Brevet FR2519295A1 — publié le 19830708

Procédé de fabrication d'un conteneur d'emballage du type en carton ondulé renforcé. La présente invention concerne un procédé de fabrication dlun conteneur d'emballage tel qu'une boîte en carton ou similaire, réalisé en carton ondulé renforcé et plus particulièrement elle concerne un procédé de fabrication d'un conteneur d' emballage réalisé'en un carton ondulé renforcé qui présente une propriété de résistance à l'écrasement améliorée. Un conteneur d'emballage en carton ondulé est largement utilisé pour différentes applications d'emballage parce qu'il est léger et présente une résistance mécanique élevée. Mais, lorsque les marchandises qui doivent être contenues dans celuici sont lourdes et lorsque les conteneurs d'emballage en carton ondulé contenant ces marchandises sont empilés les uns sur les autres, il existe le danger que la pression appliquée aux conteneurs dépasse la limite de la résistance à l'écrasement présentée par le carton ondulé lui-même et, en conséquence, il se produit une déformation ou une rupture du conteneur d'emballage.Pour cette raison, comme décrit dans la demande de Modèle d'Utilité Japonaise publiée N0 52-84427, il a été proposé que la ré sistance à l'écrasement d'un conteneur d'emballage soit améliorée en appliquant un agent de renforcement au noyau du carton ondulé formant les quatre côtés du corps du conteneur d'emballage. Cependant, dans le cas de l'utilisation du conteneur dont les parties latérales sont renforcées, lorsqu'une pluralité de tels conteneurs contenant des marchandises lourdes sont empilés les uns sur les autres, les parties des lignes de pliage b de ceuxcisont écrasées par la pression comme représenté dans la figure 6 et, de plus, les volets c de ceuxci sont affaissés à l'intérieur des parties latérales a comme illustré dans la figure 5 de sorte que les dimensions intérieures du conteneur sont réduites dans une mesure telle que le conteneur n'est plus réutilisable et est susceptible d'etre rompu le long des parties des lignes de pliage b.A la vue de ce qui précède, l'inventeur a préalablement proposé un tel conteneur d'emballage en carton ondulé renforcé dans la demande de modèle d'utilité japonaise NO 53-12420 dans lequel un traitement de renforcement est appliqué non seulement sur les côtés du conteneur mais également sur les parties des lignes de pliage des volets. I1 s'est avéré que, dans la fabrication d'un conteneur d' emballage en carton ondulé renforcé, si on utilise un carton ondulé renforcé fabriqué par un procédé de fabrication de carton ondulé renforcé conventionnel, le but du renforcement ne peut etre pleinement atteint. A savoir, selon le procédé conventionnel de fabrication du carton ondulé renforcé, une feuille de carton est tout d'abord revetue d'un agent de renforcement et est ensuite mise en forme par pression sous forme d'une couche de noyau ondulée et ensuite les feuilles de recouvrement frontale et dorsale sont collées l'une après l'autre sur les deux surfaces latérales de la couche de noyau pour obtenir le carton ondulé renforcé et ensuite le carton ondulé renforcé est soumis à un stade de marquage des plis de manière à former-des lignes de pliage dans le carton et ainsi se trouve réalisé un conteneur d'emballage. Lorsque les lignes de pliage sont formées de cette manière, du fait que l'agent de renforcement de la couche de noyau a été préalablement durci par chauffage et séchage dans un préchauffeur et par chauffage durant le formage de l'ondulé lation, les parties du carton ondulé renforcées avec l'agent du renforcement sont écrasées et leur structure est détruite lors du formage dans lesdites parties des lignes de pliage par un plieur de sorte que, lorsque ces parties sont soumises à une pression dans la condition empilée des conteneurs, lesdites parties sont courbées comme illustré dans la figure 6 et le but du renforcement des lignes de pliage n'est pas atteint. En conséquence, un but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'un conteneur d'emballage du type en carton ondulé renforcé dans lequel les parties des lignes de pliage sont parfaitement renforcées et leur résistance à l'écrasement est améliorée pour surmonter-les inconvénients de l'art antérieur.Conformément à la présente invention, le procédé est caractérisé en ce que la couche de noyau ondulée et une couche latérale, sont collées ensemble par le dispositif onduleur et la couche de noyau de l'ensemble est revêtue d'un agent adhésif et de plus revêtue avec un agent renforçateur et l'autre couche latérale est collée sur la couche de noyau de l'ensemble pour former un carton ondulé renforcé et, avant achèvement du durcissement de l'agent renforçateur , des lignes de pliage sont formées dans la région renforcée du carton ondulé renforcé et le carton ondulé renforcé est plié pour former le conteneur d'emballage. On décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un conteneur d'emballage du type en carton ondulé renforcé produit confor mément à l'invention, la figure 2 est une vue en coupe par II-II de figure 1; la figure 3 est un schéma explicatif destiné à expliquer le procédé de fabrication conforme à la présente invention; la figure 4 est un diagramme montrant les résultats des essais de résistance à 1' écrasement en fonction des relations entre la résistance à l'écrasement et la déformation de chaque conteneur en carton; la figure 5 est une vue en perspective d'un conteneur d'emballage conventionnel et la figure 6 est une vue en coupe partielle d'une partie d'un autre conteneur d'emballage conventionnel. Un exemple d'un procédé de fabrication d'un conteneur d'emballage du type en carton ondulé renforcé conforme à la présente invention sera maintenant expliqué avec référence à la figure 3. Dans la figure, une feuille destinée à former la couche de noyau A est chauffée et séchée dans un préchauffeur 1 et est formée par pressage sous forme d'une couche de noyau ondulée avec un ondulateur de formage du noyau 2 et, en même temps, un agent adhésif est appliqué par un appareil d'enduction 3 sur les sommets de l'une des surfaces latérales de la couche de noyau ondulé A et ensuite la couche de noyau ondulée A est collée sur une feuille de revêtement B qui est préalablement chauffée et séchée dans un préchauffeur 8.Ensuite, la couche de noyau ondulé A est enduite d'un agent adhésif par un appareil d'encollage 4 sur les sommets de l'ondulation de l'autre surface latérale et ensuite elle est de plus enduite partiellement avec un agent de renforcement D par un applicateur d'agent de renforcement 5, dans la région dans laquelle sont formées ultérieurement les lignes de pliage pour former le conteneur d'emballage. Ensuite la couche de noyau ondulée A est collée sur l'autre couche latérale C, de sorte qu'une feuille de carton ondulé renforcé E est formée et celleci est ensuite chauffée par un appareil à plaque chauffante 6 pour accroire la force d'adhérence de.l'agent adhésif. Ensuite le carton ondulé renforcé E est alimenté en continu à un appareil de pliage et de coupage 7 et, de ce fait, est muni de lignes de pliage F, comme illustré dans la figure 2, avant achèvement du durcissement de l'agent renforçateur D appliqué au préalable sur le carton ondulé renforcé E comme décrit ci-dessus et il est également coupé à la largeur et à la forme désirées. Ainsi, puisque l'agent renforçateur D n'est pas encore durci au moment du formage des lignes de pliage F dans le carton E par l'appareil de pliage 7, les lignes pliées peuvent être formées dans la région renforcée du carton ondulé renforcé sans qu'il y ait écrasement et destruction de la structure dans cette région. Dans l'exemple précédent, l'agent renforçateur D a été appliqué à la région dans laquelle sont ultérieurement formées les lignes de pliage de manière à produire un conteneur d'embàtlage tel que celui illustré dans la figure 1, mais l'application de celui-ci n'est pas limitée à cette région, cet agent renforçateur pouvant être appliqué non seulement à cette région mais également à toutes les régions englobant les régions qui doivent former ultérieurement les côtés a du corps ou caisse du conteneur d'emballage. L'agent adhésif utilisé dans la présente invention est un empois aqueux constitué principalement par de l'amidon de mais et il est gélatinisé et est appliqué à la couche de noyau ondulée A à l'état visqueux à une température de 70 à 900C. Egalement, conformément à la présente invention, le procédé peut être modifié du fait que l'agent adhésif est utilisé sous la forme d'un empois aqueux d'amidon de mais au moment de son application sur la couche de noyau ondulée et cet agent adhésif est ensuite gélatinisé par chauffage de la couche de noyau- et des deux couches latérales par l'appareil à plaque de chauffage 6. Comme décrit ci-dessus, au cours de la fabrication d'un conteneur d'emballage réalisé en carton ondulé renforcé conformément à la présente invention, le stade d'application de l'agent renforçateur sur la couche du noyau est ajouté au procédé conventionnel de fabrication du carton ondulé. Dans le cas de l'application de l'agent renforçateur sur la couche de noyau, Si la température d'application de l'agent renfor çateur est faible, la durée du chauffage nécessaire pour renforcer la liaison mutuelle des éléments laminés A, B, C, chauffage qui est assuré par l'appareil à plaque de chauffage 6, doit être prolongée.En particulier dans un procédé dans lequel l'empois aqueux constitué principalement par de l'amidon de mais est appliqué à la couche de noyau et est ensuite gélatinisé par chauffage pour assurer la liaison mutuelle des éléments laminés A, B, C, lorsque l'agent de renforcement à basse température est appliqué sur 1' empois aqueux, la durée de chauffage doit être prolongée pour obtenir la gélatinisation de l'empois. Ceci se traduit par un abaissement de la productivité en cartons ondulés renforcés. En conséquence, ce problème peut être résolu en préchauffant l'agent renfor çateur et en appliquant ensuite cet agent renforçateur préchauf fé sur la couche de noyau.Plus spécialement, dans le cas où l'empois aqueux est composé principalement d'amidon de mals et est appliqué sur la couche de noyau et ensuite chauffé pour être gélatinisé, il est préférable de mettre en oeuvre l'agent renforçateur après l'avoir préchauffé au-dessus de la température de gélatinisation de l'empois. Pa exemple, pour ce type d'agent adhésif ,on peut utiliser une formulation de Stein-Hall qui est un système dans lequel un empois aqueux constitué principalement d'amidon de mais est chauffé à ap proximativement 500C à 600C pour être gélatinisé.Lorsque cet agent adhésif est utilisé, agent renforçateur devra être préchauffé à environ 600C ou à une température plus élevée, de préférence entre 700C et 850C, en considérant sa perte par radiation thermique au moment de l'application de l'agent renforçateur sur la couche de noyau. Dans le procédé de fabrication du carton ondulé, on a effectué les essais suivants en ce qui concerne l'importance de la modification de la température de préchauffage de l'agent renforçateur sur l'efficacité de la fabrication du carton ondulé. Deux échantillons de carton ondulé pour les essais de comparaison ont été fabriqués avec comme conditions respectives d'une part que l'agent renforçateur préchauffé à 700C, a été appliqué sur la couche de noyau collée sur une des couches de surface latérales et la couche de noyau collée sur l'autre couche de surface latérale a été alimentée à une vitesse de 125m/min à l'appareil à plaque de chauffage et d'autre part, que l'agent renforçateur préchauffé à 350C a été appliqué sur la couche de noyau collée à ladite première couche latérale et la couche de noyau qui avait été collée sur l'autre couche latérale a été alimentée avec une vitesse de ll0m/min à l'appareil à plaque de préchauffage. Les autres conditions de l'essai étaient les suivantes Largeur de chaque couche à essayer : 407mm Qualité du papier: Couche frontale C220g/m2 Couche de noyau SCP160g/m2 Couche dorsale K180g/m2 Région sur laquelle a été appliqué l'agent renforçateur : Largeur de 241 mm dans la partie centrale de la couche de noyau. Composition de l'agent renforçateur: Dextrine jaune 41,6% en poids Eau 55,2% en poids Agent tensio-actif 0,1% en poids Agent hydrofuge (correspondant à 6,7% en poids de la matière sèche de la dextrine jaune) 3,1% en poids Quantité d'agent 2 renforçateur appliquée : 35g/m2 (convertie en matière sèche) = Quantité appliquée en g. Surface totale en m2 de l'une des surfaces latérales à l'état développé du conteneur Composition de l'agent adhésif : Eau 77,9% Dextrine jaune 21,0% en poids Hydroxyde de sodium 0,6% en poids Borax 0,5% en poids Quantité d'agent adhésif appliquée : 6gZm2 (convertie en matière sèche) Température de chauffage de l'appareil à plaque de chauffage: 170 + 50C Longueur de la région de ;chauffage de l'appareil à plaque de chauffage: 12m. Les teneurs en eau respectives des deux échantillons de carton ondulé en résultant ont été mesurées dans l'heure suivant la fabrication de ceux-ci. Les résultats en sont donnés dans le tableau suivant. Température de l'agent renforçateur Vitesse d'alimentation Teneur en eau ~ . . . . . ~~ ~ - . 350C ' llOm/min 15,0% , 70 C 125m/min 11,3% On voit nettement d'après les résultats ci-dessus que, lorsque l'agent renforçateur préchauffé à 600C ou à une température plus élevée, de préférence de 70 à 850C, est appliqué à la couche de noyau, la vitesse d'alimentation à l'appareil à plaque de chauffage peut être accrue et, également, la teneur en eau du carton ondulé produit peut être abaissée et la fixation de la couche de noyau sur l'autre couche latérale peut être achevée rapidement. On comprendra que le but de la présente invention ne peut être atteint en utilisant n'importe quel agent renforçateur ayant comme propriété d'être durci pour la condition de température de l'appareil à plaque de chauffage 6. Si, après que l'agent renforçateur a été appliqué sur la couche de noyau A , l'agent adhésif est appliqué sur ladite couche de noyau A, l'agent adhésif est difficile à fixer sur la couche de noyau A de sorte que la liaison entre la couche de noyau A et l'autre couche de surface C devient mauvaise. En conséquence, il est préférable d'appliquer l'agent de renforcement D après application de l'agent adhésif sur la couche de noyau A. En conséquence, il est préférable d'utiliser un agent renforçateur quelconque ayant comme propriété de pénètrer suffisamment dans la couche de noyau A sur laquelle l'agent adhsésif a déjà été appliqué. De plus, dans le but de renforcer partiel lement les seules parties des lignes de pliage au moment du formage du conteneur d'emballage, il est préférable d'utiliser un agent renforçateur qui convienne pour être appliqué par pulvérisation. A la suite d'étude des agents renforçateurs, il s'est avéré qu'un agent renforçateur comportant un amidon dégradé ou traité chimiquement, de l'eau, un agent tensio-actif et un agent hydrofuge poùr l'amidon convient plus spécialement comme agent renforçateur utilisé dans la présente invention. A savoir, un tel agent renforçateur comprend 60 à 40% en poids d'amidon dégradé, 50 à 60% en poids d'eau, 0,18 en poids ou moins d'agent tensio-actif et un agent hydrofuge pour l'amidon à raison de 6% en poids ou plus par rapport à la teneur en solide de l'amidon dégradé. Pour cet agent renforçateur, il est nécessaire que celui-ci soit sous une concentration aussi élevée que possible et présente une teneur en eau aussi faible que possible de manière à ne pas déformer l'ondulation de la couche de noyau lorsque l'agent renforçateur est appliqué sur la couche de noyau conformément à la condition précédente de la présente invention, et qu'il ait un coefficient de viscosité suffisamment bas pour faciliter son application par pulvérisation et ce coefficient est de préférence de 100 cps ou moins (Viscosimètre type BH à 20 tours/minute) sous une condition de température de 200C à 800C pour le procédé de fabrication du carton ondulé. Afin de satisfaire à ces exigences, on utilise un empois aqueux comprenant 40.à 60% en poids d'amidon dégradé et 60 à 40% en poids d'eåu. En ce qui concerne l'amidon dégradé on utilise par exemple de la dextrine, de l'amidon oxydé et similaire mais en vue de la résistance du film de revêtement formé sur la couche de noyau par application de l'agent renforçateur et de la facilité de l'application par pulvérisation, la dex trine est préférable. Un agent renforçateur comportant-40 à 60% en poids d'amidon dégradé répond aux conditions ci-dessus décrites mais en raison d'une concentration comparativement élevée, il est quelquefois défavorable en ce qui concerne la pénétration dans la couche de noyau, de sorte qu'afin de réduire la durée nécessaire pour la pénétration dans la couche de noyau,un agent tensioactif est ajouté. En ce qui concerne l'agent tensio-actif, on utilise, par exemple, un ester sulfosuccinate dialcoylique, un ester sulfonate d'alcoylnaphtalène ou similaire mais il est préférable d'utiliser plus spécialement le sulfosuccinate dialcoylique en raison de sa propriété de déformabilité qui est efficace pour éviter un revêtement irrégulier sur la couche de noyau provoqué par le moussage de l'agent renforçateur lorsque l'agent renforçateur est appliqué par pulvérisation. Quand le taux d'addition de l'agent tensio-actif dépasse 0,1% en poids, on ne peut observer une résistance mécanique notablement améliorée et de plus le moussage se produit plus facilement au moment de l'application par pulvérisation de sorte qu'un revêtement uniforme ne peut être produit sur la couche de noyau. Ainsi, afin d'accélérer la pénétration de l'agent renforçateur dans la couche de noyau, l'agent tensio-actif est ajouté mais, en même temps, la propriété hygroscopique de la couche de noyau enduite avec l'agent renforçateur est accrue, et, si elle est laissée en l'état, la teneur en eau du carton ondulé est accrue jusqu'à 12 à 13% en poids de sorte que sa résistance mécanique est abaissée. En conséquence afin d'accroître sa résistance à- l'humidité et de maintenir sa résistance mécanique un agent hydrofuge pour l'amidon est ajouté proportionnellement à la-quantité de l'amidon dégradé. Comme agent hydrofuge pour l'amidon on peut utiliser, par exemple, la triméthoxyméthylmélamine ou similaire. La quantité de l'addition de l'agent hydrofuge pour l'amidon est de 6 à 10% en poids sur la base du constituant solide, c'est-àdire de la matière sèche de l'amidon dégradé et avec une addition de 6% en poids ou plus de l'agent hydrofuge pour l'amidon, on peut accroître la résistance résiduelle d'un carton ondulé non renforcé qui a une résistance résiduelle de 70%. Cependant, avec une addition dépassant 10%, aucun accroissement appréciable de la résistance résiduelle n'est obtenu mais, au contraire, la réaction chimique de l'agent hydrofuge avec l'amidon dégradé ne s'effectue pas et l'agent hydrofuge pour l'amidon se trouve à l'état libre. On indiquera ci-après les résultats d'essais de résistance à l'écrasement sur un conteneur d'emballage en carton ondulé renforcé produit conformément-à l'invention par comparaison avec les produits conventionnels: (Essai 2) Dimension du conteneur en carton ondulé soumis aux essais 365 mm x 255 mm x 236 mm Qualité du papier: Couche frontale C210 g/m2 2 Couche de noyau S215 g/m2 Couche dorsale C180 g/m2 Région sur laquelle a été appliqué l'agent renforçateur Région d'application ayant la forme d'une bande de 60 mm de large englobant les lignes de pliage. Composition de l'agent renforçateur Dextrine jaune 41,6% en poids Eau 55,2% en poids Agent tensio-actif 0,1% en poids Agent hydrofuge (correspondant à 6,78 en poids de la matière sèche de la dextrine jaune) : 3,1% en poids Quantité de l'agent renforçateur appliquée 40 g/m2 (convertie en matière sèche) Quantité appliquée en g. Surface totale en m2 d'une surface latérale à l'état développé du conteneur. Composition de l'agent adhésif Eau 75,25% en poids Amidon de mais 23,73% en poids Hydroxyde de sodium 0,56% en poids Borax 0,46% en poids Quantité d'agent adhésif appliquée : 6 g/m2 (Convertie en matière sèche) Valeurs essayées Pression Déformation Type de l'échantillon Produit conforme à la présente invention 246 kg 7,8 mm Produit conventionnel NO 1 215 kg 9,0 mm Produit conventionnel NO 2 207 kg 9,5 mm Le produit conventionnel NO 1 est produit en appliquant l'agent renforçateur sur la couche de noyau avant d'alimenter la couche de noyau au dispositif onduleur et le produit conventionnel NO 2 est un produit réalisé avec du carton ondulé non renforce. (Essai 3) Dimensions des conteneurs en carton ondulé soumis aux essais : 308 mm x 464 mm x 103 mm Qualité du papier : Couche frontale K220 Couche de noyau S160 Couche dorsale K220 Région enduite avec l'agent renforçateur Enduction sur toutes les surfaces des quatre côtés du conteneur et sur une largeur de 30 mm englobant les lignes de pliage des volets. La composition de l'agent renforçateur et la quantité de celui-ci qui a été appliquée sont les mêmes que dans l'essai 2. De même la composition de l'agent adhésif et la quantité de celui-ci qui a été appliquée sont les mêmes que dans l'essai 2. Valeurs eus essayées Pression Déformation Type de 1''chantil la E,e,Ie;-=- 1'échantilloR \ .t *~ ;Produit conforme à la présente invention X 662 kg 14 mm Produit conventionnel N 1 Y 526 kg 15 mm conventlonnel Produit conventionnel N 2 Z 431 Les produits conventionnels NO 1 et NO 2 sont les mêmes que dans l'essai 2. Les relations entre les charges appliquées aux conteneurs ondulés et l'importance de la déformation de ceux-ci dans l'essai 3 sont indiquées dans la figure 4. Comme celà est clair d'après la description qui précède, conformément à la présente invention, dans l'onduleur, une couche latérale et la couche du noyau ondulée sont collées l'une avec l'autre et ensuite la couche ondulée est revêtue d'un agent adhésif et elle reçoit ensuite de plus un agent renforçateur puis elle est collée à l'autre couche latérale pour former le carton ondulé renforcé et, avant achèvement du durcissement de l'agent renforçateur, les lignes de pliage sont formées dans la région renforcée du carton ondulé renforcé de manière à obtenir un conteneur d'emballage en carton ondulé renforcé qui est amélioré en ce qui concerne la résistance à l'écrasement sans détruire la structure des parties correspondant aux lignes de pliage. De plus la présente invention peut être mise en oeuvre facilement en incorporant seulement un appareil de revêtement en agent renforçateur dans un onduleur conventionnel existant. Revendications 1. Un procédé de fabrication d'un conteneur d'emballage du type en carton ondulé renforcé, caractérisé en ce que la couche de noyau ondulée A et une couche latérale B sont collées ensemble dans un ondulateur 2 et la couche de noyau ondulée est revêtue d'un agent adhésif et est de plus revêtue d'un agent renforçateur D puis l'autre couche latérale C est collée sur la couche de noyau ondulée A pour former le carton ondulé renforcé et, avant achèvement du durcissement de l'agent renforçateur, les lignes de pliage sont formees dans la région renforcée du carton ondulé renforcé et ensuite le carton ondulé renforcé est plié pour former un conteneur d'emballage. 2. Un procédé de fabrication d'un conteneur d'emballage du type en carton ondulé renforcé, caractérisé en ce qu'une couche de noyau ondulée A est collée sur une de ses surfaces latérales à une couche latérale B avec un empois aqueux constitué principalement d'amidon de mas et ensuite l'autre surface latérale de la couche de noyau ondulée est enduite avec un empois aqueux constitué principalement d'amidon de mais et est de plus enduite avec un agent renforçateur D et ensuite celle-ci est collée à l'autre couche latérale C et les deux couches latérales et la couche de noyau ondulée sont chauffées 6 pour former le carton ondulé renforcé et avant achèvement du durcissement de l'agent renforçateur des lignes de pliage sont formées dans la région renforcée du carton ondulé renforcé et ensuite le carton ondulé renforcé est plié pour former le conteneur d'emballage. 3. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 2, caractérisé en ce que l'agent renforçateur est constitué par 60 à 40% en poids d'amidon dégradé, 40 à 60% en poids d'eau, 0,18 en poids ou moins d'agent tensio-actif et un agent hydrofuge pour l'amidon sous une quantité égale à 0,6% en poids ou plus sur la base de la teneur en solide de l'amidon dégradé précédent. 4. Un procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'une des surfaces latérales de la couche de noyau ondulée est enduite avec l'empois aqueux constitué principalement d'amidon de mais et est de plus enduite avec l'agent renforçateur, ledit agent renforçateur étant préchauffé au-dessus de sa température de gélatinisation.