Brevet FR2487297A1 — publié le 19820129

L'invention a pour objet un procédé permettant la confection de boites étanches a partir de flans en carton. Le carton utilisé peut être de l'une quelconque des sortes de cartons employés jusqu'à présent dans la fabrication des boites. De plus l'invention convient aussi bien à la réalisation de boites étanches à couvercle indépendant que de boites à rabats servant de couvercle. Dans de nombreux domaines de l'activité industrielle, on a besoin d'utiliser des boites étanches. On illustrera cette affirmation à l'aide de deux exemples pris dans des secteurs très différents. Pour des motifs divers, en particulier en raison d'une lutte plus facile contre les parasites, la culture des champignons tend à se faire dans des boites étanches qui sont jetées après la récolte. De même, les expéditions des champignons récoltes se font dans des boites étanches où ils conservent mieux leur fraR- cheur. Dans la biscuiterie, pour que les g#A# teaux restent secs et croquants, il est habituel de les emballer dans des boites étanches. Pendant longtemps, et encore maintenant, dans la biscuiterie et dans l'épicerie on s'est servi de boites métalliques. Le poids et le prix de ces dernières ont conduit à les remplacer par des boites en d'autres matières comme la matière plastique, moulée à la forme voulue, ou par des boites en matière qui n'est pas étanche par elle-me#me mais avec laquelle on emploie des sachets ou des enveloppes en matière étanche dans lesquels sont enfermés les produits. L'une des matières les plus économiques pour la confection des boites est le carton. De plus il est léger, mais il faut être capable de le rendre suffisamment étanche pour les besoins envisagés sans accroître notablement son prix de revient. L'invention a pour but principal d'apporter un procédé qui constitue une solution avantageuse à ce problème. Elle couvre aussi toute boite étanche obtenue par ce procédé. Selon l'invention, à partir d'un flan découpé, en carton, rainuré le long des lignes de pliage, on dispose parallèlement le flan et une feuille en matière plastique chauffe à sa température de ramollissement, on les introduit à l'intérieur d'un moule apte à contenir la boite formée et on crée une force pneumatique qui agit sur la feuille, l'applique contre le carton et la fait adhérer à ce dernier. La feuille est plaquée fortement contre les parois de la boite en carton, y compris dans les angles, et elle y adhère. Le moule nécessaire à la mise en oeuvre de l'invention n'est pas de conception spéciale ; les moules connus servant au thermoformage des matières plastiques en feuille par chauffage et par dépression ou pression d'air sont facilement adaptables au procédé de l'invention. La feuille de matière plastique est également disponible dans le commerce. On peut utiliser soit du chlorure de polyvinyle en feuille, soit du polyéthylène en feuille, de qualité alimentaire, composé de deux éléments, l'un de nature plus dure, l'autre de nature plus molle. Quand on emploie du chlorure de polyvinyle il faut se servir d'un carton préenduit de chlorure de polyvinyle. L'enduction se fait à l'aide d'une machine rotative à travers laquelle passe le carton à plat. L'épaisseur de l'enduction est extrêmement mince, de 11 ordre de 1/10 de micron. L'adhérence du chlorure de polyvinyle se fait grâce à la couche mince d'enduction préalablement. déposée sur le carton. L'adhérence du polyéthylène à deux élémentis se fait sans aucun traitement préalable du carton. L'élément le plus mou est ramolli suffisamment par la chaleur pour adhérer de lui-meme au carton0 On peut utiliser tout carton disponible dans le commerce, à son état habituel, que ce soit du carton plat ou du carton ondulé, sans opération supplémentaire de préparation à l'exception du traitement de préenduction expliqué ci-dessus quand on veut employer du chlorure de poly vinyle en feuille. Il a été constaté, en effet, que le carton est toujours suffisamment poreux pour que l'on puisse créer une dépression à travers les parois de la boîte et ainsi, mettre en forme et faire adhérer la feuille ramollie par la chaleur. Une enduction préalable à l'aide d'une couche de 1/10 de micron de chlorure de polyvinyle laisse subsister la porosité du carton. Si, dans certaines circonstances, on dépose une couche plus épaisse, on peut redonner au carton la porosité voulue en le perforant de nombreux trous très petits. La porosité du carton n'est pas mise à profit, et sa disparition n'a donc plus d'importance, quand la feuille est appliquée sur le carton par soufflage d'air créant une pression suffisante dans le sens voulu pour appliquer contre le carton la feuille ramollie par la chaleur. Pour donner au carton une étanchéité convenable, il suffit d'y faire adhérer une feuille dont l'épaisseur est peu importante, choisie par exemple entre 5 microns et 200 microns. L'invention apporte un avantage inattendu important. Elle permet de supprimer sur le flan toute patte de collage et tout encollage. En adoptant une Xaisseur appropriée de la feuille de matière plastique, en fonction de l'usage de la boite, on constate que cette feuille adhère assez fortement au carton pour que les côtés relevés soient tenus dans cet état par la feuille elle-t:i-eme0 On peut améliorer la résistance de la boite fermée, sans patte, ni encollage, de la façon suivante. Quand le flan est introduit dans un moule pour être replié et pôur être tenu à l'état fermé, on ne l'enfonce pas complètement dans le moule. On laisse, au contraire, les parois latérales de la boite dépasser du moule. La feuille adhère alors aux faces intérieurs de la boi- te et, aussi, à la partie des faces exté.rieures non dissimulée dans le moule. De plus, la feuille s'étend de manière continue de l'intérieur à l'extérieur en couvrant la tranche supérieure des parois lat rales. On a alors un ceinturage qui renforce la boite, principalement aux angles, et une meil leure garantie d'étanchéité grâce au recouvrement par la feuille des tranches suprieures des parois. La suppression des pattes de collage est favorable à la mise en oeuvre du procédé. Quand les côtés sont simplement relevés, ils se joignent le long des arêtes de la boite d'une manière imparfaite qui procure une porosité supplémentaire favorable à la création de la dépression, principalement dans les angles où il est utile que la feuille adhère bien, On a considéré jusqu'à présent le cas où seules les faces intérieures d'une boite sont garnies d'une feuille d'étanchéité, avec, éventuellement, un ceinturage du sommet des c6tés de la boite. En réalité, si on le désire, le ceinturage peut descendre très bas sur les faces extérieures de la boîte. Il suffit que celle-ci soit tenue sur une faible hauteur à partir du fond pour qu'elle reste à l'état replié. Quand une boite a été garnie intérieurement d'une feuille d'étanchéité, on peut, si on le juge utile, la garnir extérieurement, en totalité, d'une seconde autre feuille d'étanchéité. On enfonce sur un support approprié, cette boite garnie intérieurement, on étend au-dessus une feuille ramollie par la chaleur, on introduit le tout dans un moule et on applique la feuille sur la surface extérieure de la boite, de préférence par soufflage d'air, Quand on a fait adhérer la feuille au carton, on découpe le long de ce dernier les parties de la feuille qui dépassent dans les zones où elle avait une longueur excessive. Pour bien faire comprendre l'invention, on donnera maintenant une description de plusieurs exemples de mise en oeuvre du procédé. On se reportera au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un flan en carton découpé pour la confection d'une boîte à couvercle indépendant, - la figure 2 est une représentation schématique en coupe d'un moule pour la mise en oeuvre du procédé à partir du flan de la figure 1, - la figure 3 est une représentation schématique en coupe d'un autre moule pour la mise en oeuvre du procédé, - la figure 4 est une vue en perspective d'une partie de moule contenant un flan replié pour le traitement selon le procédé de l'invention d'une boite à fermeture par rabat, - la figure 5 est une autre représentation schématique d'un moule, en partie en coupe, pour la mise en oeuvre du procédé. Etant donné que le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre avec les moules de divers types connus et utilisés pour le thermoformage de matières plastiques en feuille, on ne décrira pas en détail ces moules qui sont disponibles dans le commerce. Les moules opérant par dépression ou par soufflage d'air sous pression, ou mettant en oeuvre ces deux moyens, conviennent également bien au procédé de l'invention pour donner naissance à la force pneumatique qui applique la feuille ramollie contre le carton. La figure 1 montre un flan I découpé en carton pour la confection d'une boite rectangulaire du type à couvercle indépendant (non -représenté). Le flan 1 est dépourvu de pattes ou de zones d'encollage ; il est simplement rainé en 2 le long des lignes de pliage. L'invention n'interdit pas de prévoir des pattes d'encollage ni de se servir de points de colle pour la confection de la boite. Mais elle a l'avantage de permettre de supprimer toute patte et toute opération d'encollage. Avec un moule négatif 3 (figure 2) ayant un fond 4 perforé pour la création d'une dépression dans le volume intérieur 5, et auquel est associé un poinçon 6, on procède de la façon suivante. Le poinçon 6 étant en dehors du moule 3, on étend entre eux une feuille 7 en matière plastique choisie comme on l'a dit plus haut et que l'on déroule, de préférence, d'un rouleau. On échauffe cette feuille 7 à sa température de ramollissement, à une température de 40000 environ. Cette opération peut se faire selon les divers moyens employés couramment dans le thermoformage (échauffement du moule et du poinçon, plaque chauffante escaotable, courant d'air chaud, etc....). Ensuite, on place le flan 1, à plat, entre le moule 3 et la feuille 7 puis on fait pénétrer le poinçon 6 dans le moule 3.La figure 2 montre le début de ce mouvement au cours duquel le flan se plie le long des lignes 2 et se ferme pendant qu'il est enfoncé dans le moule par le poinçon.Âprès fermeture du moule 5 à sa périphérie, on fait le vide à travers le fond perforé 4. Le carton étant poreux, comme on l'a expliqué plus haut, la feuille 7 est fortement plaquée contre la totalité de la surface intérieure de la boîte et elle y adhère. après cette opération, on découpe la feuille 7 le long des bords de l'entrée de la boite. Des moyens de coupe peuvent etre montés sur le moule 3 pour effectuer cette découpe, ainsi qu'il est courant dans les moules de thermo-formage. La figure 3 montre un autre exemple d'un moule qui est inversé par rapport à celui de la figure 2 mais dont les organes sont les mêmes et accomplissent les mêmes fonctions. Pour cette raison, on les a désignés par les mêmes références. Toutefois, le moule 3 de la figure 3 est moins profond que la boite qui y est formée de sorte que celle-ci dépasse du volume intérieur par une bande supérieure 8, à la partie haute de ses parois latérales. Dans ce cas, la feuille 7 recouvre non seulement la surface intérieure de la boite mais aussi la tranche supérieure des parois latérales et la surface extérieure de la bande 8. La hauteur de celle-ci peut atteindre une grande valeur ; il suffit que le flan soit enfoncé dans le moule juste de la valeur voulue pour que les côtés se plient et restent à l'état fermé.On peut aussi utiliser des moules à parois ouvrantes, comme il est connu dans le thermo-formage. Le couvercle de la boîte obtenue à partir du flan 1 de la figure 1 a une forme analogue et il peut être confectionné et traité de la même façon. La figure 4 montre un moule 9 apte à contenir un flan 10 capable de donner une boite se fermant au moyen d'un rabat 11. Ce moule 9 a une face supérieure 12 qui s'étend sur un côté pour soutenir à plat le rabat Il à l'état d'ouverture de la boite. On peut donc recouvrir d'une feuille, comme expliqué plus haut, la totalité de la surface intérieure de la boîte et celle du rabat 11. S'il est souhaitable, en inversant la position relative du flan 1 et de la feuille 7 et en faisant le vide par l'intérieur de la boîte, on peut couvrir la surface extérieure de cette dernière. On peut envisager aussi, comme l'illustre schématiquement la figure 5, de couvrir d'une feuille imperméable les deux surface#s, intérieure et extérieure d'une boite. Par exemple, un plateau 13 est pourvu d'un premier moule positif 14 que l'on coiffe d'une boite 15 préalablement couverte d'une feuille sur sa surface intérieure. Un second moule négatif 16 est disposé au-dessus du moule positif 14 pour le recevoir avec la boite 15. Ce moule 16 est pourvu d'une arrivée 17 d'air sous pression. Une feuille 7 étendue entre les deux moules 14, 16 est chauffée à la température voulue et, pendant l'entrée du moule 14 dans le moule 16, elle couvre la totalité de la surface extérieure de la boite 15. Quand les deux moules 14 > 16 sont appliqués l'un sur l'autre, la feuille 7 est serrée entre les bords périmétriques 18, 19 d'une manière étanche et on souffle de l'air dans le moule 16 par l'arrivée 17. Cet air plaque la feuille 7 sur la surface extérieure de la boite et produit l1adhé- rence voulue avec le carton. On notera que l'application de la feuille 7 à l'intérieur de la boite obtenue par pliage du flan peut se faire aussi par soufflage d'air, dans le sens voulu. Par exemple, dans le cas illustré par la figure 3, le moule 6 pourrait être pourvu d'une arrivée d'air 20 (représentée en trait mixte) par laquelle il serait possible, après fermeture des deux moules ensemble et serrage de la feuille 7 par le bord périmétrique 21, de souffler de l'air sous pression. Cette opération peut être exécutée en plus ou à la place de la dépression créée dans la boite à travers le carton et à travers le moule 3 L'avantage de l'emploi de l'air sous pression est que le procédé de l'invention ne dépend plus de la porosité du carton . La pression de l'air n'a pas une valeur critique. Les pressions utilisées couramment pour le formage par soufflage conviennent; pour fixer les idées on peut dire que la pression à employer peut être comprise entre 5 et 15 bars. REVENDICATIOISS 1) Procédé pour la confection de boites étanches en carton à partir d'un flan découpé, rainuré le long des lignes de pliage, caractérisé en ce qu'on dispose parallèlement le flan et une feuille en matière plastique chauffée à sa température de ramollissement, on les introduit à l'intérieur d'un moule du type utilisé pour le thermoformage apte à contenir la boîte formée et on crée une force pneumatique qui agit sur la feuille, l'applique contre le carton et la fait adhérer à ce dernier. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on emploie comme force pneumatique celle qui résulte d'une dépression entre la feuille et la face correspondante de la boite, créée par une aspiration d'air faite à travers le carton. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie comme force pneumatique celle qui résulte d'un soufflage d'air sous pression fait du côté de la feuille opposé à la face de la boite à laquelle cette feuille doit adhérer. 4) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on emploie comme force pneumatique celle qui résulte d'une dépression entre la feuille et la face correspondante de la boite, créée par une aspiration d'air faite à travers le carton, et un soufflage d'air sous pression fait du CÔté de la feuille opposé à la face de la boite à laquelle cette feuille doit adhérer. 5) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moule présente une face sur laquelle peut reposer un rabat servant de couvercle à la boite formée. 6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une feuille en polyéthylène, connue en soi, composée d'un élément plus dur et d'un élément plus mou, ce dernier étant apte à adhérer au carton quand il est chauffé à sa température de ramollissement. 7) Procédé selon la revendication 1, CaraCtériSé en ce qu'on utilise un flan à préenduction de chlorure de polyvinyle d'une épaisseur laissant au carton une porosité à l'air, et une feuille en chlorure de polyvinyle0 8) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on réalise la préenduction à une épaisseur de 1/10 de micron environ. 9) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un flan à préenduction de chlorure de vinyle d'une épaisseur supprimant la porosité du carton à l'air et on perfore le carton d'une multitude de petits trous. 10) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on utilise des feuilles ayant une épaisseur choisie entre 5 microns et 200 microns. 11) procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un moule ayant une profondeur inférieure à la hauteur des parois latérales de la boite formée de sorte que la feuille recouvre en plus de la surface intérieure de la boîte formée la tranche des parois latérales et la partie de la surface extérieure qui sort du moule. 12) Boite en carton caractérisée en ce qu'elle est rendue étanche par l'un au moins de ses surfaces intérieure et extérieure au moyen d'une feuille adhérente en matière plastique conformément au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.