié par la matière thermoplastique et à peu près rigide, à partir de la matière reconstituée. La matière peut, par suite, être considérée comme "thermoforma-35 ble". la production et le moulage de cette matière peuvent avoir lieu à une cadence rapide. les proportions de la matière thermoplastique peuvent varier d'après les caractéristiques recherchées pour la matière en feuilles par addition de matière thermoplastique granulée aux 40 particules du papier couché. Un film en matière plastique peut 69 04450 2. 2002490 être formé sous vide par moulage direct du carton reconstitué. Quand la teneur en matière plastique dépasse une certaine valeur , le matériau est hydrofuge et l'absorption de l'eau par le papier est évitée. Ce matériau peut ainsi être utilisé comme 5 carton étanche à l'eau. La couche de papier et de matière thermoplastique est, de préférence, transportée par un transporteur à bande sans fin et la bande du transporteur peut être une bande métallique sans fin pouvant être maintenue chaude pendant son utilisation. " 10 De plus, la couche peut être déposée sur une bande de pa pier étalée le long de la bande métallique, la bande de papier facilitant l'enlèvement de la bande métallique de la couche pressée et établissant un fini convenable pour l'article formé à partir de la couche. 15 La couche peut être passée à travers plus d'une zone de chauffage et, après la traversée de chaque zone, elle est, de préférence, comprimée par un cylindre comprimant la couche sur la bande métallique, le cylindrage final étant effectué en faisant passer la couche à travers l'emprise des cylindres avec ou 20 sans bande support en papier et, si désiré, en même temps avec une autre bande en papier appliquée sur la face supérieure de la couche. Avant son passage dans l'emprise des cylindres, la couche de papier et de matière thermoplastique se trouvant sur sa bande 25 support en papier est, de préférence, tirée hors de la bande sans fin du transporteur sur une plaque métallique, sur une feuille perforée ou sur la toile métallique chauffée d'un transporteur. La surface de la plaque constitue, de préférence, l'une des zones de chauffage à côté de l'emprise des cylindres. 30 Le chauffage de la couche dans les zones de chauffage peut être effectué, par exemple, au moyen d'éléments de chauffage par rayonnement, de dispositifs de chauffage par pertes dans le diélectrique, de fours chauffés par des brûleurs à gaz ou par chauffage par induction. 35 Si le carton reconstitué est produit de la façon indiquée ci-dessus, de préférence sans aucune couche superficielle de papier formant un support ou un revêtement, les feuilles formées peuvent être unies en plusieurs couches pour obtenir un carton plus épais. Un procédé pour unir plusieurs feuilles pour former 40 une feuille en plusieurs couches consiste à soumettre les feuil- or no/ion -£» V, -f / V les à la chaleur et à la pression dans un noule. Un autre procédé consiste c faire passer les feuilles ensemble à travers l'emprise d'une ou plusieurs paires de cylindres chauffés, et un autre procédé consiste à chauffer les feuilles par pertes 5 dans le diélectrique ou dans un four à infrarouge. D'autres procédés pour unir les feuilles les unes aux autres consistent à provoquer une nouvelle fusion de la matière plastique présente sur les surfaces des feuilles par chauffage au moyen de chalumeau:; ou par traitement avec un adliésii" fondant à chaud, 10 c'est-à-dire par l'application d'un adhésif fondant à chaud, par exemple un bitume ou un composé à base d'acétate d'éthy-lénevinyle. Tes feuilles sont ensuite pressées ensemble, par exemple par passa;;e à travers une eu plusieurs paires de cylindres chauds ou froids. 13 3n raison de la valeur élevée d'isolement thermique des feuilles épaisses en matière selon l'invention, par exemple au-dessus de 25 mm, il est difficile de former des feuilles épaisses en une seule opération en utilisant un dispositif de chauffage par rayonnement, et il est, par suite, préférable de 20 former les feuilles épaisses en assemblant un certain nombre de feuilles plus minces. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description qui va suivre, donnée à simple titre d'exemple nullement limitatif et faite en se référant aux 25 dessins annexés, sur lesquels : Pig. 1 représente schémati quement en élévation un appareil pour la mise en oeuvre du procédé, et Pig. 2 représente schématiquement en élévation un appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon une variante. 30 Conformément à l'invention, des particules déchiquetées de papier revêtu d'un film de polyéthylène sont versées dans une trémie 1 et sont entraînées par une vis sans fin ou un mécanisme équivalent 2 vers un tamis à mouvement alternatif 3. Ce tamis comporte des ouvertures d'environ 4 mm. Les particules tamisées 35 tombent sur un transporteur sans fin 4 en acier enduit d'un agent anti-adhérent qui peut être une silicone compatible avec les matières utilisées. Les particules forment une nappe 5 sur la largeur du transporteur 4 pendant son avance lente vers la gauche de la fig. 1, de la façon indiquée par la flèche A. 40 La nappe 5 passe au-dessus d'un élément chauffant 6 et sous 3- h ) ' • ; 69 0445U 4. 2002490 un groupe de cinq, éléments chauffants 7. Suivant ce mode de réalisation, ces-éléments chauffants sont des éléments à infrarouge qui chauffent la nappe 5 par rayonnement ou "bien des dispositifs de chauffage'par pertes dans le diélectrique, 5 Le chauffage ramollit le polyéthylène à son point de fusion et les particules ou les lamelles adhèrent les unes aux autres, de sorte que les fragments de papier-sont liés les uns aux. autres. La nappe de particules est ensuite comprimée entre un cylindre d'appui P et un cylindre de pression 9 refroidis par •10 circulation d'eau pour former une feuille 10 ayant la consistance du carton par frittage des particules en une masse cohérente. La feuille 10 encore à l'état mou est enroulée pour former un rouleau 11, et elle est ensuite transportée pour un traite-15 ment consécutif. Une brosse peut être montée après la position du rouleau 11 pour nettoyer la bande transporteuse avant son retour au point de départ. Les particules sont disposées sur la bande transporteuse de façon telle qu'elles ne forment pas un seuil à l'entrée de l'emprise entre" les cylindres. 20 Les éléments à chauffage par infrarouge peuvent aussi être remplacés par un dispositif de chauffage par pertes dans le diélectrique. Le chauffage par pertes dans le diélectrique résulte de la chaleur engendrée par les frottements intermoléculaires qui chauffent ainsi uniformément la matière. Les molécules de 25 cellulose du papier se comportent en diélectrique et sont, par suite, chauffées quand elles sont soumises à un dispositif de chauffage par pertes dans le diélectrique, et elles fournissent de la chaleur au reste de la masse par conduction thermique. Un dispositif de chauffage par pertes dans le diélectrique 30 présente un grand avantage par rapport au chauffage par rayonnement parce que, dans ce dernier cas, les couches supérieures de la nappe de particules isolent les couches inférieures contre la chaleur (c'est la raison pour laquelle l'élément chauffant 6 est placé sous le transporteur), de sorte qu'une nappe 35 relativement épaisse de particules ne peut pas être chauffée régulièrement. Alors que des nappes d'une épaisseur supérieure à 6,5 mm environ ne sont pas chauffées régulièrement par rayonnement, il a été constaté que des nappes assez épaisses pouvant atteindre 25 à 50 mm, peuvent être chauffées régulièrement par 40 le chauffage par pertes dans le diélectrique. En fait, dans le 69 0 a £ • i 5 2002490 cas d'une nappe épaisse .de particules de papier à revêtement en film de polyéthylène, les couches centrales ont tendance à atteindre des températures supérieures à celles des couclies voisines des surfaces du fait que celles-ci cèdent de la chaleur 5 à 1 'atmo sphère. la matière en feuille ainsi formée peut ensuite être utilisée pour former des articles moulés. Par exemple, une pièce de matière en feuille peut être placée sur un élément de moule mâle ayant la forme requise, après quoi, l'élément de moule 10 femelle peut être serré sur l'ensemble. Cette disposition est inverse de la disposition habituelle, mais une meilleure tension et un positionnement plus convenable sont possibles quand la feuille est posée sur un élément de moule en saillie au lieu d'être placée sur un élément de moule femelle ou creux. Des 15 plateaux pour l'empaquetage par rétrécissement peuvent être formés de cette façon. Suivant une variante de mise en oeuvre du procédé (fig. 2) la matière granulée ou déchiquetée est envoyée à travers un tamis vibrant perforé 20 dans la.cavité d'un moule 21 situé en 20 position 21a. Le moule 21 chargé est ensuite entraîné sur un transporteur sans fin 22 à travers un four de chauffage par pertes dans le diélectrique 23 pour ramollir la matière thermoplastique quand le moule occupe la position représentée en 21b. Le moule 21 contenant les particules 24 à l'état plastique 25 est ensuite placé en 21c dans une presse à froid 25 et la matière est moulée par descente de la partie mâle du moule fixée à l'extrémité inférieure du coulisseau 26. De cette façon, l'article final en carton reconstitué est formé en une seule opération. L'élément femelle du moule est formé d'une matière 30 ne subissant pas l'échauffement par pertes dans le diélectrique, par exemple en matière céramique ou en polytétrafluoréthylène. Suivant un autre mode de mise en oeuvre du procédé, plusieurs couches (par exemple jusqu'à 27) de matière en feuille, sont empilées les unes au-dessus des autres dans un récipient 35 en cuvette, et elles sont ensuite soumises au chauffage par pertes dans le diélectrique, afin de provoquer la fusion. Ce récipient est revêtu de papier qui est ainsi lié à la matière décrite. La matière rendue plastique est immédiatement transférée dans un moule de moulage à chaud et elle est moulée à la 40 presse en plaçant l'élément de moule mâle du côté inférieur et 69 0441/ 6 2002490 l'élément de moule femelle en dessus. Les éléments de chauffage par rayonnement sont placés dans des hottes au-dessus du brin supérieur du transporteur sans fin, ces éléments chauffants étant disposés pour rayonner la chaleur 5 vers la bande transporteuse située en dessous et sur la matière transportée par celle-ci. Les éléments chauffants sont calculés pour que la chaleur rayonnante pénètre dans la couche pour la chauffer uniformément. En cas d'utilisation du chauffage par pertes dans le dié-10 lectrique, la bande sans fin du transporteur est une bande en feuille d'acier avec un revêtement en une matière telle qu'un polytétrafluoréthylène, un polyester à point de fusion élevée, par exemple un ester téréphtalique tel que le "Térylène" ou une feuille de fibres de verre liées par une résine. 15 Suivant une autre variante de mise en oeuvre du procédé, une bande de papier tirée d'un rouleau est placée sur le brin supérieur d'un transporteur sans fin et, quand le transporteur est mis en marche, la bande de papier continue à être tirée du rouleau et à être entraînée par le transporteur en passant sous 20 les éléments chauffants et à travers des cylindres de pression. Un tamis vibrant situé sous la trémie dépose une couche continue pratiquement régulière de particules de papier et de matière thermoplastique sur la feuille de papier circulant en dessous de la trémie. Cette couche passe ensuite sous les élé-25 ments de chauffage par rayonnement et elle est ensuite comprimée par le premier cylindre de pression. Puis la couche passe sous un second élément de chauffage par rayonnement et elle est à nouveau comprimée par un second cylindre de pression. Finalement, la couche est portée par la bande de papier sur une plaque mé-30 tallique chauffée et sous un troisième élément de chauffage par rayonnement, pour passer finalement dans l'emprise d'autres cylindres en même temps qu'une seconde feuille continue de papier appliquée sur la surface de la couche du côté opposé à celui portant la première couche de papier, La couche de particules 35 de papier et de matière thermoplastique sortant de ces cylindres est alors une feuille compacte ayant sur chaque côté un fini de papier lisse. Cette matière en feuille peut ensuite être soumise à nouveau au chauffage et à la pression dans une presse. Le produit 40 présente des propriétés similaires, et sous certains rapports 2002490 supérieures, v. celles d'un carton, en particulier en raison de sa ' •- rao tc-ri s tique hydrofuje résultant de la présence de la na--:ii.. : t.;-. r.atière peut être mise en forme dans une presse pour recevc--•; ;u:e forr-e autre eue celle d'une feuille. Cette opération est, de préférence, effectuée en utilisant la matière en 10 feuille -:haude, prise directement à la sortie de l'emprise des er'liii-lrisa de compression ou bien après réchauffage à une température supérieure au point de ramollissement de la matière thermoplas-ique, et en formant ensuite la matière dans un moule ti'-àe pour obtenir un article moulé rigide après refroidissement 15 de la matière thermoplastique à une température inférieure à son point de ramollissement. Une récine de polyoléfine telle que le "Polythène" est une matière thermoplastique convenable pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et la matière thermoplastique peut 20 être liôe aux particules de papier quand ces particules sont déposées sur le transporteur sous la forme d'une couche. Les chutes ou les débris de papier à revêtement en polyoléfine peuvent ainsi être utilisés par le procédé selon l'invention pour former un produit de remplacement du carton. D'autres matières 25 thermoplaotinuec eciv/enables sont le polypropylène, le chlorure de polyvinyle, le polystyrène, les polyamides, l'acétate de po-l;v vinyle, l'acétate de cellulose et d'autres matières plastiques. Le surchauffage de points élevés de la couche est évité 3-j par le chauffage de la couche de particules de papier et de matière ther-ioplastiaue en plusieurs étapes avec des étapes de compression intermédiaires du fait que la couche, est formée d'une façon régulière avec une. surface supérieure plane de laquelle aucune particules ne dépasse avant nue l'ensemble soit 55 soumis au chauffage par rayonnement le plus intense. A peu près n'importe quel type de matière thermoplastinue peut être utilisé avec le procédé décrit, et cette matière est amenée par chauffage à un état dans lequel elle peut s'écouler et être comprimée avec liaison des particules de papier par un 4-0 effet de frittage, et avec liaison de ces particules à des 69 04450 G. 2002490 bandes de papier appliquées sur les surfaces de la couche de particules pour former une feuille dans laquelle les particules de papier sont fermement tenues après refroidissement dans une matrice de matière thernoplastioue. La densité du produit peut 5 être ré/:lée en ajustant la pression exercée sur la couche chauffée et en réglant son poids par unité de surface au nouent du dépôt des particules. 3i le produit en feuille ne doit pas porter des revêtements superficiels de papier, il est préférable de lubrifier la sur-10 face de la bande transporteuse de l'appareil décrit en utilisant un agent anti-adhérent. Il n'est pas désirable d'utiliser une cire comme agent anti-adhérent dans le cas d'une polyoléfine, parce qu'un agent de ce type se mélange avec la polyoléfine. Le produit en feuille peut être comprimé avantageusement en 15 utilisant plusieurs paires de cylindres chauffés traversés successivement par la bande après passade à travers les dispositifs de chauffage. Il est préférable eue tous les cylindres de laminage soient usinés avec précision et puissent subir un réglage fin, et -que 20 leurs pressions soient équilibrées. Suivant une autre variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, plusieurs trémies avec des tamis associés peuvent être placées le long du transporteur avec des éléments chauffants entre les trémies successives (pour le chauffage par 25 pertes dans le diélectrique ou pour le chauffage par infrarouge) et avec un cylindre de compression dans chaque appareil chauffant. Une structure épaisse en couches successives peut ainsi être formée. Il est aussi possible de prévoir l'appareil de fa-30 çon que la couche revienne plusieurs fois sous une trémie pour former une structure en plusieurs couches pouvant être évacuée de la machine quand son épaisseur est suffisante. Une palette ondulée peiit être formée avec une couche épaisse du type stratifié ou d'une seule pièce, une telle palette 35 étant d'un poids réduit par comparaison aux palettes en métal ou en bois et ayant une résistance suffisante pour porter une charge. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres 40 variantes sans que l'on sorte de son cadre. 69 *44Sv 9. 2002490 REVENDICATIONS 1. Procédé pour produire un matériau du type feuille ou panneau en papier reconstitué, caractérisé par la formation d'une couche de particules de matière plastique et de papier ou 5 de papier portant un revêtement en matière thermoplastique, et la soumission de la couche à la chaleur et à la pression pour former un matériau reconstitué par frittage ou par fusion des particules pour obtenir une masse cohérente. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 la couche est formée sur une bande transporteuse en mouvement et est entraînée pour être soumise au chauffage et à la pression. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chauffage est effectué au moyen d'appareils chauffants à infrarouge. 15 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chauffage est effectué dans un four de chauffage par pertes dans le diélectrique. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chauffage est effectué au moyen d'un appareil de chauffage 20 par induction. 6. Procédé'selon l'une des revendications 2 à 5» caractérisé en ce que la pression est exercée en utilisant une paire de cylindres formant une emprise pour fritter les particules sous la forme d'une masse cohérente. 25 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche est formée dans un récipient et est ensuite soumise au chauffage et à la pression dans un moule, pour former un article fini en matière de carton reconstitué. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caracté- 30 risé par l'application d'une feuille de papier ou d'un film en matière plastique stratifié au moins sur l'une des surfaces principales du matériau. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le matériau obtenu est empilé en couches et est 35 ensuite soumis au chauffage et au moulage pour produire un article . 10. Procédé selon l'tme des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la matière thermoplastique est du polyéthylène. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, carac- 40 térisé en ce que la dimension des particules ne dépasse pas 69 044S0 10. 2002490 6,35 mm. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la matière plastique et le papier sont proportionnés pour que le produit soit hydrofuge. 5 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, carac térisé en ce que des particules de matière thermoplastique et la matière thermoplastique formant le revêtement du papier sont utilisées pour former la couche. 14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce 10 que la teneur en matière plastique de la couche formée comprend au moins 20 £• en poids de la matière thermoplastique. 15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les particules sont déposées pour qu'il ne se forme pas de seuil à l'entrée des cylindres de laminage. 15 16. Matériau en carton de papier reconstitué caractérisé en ce qu'il est constitué à partir d'une couche de particules de matière thermoplastique et de papier ou de papier portant un revêtement en matière thermoplastique liés par chauffage et pression et frittés ou fusionnés sous la forme d'une masse cohérente. 20 17. Matériau en carton de papier reconstitué, caractérisé en ce qu'il est formé suivant l'une des revendications 1 à 16. 18. Ilatériau en carton de papier reconstitué, selon l'une des revendications 17 et 18, caractérisé en ce qu'il contient des matières thermoformables. 25 19. Matériau en carton de papier reconstitué selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce qu'après chauffage et compression par action de moulage, le constituant en matière thermoplastique est considérablement renforcé par le papier afin que le produit moulé ne soit pas facilement déformable. 30 20. Matériau en carton de papier reconstitué selon l'une des revendications 17 à 20, caractérisé en ce qu'il est hydrofuge . 21. Article en matière pour carton de papier reconstitué, caractérisé en ce qu'il est formé principalement de particules 35 de matière thermoplastique et de papier ou de papier portant un revêtement de matière thermoplastique.