Brevet FR2649734A1 — publié le 19910118

La présente invention concerne un procédé industriel de fabrication de pièces conformées , réalisées à partir de pâte à papier , et en particulier de la pâte à papier de la qualité communément appelée " pâte noble" dans cette industrie, la matière de ces pièces moulées présentant sensiblement la même rigidité que le carton. Ce procédé permet de fabriquer notamment des jouets, des sculptures, des décorations d'objets, des présentoirs et/ou emballages pour produits cosmétiques , parfums, médicaments , produits agro-alimentaires, ainsi que des pièces pouvant être utilisées dans la joaillerie, l'hygiène ou les arts sous forme d'emballages,de coffrets ou encore de supports publicitaires sur les lieux de vente .Pour réaliser des conditionnements et emballages de produits agroalimentaires tels que par exemple des boîtes à oeufs, on connaît déjà un procédé de fabrication de pièces en cellulose réalisées à partir de pâte à papier consistant à : 10) appliquer de la pâte à papier dans une empreinte à la forme de la pièce et ménagée dans un support,par aspiration au travers de l'empreinte précitée de ce support, de sorte que la pâte à papier soit mise en forme sur l'empreinte, et 20) sécher la pâte préalablement déposée Ce procédé connu, mis en oeuvre à titre d'exemple pour la fabrication de boîtes à oeufs conformées à partir de pâte à papier , nécessite l'utilisation d'au moins trois outillages distincts complémentaires et comprend les étapes successives suivantes 10) Mise en place d'une grille métallique à la forme de la pièce désirée , et définissant l'empreinte , qui est supportée dans une forme analogue en métal plein,1destinée à éviter la déformation de la grille ou empreinte, relativement flexible Cette forme en métal est percée d'une multitude de trous pour permettre l'aspiration au travers de cette grille qui la coiffe. 20) Aspiration de la pâte au travers de la grille et de la forme en métal. 30) Séchage de la pièce moulée par passage dans un four tunnel , dans lequel la pièce est entraînée par une bande transporteuse qui traverse le tunnel le séchage de la pièce étant assuré par soufflage de jets d'air chaud le long de sa trajectoire dans le four tunnel, l'air chaud étant à une température suffisante pour la transformation du liquide rémanant en vapeur évacuée par un système de ventilation Dans un autre mode d'exécution de l'étape de séchage, la pièce est séchée au moyen de deux outillages complémentaires - un premier outillage en métal présentant une empreinte négative de la pièce , et renfermant un ensemble de résistances électriques permettant l'élévation en température de l'outillage à une température comprise entre 2600C et 2900C, l'outillage et l'empreinte étant percés d'une multitude de trous pour laisser s'évacuer la vapeur - un deuxième outillage, similaire au premier en ce qu'il présente une empreinte de la pièce renfermant un ensemble de résistances électriques et chauffantes et est percé d'une multitude de trous , mais tel que son empreinte soit de forme positive, et complémentaire de la forme négative de l'empreinte du premier outillage Chacun des deux outillages nécessaires à la mise en oeuvre de l'étape de séchage du procédé utilisé actuellement, est d'une réalisation complexe et doit présenter une forme correspondant à la pièce à sécher, ce qui entraîne un coût et un temps considérables pour la fabrication de ces dispositifs Ces procédés utilisés nécessitent l'utilisation de plusieurs outillages , plusieurs semaines à plusieurs mois pouvant être nécessaires à la confection de ces outillages, suivant la difficulté résultant des problèmes d'adaptation à la forme de la pièce à sécher. Par ailleurs,ces procédés utilisés sont d'une mise en oeuvre coûteuse , à cause de leur grande consommation d'énergie pour le chauffage des outillages et surtout du four tunnel. De plus, ce dernier est encombrant et son entretien et sa maintenance compliquent les opérations de production Quant aux.outillages spéciaux de séchage décrits précédemment , ils sont d'un coût très élevé à la fabrication et ne sont adaptés qu'à une seule dimension et forme de pièce,ce qu'il fait qu'il faut faire de nouveaux outillages,avec toutes les complications de production qui en résultent , pour chaque pièce différente. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, et à apporter divers avantages consistant essentiellement à permettre une mise en oeuvre économique et aisée de l'étape de séchage, grâce à l'utilisation de moyens en com mun avec ceux utilisés pour amener la conformation des pièces Un autre but de l'invention est de proposer un procédé permettant d'utiliser un seul outillage pour le séchage et le moulage. A cet effet, le procédé de fabrication de pièces réalisées à partir de pâte à papier, tel que défini ci-dessus,se caractérise selon l'invention , en ce que le séchage est assuré par aspiration d'un gaz chaud au travers de la pièce préalablement conformée dans l'empreinte. Avantageusement , pour des raisons d'économie, le gaz chaud utilisé est de l'air ambiant. On comprend qu'il soit possible d'utiliser les moyens d'aspiration nécessaires à l'étape d'application de la pâte dans l'empreinte pour effectuer l'étape de séchage-. Alors que la pièce conformée se trouve encore dans l'empreinte , elle est séchée par aspiration au travers de l'empreinte et du support, de sorte que l'ensemble des étapes du procédé de fabrication se fait en aspiration continue jusqu'au démoulage de la pièce moulée, séchée , à l'aide de ces mêmes moyens d'aspiration et/ou du même outillage pour le moulage, ou conformation, et le séchage Afin de réduire l'encombrement des outillages de production et de limiter l'espace dans lequel se déplacent lesdits outillages, le passage de l'étape de mise en forme à l'étape de séchage est réalisé soit par déplacement du moule , soit par déplacement du réceptacle de pâte pour que le moule soit mis en contact avec une batterie d'air chaud. Dans le but de limiter les manipulations et de s'adapter à toutes les formes de pièces , la pièce en pâte à papier est démoulée par injection d'air comprimé au travers du support, après le séchage. En variante, et afin de réaliser les économies de coût, de maintenance et de manipulation pour les pièces lesdites pièces sont démoulées au moyen d'un dispositif d'aspiration à ventouse , ce qui permet éventuellement d'utiliser la même source d'aspiration que pour les autres étapes du procédé. Afin que les pièces placées à l'extérieur ou stockées dans des endroits humides ou non protégés résistent aux intempéries ,le procédé de fabrication des pièces comporte une étape optionnelle d'imperméabilisation et rendant la pièce imputréscible par un traitement de résines. - Afin d'augmenter la beauté de la pièce et de lui donner un meilleur pouvoir de communication, le procédé de fabrication comporte une étape optionnelle supplémentaire de coloration de la pièce moulée par adjonction de pigments dans la pâte à papier . On obtient ainsi des pièces teintées dans la masse. En vue d'augmenter la rigidité et l'esthétique , les pièces moulées peuvent être métallisées Afin que le séchage de la pièce moulée soit le plus court et le plus complet possible , l'air chaud aspiré au travers de la pièce dans l'étape de séchage est de préférence à une température comprise entre 1000C et 2900C Divers détails et avantages de l'invention apparal- tront clairement à la lecture de la description qui va suivre , donnée à titre non limitatif , en se référant aux dessins annexés , dans lesquels :: Les figures 1 et 2 représentent en perspective, une pièce respectivement après l'étape de conformation et à l'état encore humide , puis dans l'étape de séchage par aspiration La figure 3 représente la pièce à sécher vue de côté, dans l'étape de séchage par aspiration La pièce l,après conformation et avant séchage, illustrée à la figure 1 , présente des traces de liquide rémanant 2A . Cette pièce 1 a été conformée de la manière suivante: - en premier lieu l'empreinte est immergée en totalité dans un bac rempli de pâte à papier, - puis le moyen d'aspiration , constitué d'une pompe à vide et d'un conduit qui débouche à l'arrière du support de l'empreinte,est mis en oeuvre .L'aspiration passe au travers de ces deux pièces et atteint la pâte ,qui se retrouve aspirée ; cette pâte à papier vient se fixer dans l'empreinte puisque l'empreinte bien que non hermétique aux gaz ,est étanche à la pâte à papier qui ne peut donc pas être entraînée plus loin par la dépression créée par l'aspiration , et cette pâte prend la forme imposée par l'empreinte, - ensuite le support d'empreinte est tourné en rotation autour de son axe de fixation, jusqu'à ce que l'empreinte se trouve orientée face à une batterie d'air chaud La pièce 1 conformée dans l'empreinte est encore humide et imbibée de liquide rémanent 2A. Les figures 2 et 3 représentent l'étape de séchage par aspiration du procédé selon l'invention; sur ces figures les flèches 3 représentent le sens du mouvement de l'air chaud qui est aspiré au travers de la pièce 1 , de l'empreinte et de son support en vaporisant le liquide rémanent en éliminant ce liquide 2A de ladite surface, puis en entraînant le liquide rémanent vaporisé 2B loin de la pièce 1 Plus précisément, la batterie d'air chaud chauffe de l'air jusqu'à une température comprise de préférence entre 1000C et 2900C, puis l'air chaud 3 est mis en mouvement au travers du support et de la pièce 1 , conformée dans l'empreinte, par ladite pompe montée à l'extrémité dudit conduit d'aspiration 4, ce qui sèche la pièce 1 conformée qui est encore dans l'empreinte .Puis la pièce 1 est démoulée de l'empreinte suivant deux variantes de réalisation possibles - soit par une distribution d'air comprimé, produite par une source d'air comprimé disponible dans l'atelier cet air comprimé circulant de la même manière que l'air aspiré par la pompe, mais en sens opposé , et expulsant la pièce 1 de l'empreinte. - soit un dispositif d'aspiration par ventouse qui est placé sur au moins une surface extérieure de la pièce, et par déplacement de la ou des ventouses sur la pièce. 1 de l'empreinte Le procédé peut comporter une étape supplémentaire selon la fonction assignée à la pièce dont voici certains exemples spécifiques D'une manière générale, afin de présenter différents aspects suivant les différentes faces de la pièce moulée, de manière à modifier le pouvoir de communication de la pièce utilisée , notamment comme présentoir , la pièce est colorée dans une étape supplémentaire par tous types de dépôt de pigments sur les surfaces de ladite pièce. Selon un autre mode de réalisatIon, les pièces obtenues ont été teintées dans la masse par une adjonction de pigments dans la pâte à papier. Selon un mode spécifique de réalisation, les pièces peuvent être métallisées Afin de présenter un aspect raffiné nécessaire notamment pour les présentoirs,la teinte de la pièce moulée peut être obtenue par peinture au pistolet. Afin d'obtenir les états de surface de la qualité exigée dans la parfumerie et la pharmacie , le procédé de fabrication des pièces moulées peut comporter une étape supplémentaire de laquage avec ou sans cuisson, ce qui permet d'ajuster la qualité de la surface à la fonction de la pièce. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un procédé bien particulier, elle n'y est nullement limitée et on peut y apporter de nombreuses variantes , comme par exemple tous les procédés permettant une vaporisation de liquide rémanent , dans le moule de conformation sans sortir du cadre de l'invention. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la -compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de pièces (1), réalisées à partir de pâte à papier, consistant à : 1) appliquer de la pâte à papier dans une empreinte à la forme de la pièce (1) et ménagée dans un support par aspiration au travers de l'empreinte précitée et de ce support de sorte que la pâte à papier soit mise en forme sur l'empreinte , et 2) sécher la pâte préalablement déposée , caractérisé en ce que le séchage est assuré par aspiration d'un gaz chaud (3)au travers de la pièce (1) préalablement conformée dans l'empreinte 2. Procédé de fabrication de pièces (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce (1) conformée est séchée, alors qu'elle se trouve encore dans l'empreinte, par aspiration au travers de cette empreinte et de son support. 3. Procédé de fabrication de pièces (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le passage de l'étape de mise en forme à l'étape de séchage est réalisé par la rotation du support d'empreinte, dont l'empreinte est tournée, après ladite rotation vers une batterie d'air chaud. 4. Procédé de fabrication de pièces (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air chaud (3) aspiré au travers de la pièce (1) dans l'étape de séchage est à une température qui peut être comprise entre 1000C et 2900C. 5. Procédé de fabrication de pièces (1) , selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après le séchage,la pièce (1) est dégagée de l'empreinte par injection d'air comprimé au .travers du support et de l'empreinte 6. Procédé de fabrication de pièces (1) selon l'une des revendications précédentes , caractérisé en ce qu' après le séchage,la pièce (1) est dégagée de l'empreinte au moyen d'un dispositif d'aspiration à ventouse. 7.Procédé de fabrication de pièces (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape d'imperméabilisation et rendant imputrescibles les pièces(l) par un traitement de résines. 8. Procédé de fabrication de pièces (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une.étape supplémentaire de coloration de la pièce (l)conformée par dépôt de pigments sur la surface de ladite pièce. 9.Procédé de fabrication de pièces (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 , caractérisé en ce qu'il comporte une étape supplémentaire de métallisation de la surface de la pièce (1) conformée. 10. Procédé de fabrication de pièces (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape supplémentaire de coloration dans la masse de la pièce (1) par adjonction de pigments dans la pâte à papier.