Brevet FR2353678A1 — publié le 19771230

La présente invention se rapporte à un carton ondulé renforcé et à un procédé pour sa fabrication. On connait déjà un grand nombre de cartons ondulés renforcés obtenus à partir de pulpe de bois contenant une résine thermodurcissante, par exemple du type mélamine-formaldéhyde ou épichlorhydrine. On connait également des procédés de renforcement du carton ondulé par imprégnation du carton avec de la paraffine ou des résines synthétiques, ou par utilisation d'un carton épais, multicouches ou imprégnés de résine, comme élément intérieur cannelé. Ces divers procédés connus présentent des inconvénients parce qu'ils nécessitent l'emploi d'une colle spéciale pour le placage de la feuille de recouvrement, ou ont une résistance insuffisante au mouillage, ou ne peuvent pas être traités par les machines à onduler usuelles. On connait également un papier obtenu à partir d2xn mélange de pulpe de bois et de résine thermoplastique. Ce papier n'a toutefois pas été très utilisé pour la fabrication de cartons ondulés car la résine thermoplastique qu'il contient peut fondre et se déposer sur les rouleaux de préchauffage ou d'ondulage, lorsqu'on traite ce papier au moyen d'une machine à onduler usuelle. D'autre part, il nécessite l'emploi d'une colle spéciale pour son placage avec l'élément de recouvrement extérieur. La présente invention a pour objet un carton ondulé renforcé qui peut être fabriqué au moyen d'une machine à onduler useulle. Le carton ondulé renforcé suivant la présente invention comprend un élément cannelé intérieur et un élément de recouvrement extérieur plaqué sur au moins une face de ltélément intérieur. Ce dernier est réalisé en carton multicouches comprenant une couche interne d'un mélange de pulpe de cellulose contenant au moins 15 % de résine thermoplastique par rapport au poids de mélange, et deux couches externes de pulpe cellulosique formées chacune sur les faces opposées de ladite couche interne La feuille formée de ltensemble de ces couches est transformée en un élément unitaire intérieur cannelé, pendant le traitement de cette feuille par une machine à onduler usuelle, lors de son passage dans le pincement, entre les rouleaux de préchauffage et les rouleaux d'ondulation successivement, sous pression et à une température élevée. Comme résines thermoplastiques appropriées pour l'emploi ci-dessus, on peut utiliser des résines du type polyéthylène, polyamide, alcool polyvinylique, chlorure de polyvinyle, polysty rène et acrylique. La résine peut être sous forme de poudre, de particules, de copeaux. ou de fibres et sa teneur est au moins de 15 % et de préférence de 20 à 50 %, par rapport au poids du mélange avec la pulpe cellulosique. Si la teneur en résine est inférieure à 15 % en poids, l'amélioration des caractéristiques phy siques de l'élément cannelé, par exemple l'adhérence avec les fibres de pulpe de bois, la résistance humide ou l'absorption d'eau, est insuffisante.La pulpe de bois qui peut être utilisée comme composant primaire de la couche interne peut etre toute pulpe cellulosique employée pour la production de cartons ondulés, par exemple pulpe semi-chimique, pulpe de papier de récupération ou mélange de ces produits. Les couches externes à former sur les deux faces de la couche interne peuvent être réalisées avec le même type de pulpe cellulosique que celui de la couche interne mais sans la résine thermoplastique. Le poids du film de chaque couche externe est de l'ordre de 20 à 50 g/m2. Lorsque le poids est inférieur à 20 g/mh la résine thermoplastique de la couche interne diffuse dans les couches externes pendant le traitement et risque de se déposer sir les cylindres de séchage de la machine à papier, les rouleaux de préchauffage ou les rouleaux d'ondulation de la machine à onduler. Par contre, un poids de film supérieur à 50 g/m2 diminue la résis tance humide de l'élément intérieur à onduler. La résistance humide de la couche externe de l'élément cannelé peut être augmenté par incorporation d'une résine thermoplastique par exemple du type mélamine-formaldéhyde ou épichlorhydrine dans la couche externe. La feuille multicouches à transformer en élément cannelé peut être obtenue de façon usuelle, au moyen par exemple d'une machine à ultraformer qui engendre une feuille humide. On déshydrate ensuite la feuille humide entre deux feuilles de feutre puis on la sèche sur un cylindre de séchage. Lorsque la feuille n'a pas été suffisamment chauffée et pressée, le produit résultant n'a pas une résistance suffisante pour être utilisé en l'état comme élément cannelé intérieur. Un des avantages de l'invention réside en ce que la résistance de la feuille multicouches peut être sensiblement améliorée pendant son traitement par une machine à onduler usuelle, par pressage de la feuille à une température supérieure au point de ramoliissement, et de préférence supérieure au point de fusion de la résine thermoplastique. Ce traitement de pressage à chaud est effectué par passage de la feuille dans le pincement de rouleaux rotatifs de préchauffage à rotation opposée ou de rouleaux d'ondulage à rotation opposée. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés. La figure 1 représente schématiquement un dispositif de fabrication du carton ondulé suivant l'invention et La figure 2 est une coupe longitudinale du carton ondulé suivant l'invention. La figure représente schématiquement la machine à onduler utilisée pour produire l'élément cannelé, puis pour le plaquer sur une feuille unique de recouvrement extérieur sur-un seul côté. La feuille multicouches F à onduler est fournie par une station de déroulement, non représentée, à un rouleau 1 de préchauffage et passe autour de ce rouleau où elle est chauffée à une température de 1900Cenviron. La feuille chauffée est ensuite humidifiée par un humidificateur 2 et dirigée vers des rouleaux d'ondulage 3, 3 tournant en sens opposé. Les rouleaux d'ondulage sont chauffés centralement à une température de l'ordre de 1600CI. La feuille F est pincée entre les rouleaux 3, 3 sous une pression de pincement linéaire de 30 à 40kg/cm environ, ce qui provoque son ondulation ou cannelage. Sur les sommets de la feuille cannelée tournant autour d'un des rouleaux d'ondulage 3, on applique une pâte liquide, par exemple de la pâte d'amidon, au moyen d'un rouleau de transfert 5 disposé près de ce rouleau 3. Un racleur 4, monté tournant près du rouleau de transfert 5, enlève de ce dernier tout excès de pâte. Une feuille R de placage extérieur est amenée de sa station de déroulement vers deux rouleaux de pré chauffage et chauffée à une température prédéterminée. La feuille se déplace ensuite dans l'étranglement entre un des rouleaux d'ondulage 3 et un rouleau de pression 7 disposé près dudit rouleau 3, de façon à plaquer l'une sur l'autre les deux feuilles F et R. Le carton ondulé résultant comprend un élément cannelé, constitué par la feuille F multicouches, et un recouvrement extérieur F collé sur une seule face de l'élément cannelé. Il est entendu toutefois qu'un autre élément de recou vrement extérieur peut être plaqué sur l'autre face de l'élément cannelé, pour obtenir un carton ondulé tel que présenté en coupe sur la figure 2.Il suffit pour cela d'utiliser un poste de placage supplémentaire, semblable au premier et à l'aval de celui-cL Le carton ondulé finies repris par deux convoyeurs 9, après passage sur un rouleau de guidage 8. Le carton ondulé résultant est représenté en coupe sur la figure 2. Dans cette forme de réalisation, le carton comprend un élément cannelé intérieur Il et deux feuilles de recouvrement extérieur 12,12 liées à l'élément cannelé Il à chaque sommet 11 a de l'élément 11. Ce dernier est constitué par une feuille unitaire composée de plusieurs couches laminées, comprenant une couche interne Il b et des couches externes 11 c de chaque côté de la couche 11b. La couche interne 11 b contient au moins 15 % de résine thermoplastique en poids, le complément étant une pulpe cellulosique, de préférence une pulpe semi-chimique ou de papier de récupération. Par exemple, la couche interne contient environ 30 % den poids de fibres courtes de polyéthylène dans une pulpe de papier de récupération et son poids est de 170 g/m2.La couche externe est constituée par une pulpe de papier de récupération, du même type que pour la couche interne et par O,LC en poids d'un produit d'addition pour la résistance humide, par exemple une résine modifiée polyamide-épichlorhydrine. Chaque couche ex- terne 11c formée sur les faces opposées de la couche interne llb a un poids de film de 40 g/m2. La feuille 12 de recouvrement extérieur du carton ondulé peut être un produit usuel étanche à l'eau, par exemple du JIS E- 320, et telle est plaquée à l'élément cannelé 11, à chaque sommet de ce dernier, au moyen d'une colle usuelle, par exemple de l'amidon. La description ci-dessus montre que le carton ondulé suivant la présente invention peut être fabriqué de façon connue au-moyen de machines à onduler usuelles, sans qutil soit nécessaire de modifier le processus ou le dispositif existant puisque la résine thermoplastique est présente seulement dans la couche interne de l'élément cannelé et ne diffuse pas à la surface de la couche cellulosique externe pendant le traitement de la feuille multicouches par la machine à onduler.La feuille de départ peut être obtenue de façon usuelle au moyen d'une machine à papier, et les différentes couches peuvent être intégrées ensemble en iiiie feuille unitaire simultanément au traitement de la feuille canes la machine à onduler pour son formage en un élément cannelé. L'invention est illustrée Far l'exemple ci-après, non li imitatif. EXEMPT Préparation de la feuille de départ. On mélange de la pulpe de papier de récupération avec 30 % de fibres courtes de polyéthylène (Mitsui Zellabach co. ltd, SWP-E400, point de fusion 1310 C, longueur 0,9 mm). Le pourcentage est donné en poids, par rapport au mélange. Le mélange obtenu est utilisé comme matière de formation de la couche interne. La matière de la couche externe contient 0,4 % en poids d'une ré- sine épichlorhydrine-polyamide modifiée, dans de la pulpe de papier de récupération. Ces produits sont combinés en une feuille mince multicouches comprenant une première couche externe, deux couches internes et une deuxième couche externe successivement, au moyen d'une machine à ultraformage. La feuille est ensuite séchée. Chacune des couches externes a un poids de 40 g/m2 et chacune des deux couches internes a un poids de 85 g/m2 . La vi- tesse de formage de la feuille est de 7,5 m/mn. Le poids de l'ensemble des couches est de 150 g/m2. La feuille résultante est pressée pendant 5 secondes à une température de 1400 C sous une pression de 50 bars. À titre de comparaison, on prépare une feuille de papier de même poids par m2, à partir de pulpe de papier de récupération seulement. Les caractéristiques des deux feuilles ci-dessus sont indiquées dans le tableau I. TABLEAU I Présente Témoin 1 invention Poids en g/m2 242 252 sec 9.4 6.0 Eclatement en Eg/cm2 Humide 7-5 2.2 sec/humide 79.5 % 36.6 % sec 58.1 42.6 Ecrasement à l'anneau humide 14.3 4.6 en Kg sec/humide 24.6% 10.7% Les valeurs du tableau 1 sont mesurées suivant la méthode JIS-P8126, dans laquelle l'échantillon "sec" est maintenu à 200 C, à 65 % RH pendant 24 heures et l'échantillon "humide" est immergé dans l'eau a 20 C pendant 1 heure. Préparation du castor ondulé. La feuille résultante obtenue as le procédé ci-cessus est envoyée à une machine à onduler (Mitsubishi Lungston CcL, Ltc, largeur 2200 m) pour être transformée en un ClérLent cannelé. La température de surface du rouleau de préchauffage est de 190 C et la pression de pincement linéaire entre les rouleaux d'oncula- ge est de 40 kg/cm. Une feuille de recouvrement extérieure en JIS K-320 est plaquée sur les deux faces de l'élément cannelé, au moyen d'une pâte d'amidon, pour obtenir un carton ondulé fini. On répète l'opération ci-dessus pour obtenir un te oit de comparaison 2, un carton multicouches en pulpe de papier ce récu- pération d'un poids de 250 g/m2 étant utilisé pour l'élément cannelé, à la place de l'élément suivant l'invention. On obtient un témoin de comparaison 3 également par les mêmes opérations que ci-dessus, sauf en ce que le carton multicouches est en pulpe de papier de récupération d'un poids de 250 g/m2 et qu'on utilise une feuille de recouvrement extérieur en JIS E-220, le carton ondulé résultant étant imprégné de paraffine liquide à raison de 45 %. Les caractéristiques du carton ondulé résultant dans les divers cas sont indiquées dans le tableau 2. TÀBLEÀU 2 Présente invention Témoin 2 Témoin 3 Résistance à l'écrasement à plat sec 15.8 10.1 13 kg/5 cm2 humide 3.5 .9 2.6 Résistance à l'écrasement en bout sec 13.5 10.7. 8.934 kg/5 cm humide 2.1 0.2 1.6 Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme du produit suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. REVENDICAtICKS. 1. Procédé de fabrication de carton ondulé renforcé, caractérisé en ce qu'il comprend : la formation d'une feuille multicouches comportant une couche interne d'un mélange de pulpe de cellulose et d'une résine thermoplastique et deux couches externes de pulpe de cellulose formées chacune sur les faces opposées de la couche interne avec un poids de film de 20 à 50 g/m2 environ, ladite résine thermoplastique étant présente dans le mélange à raison d'au moins 15 % par rapport au poids sec du mélange ; le passage de la feuille multicouches dans une machine à onduler, de façon à intégrer ensemble les dites couches et à les transformer en un élément cannelé unitaire par passage autour d'un rouleau de préchauffage et dans le pincement entre des rouleaux onduleurs tournant en sens inverse, à une température et sous une pression élevées ; et le placage d'au moins une feuille d'un élément de recouvrement extérieur sur ledit élément cannelé intérieur, sur une face de ce dernier. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la résine thermoplastique est sous forme de fibres. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la résine thermoplastique est sous forme de poudre, particules ou copeaux. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la résine thermoplastique est présente à une teneur de 20 % à 50 * environ pr rapport au poids sec du mélange. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la résine thermoplastique est choisie parmi les résines du type polyéthylène, polyamide, alcool polyvinylique, chlorure de polyvinyle, polystyrène et acrylique. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite température élevée est supérieure au point de ramollissement de la résine thermoplastique et de préférence supérieure au point de fusion de cette résine. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications i à 6, caractérisé en ce que la couche externe contient un produit d'addition pour augmenter la résistance humide. 8. Carton ondulé renforcé, comprenant un élément cannelé intérieur et un élément de recouvrement extérieur plaqué sur au moins un côté de ltélément antérieur obtenu par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément cannelé intérieur est en carton multicouches comprenant une couche interne d'un mélange de pulpe de cellulose et d'une résine thermoplastique et deux couches externes de pulpe de cellulose formées chacune sur les faces opposées de la couche interne avec un poids de films de 20 à 50 g/m2 environ, la résine thermoplastique étant présente dans le mélange à raison de 15 % et de préférence 20 à 50 % environ du poids sec du mélange. 9. Carton ondulé suivant la revendication 8, caractérisé en que la résine thermoplastique est choisie parfiles résines du type polyéthylène, polyamide, alcool polyvinylique,chlorure 'de polyvinyle, polystyrène et acrylique. 10. Carton ondulé suivant la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que la couche contient un produit d'addition pour augmenter la résistance humide.