Brevet FR2296520A1 — publié le 19760730

La présente invention concerne l'application de colle à deux constituants sur des cartonnettes ou doublures à réunir à une bande ondulée pour former du carton ondulé. Dans la fabrication de carton ondulé "double face", revêtu d'une doublure sur chaque face, on colle une première doublure sur une face d'une bande de support ondulée, puis une seconde doublure sur l'autre face de cette bande. Pour fabriquer du carton ondulé à plusieurs épaisseurs, on colle une doublure sur une face de chaque bande ondulée, puis on réunit par collage ces bandes "simple face" et une autre doublure.Pour fabriquer des bandes de carton ondulé simple face jumelées, on ondule simultanément deux bandes ondulées préalable nuent humectées, on colle une doublure sur une face de chacune des bandes ondulées jumelées, dans la machine à onduler, puis une se icone doublure sur la face non revêtue de la bande composite et Il'on sépare lors de l'empilage les bandes simple face jumelées. L'objectif visé pendant pose d'une doublure sur la bande ou ---les bandes simple face est d'obtenir à une vitesse de fabrication satisfaisante, dans l'assemblage humecté par la colle, une bonne adhérence à l'état humide permettant de débiter immédiatement la grande en feuilles et d'empiler celles-ci. D'autres buts sont de miniiiser la fragilité génératrice de fissures, le retrait, le gauchissement et le striage transversal résultant d'un chauffage excessif, ainsi que d'éviter le séchage incomplet, traduit par du |gauchissement et un manque de corps, résultant d'un~chauffage in suitisant.Un appareil et un procédé classiques pour la réunion de la seconde doublure à la bande simple face comportant une dou ttiure et la bande médiane ondulée sont décrits dans le brevet des Etats-Unis n 3 434 901 à propos de la figure 1. La bande simple face contourne un tambour de préchauffage qui chauffe ses cannelu- res et défile dans un poste d'encollage où la bande ondulée est revêtue d'une suspension d'amidon. la seconde doublure, qui contourne aussi un cylindre de préchauffage, est appliquée contre la face inférieure de la bande ondulée, les épaisseurs réunies traversent ensuite une section à plaques chauffantes chauffées à la vapeur.Sous l'effet du chauffage subi dans cette section, l'amidon se gélifie pour coller la bande ondulée à la seconde doublure et l'humidité en excès se dissipe, ce qui augmente la teneur en solides de la colle appliquée en raies. Le procédé classique exige une section de plaques chauffantes coûteuse, à longueur pouvant atteindre et dépasser 12 m, qui exige beaucoup de place et dont les frais de marche sont élevés. Si le chauffage est irrégulier et le séchage inefficace dans la section de plaques chauffantes, il en résulte un certain nombre de défauts dans le carton fini, notamment du gauchissement et un striage transversal qui rendent difficile l'impression sur la doublure. On a fait diverses tentatives pour améliorer le procédé classique et supprimer le striage transversal et le gauchissement du carton fini : on a tenter de réduire le degré de chauffage à appliquer dans la section de plaques chauffantes en abaissant le point de gélification de l'amidon, en deçà de cette section, ou en modifiant le mode et les emplacements de chauffage. Le brevet des Stats-Unis précité décrit un procédé permettant de gélifier l'amidon, après sonEpplication sur la bande de support et avant pose de la seconde doublure, par projection de vapeur d'eau. Ce brevet décrit aussi l'application, sur la colle d'amidon revêtant la bande ondulée, avant pose de la seconde doublure, d'un agent abaissant le point de gélification.Or, on crée une'difficulté en appliquant à se stade cet agent sur la colle d'amidon : la colle subit une gélification superficielle précoce qui l'empêche de pénétrer suffisamment dans la seconde doublure et donc d'assurer la ferme adhérence souhaitée. La présente invention concerne la réunion adhérente d'une seconde doublure à une bande ondulée en vue de l'obtention d'une bande double face, de bandes simple face jumelées ou de bandes simple face juxtaposées et réunies à une dernière doublure pour former du carton ondulé à plusieurs épaisseurs. Plus particulièrement, l'invention concerne la gélification chimique de la colle (typiquement d'amidon) servant à la fabrication de carton ondulé, opérée pour réduire les degrés de chauffage et d'humectage nécessaires Jusqu a présent pour assurer selon le procédé classique la gélification de l'amidon. Le procédé suivant l'invention supprime les déficiences des procédés antérieurs en prévoyant d'appliquer l'agent abaissant le point de gélification sur les crêtesyeannelures de la bande ondulée avant de revêtir ces crêtes de colle d'amidon. De ce fait, la gélification.progresse des crêtes des cannelures, à travers l'intérieur de la raie de colle en contact avec ledit agent, vers la surface extérieure exposée de cette raie. Grâce à cette technique, la gélification s'amorce, tout à fait à l'intérieur des raies de colle, aussitôt que possible et sensiblement dès l'application de la colle sur les crêtes des cannelures.Par contre, la géltfica- tion n'atteint la surf:lc de la raie de colle située le plus à 1' extérieur qu'après entre en contact avec la seconde doublure du carton double face, de- sorte que la colle d'aridon pénètre bien dans la surface de la seconde doublure, lors de la pose de celleci et avant gélification sensible à l'nterface. Les mêmes avantages résultent de l'application de l'invention à la fabrication de bandes de carton ondulé à plusieurs épaisseurs ou de bandes simple face Jumelées. -Par applicQtion selon l'invention de l'agent chimique abaissant le point de gélification, on peut utiliser une suspension d' amidon à plus haute teneur totale en solides que suivant la technique antérieure. Par le procédé selon l'invention, on obtient une raie de colle mince, bien définie, ayant une bonne adhérence à l'état humide en vue de la manutention subie par le carton double face après traversée de la section de chauffage, et l'on minimise la proportion d'eau à incorporer à la colle.De ce fait, la quantité d'eau à chasser du produit par évaporation est moindre et le degré de chauffage à appliquer à l'aide des plaques chauffantes est réduit, ce qui minimise les défauts résultant d' une redistribution irrégulière de lthumidité dans la section de chauffage et d'un chauffage accusé dans cette zone, tels que gauchissement, striage transversal etc. Pour éviter que lient abaissant le point de gélification, dit ci-après "agent de traitement", ne pénètre dans le réservoir de colle d'amidon, par l'intermédiaire de la colle ou du cylindre encolleur, on règle l'épaisseur des raies d'agent de traitement appliquées sur les crêtes des cannelures et celle de la couche de cclle revêtant le cylindre d'encollage. On n'applique l'agent de traitement en pellicule mince, que sur les cretes des cannelures et avant application de la colle. L'épaisseur de ladite pellicule est nettement inférieure à celle de la couche de colle portée par le cylindre d'encollage. La couche de colle, plus épais e, portée par ce cylindre, se divise en épaisseur en deux lames, dont l'une est reportée sur les crêtes des cannelures et dont l'autre, exempte d'agent de traitement, demeure sur le cylindre encolleur et repasse dans le réservoir de colle. Par le procédé de gélification chimique selon l'invention, on assure l'adhérence souhaitée de la dernière doublure ou des nultiples épaisseurs en réduisant le pourcentage de lise au rebut. On peut aussi augmenter la vitesse de la machine et celle de fabrication parce qu'il suffit d'une section de chauffage plus courte, assurant un chauffage plus modéré, pour parachever la gélifier cation de la colle d'amidon. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qu'or; va maintenant donner ei se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente schératiquemert un ondule d'appareil pour la rise en oeuvre du procédé selon l'invention et illustre cette mise en oeuvre - la figure 2 illustre schématiquement, à plus grande échelle, l'application de l'agent de traitement sur les crêtes des cannelures, opérée au poste A représenté sur la figure 1 - la figure 3 illustre schématiquement à grande échelle 1' application de colle d'amidon opérée sur les crêtes des cannelures, par dessus les raies d'agent de traitement, au poste B représenté sur la figure 1 - la figure 4 illustre schématiquement à grande échelle 1' application de la seconde doublure sur les crêtes des cannelures, opérée au poste C représenté sur la figure 1. On va donner du mode de réalisation préféré de l'invention une description détaillée précise, permettant sa mise en oeuvre par le technicien, mais ceci à simple titre d'exemple non limitatif. On peut utiliser selon l'invention diverses colles à deux constituants. Dans l'exemple décrit, ces deux constituants sont de 1'awidon et un agent de traiter-ent abaissant le point de géli fiction de 1 ' amidon. Le mode de mise en oeuvre préféré choisi à titre d'exemple concerne la fabrication de carton ondulé double face 8 et notar.lilent la pose d'une seconde doublure 10 sur une bande de support 13, formée d'une bande 14 ondulée au poste d' ondulation et qui porte, sur les crêtes 11 de ses cannelures, une preniez doublure 12.L'appareil représenté sur la figure 1 est situé en aval du poste d'ondulation non représente et comporte un tambour de pré chauffage classique lù qui chauffe la bande 13 avant qu'elle soit revêtue de colle au poste d'eicollage B. La bande 13 contourne des ro.lvaux fous 20 et 22, ainsi qu'un tambour 24, et atteint le poste d'encollage B, auquel un cylindre encolleur 19 lui applique de la colle prélevée dans un réservoir 21.La bande 13 passe ensuite das une section de chauffage 26, comportant une série de caissons 27, 28 chauffés à la vapeur,. où elle est réunie .par collage à la seconde doublure 10. Une courroie presseuse 30 la maintient appliquée contre la seconde doublure 10 et contre 'les caissons 28 chauffés à la vapeur. Ces caissons 28 la chauffent 'pour la débarrasser de son excès d'humidité et parachever la géli fiction de l'amidon comme on l'exposera. La courroie 30 coopère -avec une courroie 32 pour tirer la doublure 10 et la bande 13 à travers les postes A, B et C. Une dernière section 34, de découpe, débite ia bande 8 de carton ondulé double face en feuilles ou panneaux 15. La seconde doublure 10 contourne aussi un tambour de préchauffage 36 et divers rouleaux fous 37 avant d'être posée sur la bande de support 13 dans la section à plaques chauffantes 28. Tels que décrite Jusqutà présent, l'appareil et le processus sont classiques pour la fabrication de carton ondulé double face. Selon le procédé visé par l'invention, on applique l'agent tde traitement 40, abaissant le point de gélification, sur les -crttes 42 des cannelures 44 de la bande ondulée 14 au poste A, avant d'enduire ces crue'tes de colle au poste d'encollage B. Lors qu'on applique au poste B une colle d'amidon classique, l'agent de traitement 40 est avantageusement formé d'une solution d'hydroxyde caustique, tel qu'hydroxyde de sodium peu coûteux, et abais se la température à laquelle l'amidon sè gélifie.On peut aussi utiliser d1aùtres hydroxydes. Â la température de gélification, 1' -amidon brut présent sous forme de petits grains gonfle beaucoup, absorbe beaucoup de l'eau disponible et se dissout partiellement. te processus de gélification accrolat beaucoup la viscosité du mélange et l'adhérent A l'état humide qui maintient les diverses .épaisseurs de la ba e 8 réunies Jusqu'à apparition, par séchage des raies de colle, de rigidité et d'adhérence à sec. L'agent 40 est appliqué, seulement sur les crêtes 42 des cannelures (figures 1 et 2) par un cylindre enducteur 43, revetu d'une solution d'hydroxyde de sodium par un cylindre d'alimentation 45, prélevant la solution dans un réservoir 47. Du fait que la solution n'est appliquée que sur les crêtes 42 des cannelures sous forme de raies 46 à section en croissant, le taux d'application est plus faible que quand on opère par projection selon le brevet précité en revêtant d'agent de traitement la totalité de la bande de support et ce, seulement une fois cette bande enduite de colle d'amidon. Comme illustré par la figure 1, pendant que la bande 13 traverse le poste d'encollage B, la colle 50 -typiquement suspension aqueuse d'amidon- est appliquée sur les crêtes 42 en raies 52 (figure 3) recouvrant les raies 46 d'agent de traitement. On évite le transfert d'agent de traitement 40 dans le réservoir de colle 21 en réglant les épaisseurs D (figure 3) des raies 46 d'agent de traitement et E de la couche de colle 51 présente sur le cylindre d'encollage 19, de façon à exploiter un phénomène de dédoublement pelliculaire. Une pellicule de liquide se dédouble lorsqu'elle passe entre deux surfaces mobiles qu'elle mouille et que ces surfaces se séparent. Quand les deux surfaces s'écartent l'une de l'autre, chacune d'elles entrasse une proportion du liquide que dépend de l'épaisseur de la pellicule, de la pression, des vitesses de mouvement et porosités des surfaces, ainsi que de la viscosité du liquide et de son aptitude à mouiller les surfaces. Selon le procédé visé par l'invention, le dédoublement pelliculaire apparaît dans la couche d'amidon 51 (figure 3) revêtant le cylindre d'encollage 19. La solution d'hydroxyde de sodium n'est pas transférée des minces raies 46 dans le réservoir de colle 21 parce que la couche relativement épaisse 51 de colle d'amidon se divise en 57 en des raies 52, adhérant aux crêtes des cannelures, et en une pellicule 61, adhérant au cylindre encolleur 19. I1 y a dédoublement pelliculaire au poste d'encollage parce que, des deux couches liquides 46 et 51, c'est celle de colle 51 qui est la plus épaisse, que la bande de support 14 est plus poreuse que le cylindre encolleur, et que l'amidon présente, à l'interface amidon/ hydroxyde 49, une viscosité plus forte que dans le reste de la couche, non encore gélifié. S'il n'y avait pas dédoublement pelliculaire, une partie de l'agent de traitement serait entraînée jusque dans le bac à colle 21 et causerait la gélification progressive de la réserve de colle, ce qui interdirait finalement îa,'bonne adhérence de la seconde doublure 10 à la bande de support 14. I1 y a un certain nombre d'avantages à appliquer l'agent de traitement avant la colle d'amidon : il suffit d'une quantité limitée d'agent de traitement parce que ce dernier n'est appliqué que sur les crêtes 42 des cannelures,-e'Fst-à-dire sur les parties limitées de la bande de support qui sont ultérieureent enduites du constituant formé par l'amidon 50. L'humidité de l'agent de traitement 40 ne pénètre que légèrerrent en 55 (figure 2) dans les crêtes 42, étant donné que la solution à 50 4 dthydroxyde de sodium typiquemert utilisée ne mouille pas la bande de support aussi aisément que l'eau.On réduit ainsi le pourcentage d'humidité introduit initialement dans la bande de support 14 et qu'il faut ensuite éliminer. En outre, l'apprêt à la colophane ou autre revêtant éventuellement la seconde doublure 1G est isolé de 1' agent de traitement en excès, ce qui évite toute inter-réaction fâcheuse, par la couche intermédiaire d'amidon 52 (figure 4). La bande de support 14, exempte d'apprêt, n'est pas fâcheusererlt affectée par l'agent de traitement. butant donné que la gélification s'amorce à l'interface 49 entre les couches d'hydroxyde et d'amidon, près des crêtes 42 des cannelures, en appliquant l'agent de traitement sur ces crêtes 42 avant la colle, on réduit la quantité de colle nécessaire par limitation de la profondeur à laquelle l'ensemble colle-agent de traitement pénètre dans la bande de support poreuse 14, tout en permettant une pénétration suffisante en 61 dans la seconde doublure, moins poreuse, parce que la couche extérieure 63 de l'ensemble colle-agent de traiterrent ,- voisine de la seconde doublure, demeure plus longtemps liquide du fait qu'elle ne subit qu'en dernier lieu la gélification. En amorçant chimiquement la gélification de l'amidon avant chauffage sur les plaques chauffantes, on assure la présence d' assez d'eau pour que les grains d'amidon gonflent complètement afin d'assurer une bonle adhérence, même si la teneur totale en solides de la colle est beaucoup plus forte que celle couramment adopte suivant la technique antérieure. La gélification de 1' amidon entre en concùrrecce pour absorber 11 eau présente dans les raies de colle, avec la migration de liquide et l'évaporation provoquées par le chauffage dans la section à plaques chauffantes 26. De ce fait, on peut utiliser une colle d'amidon à teneur totale en solides beauccup plus élevée. Suivant la technique antérieure, en l'absence d'agent abaissant le point de gelification, c 'était principalelnent l'apport de chaleur par plaques chauffantes qui gélifiait les gris d'amidon et chassait l'excès d'humidité des raies de colle. La simultanéité de ces deux processus limitait pratiquement entre 15 et 50 a teneur totale en solides de la colle. buîvnt la technique antrieure, quand la teneur totale en solides de la colle bon aspect, est exempt de défauts et présente une surface plus apte à l'impression que celui obtenu par des procédés antérieurs. En outre, il est mieux collé et résiste mieux à la traction, ses raies de colle étant minces et bien définies. De plus, les panneaux finis sont plats et lton n'a pas à les croiser à l'empilage pour obtenir des piles ayant, sur les palettes, la même hauteur sur leurs quatre côtés, de sorte que l'empilage peut être automatique et non manuel comme selon les techniques antérieures. Bien qu'on se soit référé, pour décrire l'invention, à la fabrication de carton double face, le procédé est aussi avantageusement applique à la réunion de deux bandes simple face et d' une troisième-doublure pour l'obtention de carton ondulé à plusieurs épaisseurs ainsi qu'à la réunion d'une doublure avec une bande comportant deux épaisseurs ondulées et une doublure, en vue de l'obtention de bandes simple face jumelées. Par exemple, la bande de support 10 peut comprendre une bande ondulée simple face reçoit, sur les crue'tes 42 de ses cannelures une seconde bande simple face, laquelle reçoit elle-même, et dans la section à plaque chaudes, une troisième doublure appliquée sur les crêtes de ses cannelures. Il'est entendu que les dispositions décrites et représentées pourront faire l'obJet de diverses modifications et variantes sans sortir, pour autant, du cadre de l'invention. était inférieure à cette gamme, il fallait un chauffage excessif pour chasser le surplus d'humidité, ce qui limitait la vitesse de la machine, favorisait le gauchissement et augmentait les frais de chauffage à la vapeur des caissons. Par contre, au-delà de cette gamme de teneurs totales en solides, l'adhérence entre épaisseurs était médiocre du fait que les raies de colle ne comportaient pas assez d'humidité pour gélifier complitement l1ami- don avant expulsion par chauffage de l'humidité. En appliquant séparément un agent de gélification avant d' appliquer l'amidon, on favorise la gélification des grains d'amidon par prélèvement d'eau préalable aux processus de migration et d'évaporation de liquide, de sorte qu'on peut porter la teneur totale en solides de la colle au-delà de la garrme précitée sans nuire à l'adhérence des épaisseurs, en accélérant la fabrication et en réduisant le gauchissement et les frais de chauffage à la vapeur. Le procédé selon l'invention permet de douer à la colle une teneur en solides atteignant ou dépassant 40 , et d'utiliser une section à plaques chauffantes beaucoup plus courte parce qu'à 1' état gélifié, une colle d'amidon de cette composition est assez adhésive à l'état humide pour maintenir les épaisseurs de la bande assemblée pendant découpage en panneaux finis 15. Il est avantageux de réduire la longueur de la section à plaques chauffantes parce que, lorsqu'elle est massive, une telle section absorbe beaucoup de chaleur et ne peut changer rapidement de température pour répondre presque sans délai à des variations des conditions de fabrication. Pour la fabrication de certains types de carton ondulé, on peut supprimer complètement la section à plaques chauffantes grâce à l'efficacité avec laquelle on assure la gélification par le procédé selon l'invention. Toutef!is, il reste souhaitable que l'appareil comporte une section de traction pour maintenir ou presser les épaisseurs assemblées l'une contre l'autre pendant le temps voulu pour obtenir une bonne adhérence à l'état huride. Du fait que la seconde doublure 10 présente immédiaterent, à l'état humide, une bonne adhérence à la bande de support 14, la vitesse maximale de la machine peut atteindre et dépasser 266 m/mn avec, dans la section à plaques cilaudes, une pression de vapeur et des températures superficiellus plus faibles. Le carton ondulé obtenu par le prou da suivant l'invention a REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de carton ondulé double face, ca ractérisé en ce qu'on applique une couche d'agent de traitement, réduisant le point de gélification de la colle, sur les crêtes exposées des cannelures de la bande ondulée, revêtue d'une seule doublure sur ses crêtes de cannelure opposées, en faisant porter contre lesdites crêtes exposées un organe enducteur entraSnant 1' agent de traitement et on enduit de colle les crêtes ainsi revêtues à l'aide d'un cylindre encolleur, -la couche de colle en tramée par ce cylindre étant plus épaisse que les raies d'agent de traitement portées par lesdites crêtes, afin que la couche de colle entrarnée par le cylindre se sépare en des raies de colle adhérant auxdites crêtes et en une couche résiduelle demeurant sur le cylindre encolleur, ce qui isole l'agent de traitement du cylindre encolleur et de la couche de colle qu'il entraîne et la gélification de la colle s'amorçant à l'interface colle/agent de traitement et progressant vers l'extérieur dans la couche de colle- et on applique une épaisseur supplémentaire sur les crêtes encollées avant gélification notable des surfaces exposées des raies de colle. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre encolleur coopère avec un réservoir de colle et en ce que la couche de colle qu'il porte est plus épaisse que les raies d'agent de traitement portées par lesdites crêtes de cannelures afin de se séparer en des raies de colle revêtant ces crêtes et en une couche de colle résiduelle demeurant sur le cylindre encolleur, ce qui isole l'agent de traitement de ce cylindre et de la couche de colle qu'il entraîne, la couche résiduelle qui retourne dans le réservoir étant ainsi exempte d'agent de traitement. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur supplémentaire est une seconde doublure. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur supplémentaire est constituée par une bande ondulée portant une seule doublure et par une troisième doublure. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de traitement est un hydroxyde caustique. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle est formée d'une suspension d'amidon à teneur totale en solides dépassant 40 . 7. Procédé de fabrication de carton ondulé double face, suivant lequel on ondule une bande de support continue pour y former une série de cannelures, puis on applique une première doublure sur la bande ondulée, caractérisé en ce qu'on applique une couche d'agent de traitement, abaissant le point de gélification de la colle, sur les,'cretes exposées de la bande ondulée, munie d'une première doublure sur ces crêtes opposées, en faisant porter contre lesdites crêtes exposées un organe enducteur entraînant 1' agent de traitement, on applique de la colle sur les crêtes ainsi revêtues à l'aide d'un cylindre encolleur, et en ce que la couche de colle entraînée par. le cylindre encolleur est plus épaisse que les raies d'agent de traitement portées par lesdites crêtes, afin que la couche de colle entraSnée par ledit cylindre se sépare en des raies de colle portées par lesdites crêtes et une couche résiduelle de colle demeurant sur ledit cylindre, ce qui isole 1' agent de traitement du cylindre encolleur et de la couche de colle qu'il entrasse, la gélification de la colle s'amorçant à l'interface colle/agent de traitement et progressant vers l'extérieur à travers la couche de colle, et en ce qu'on applique une épaisseur additionnelle sur les crêtes encollées avant gélification notable des surfaces exposées des raies de colle. 8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on chauffe la bande composite après application de la seconde doublure sur la bande ondulée. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on presse la bande composite après. application de la seconde doublu Pe sur la bande ondulée.