Brevet FR2695866A1 — publié le 19940325

> CARTON ONDULE RENFORCE ET PROCEDE DE FABRICATION L'invention concerne un carton ondulé renforcé et un procédé de fabrication de ce produit. Le carton ondulé trouve son utilisation notamment comme emballage Il permet de bien protéger les produits du fait de ses cannelures qui créent une épaisseur de protec- tion et amortissent les compressions dues à d'éventuels chocs. Le carton ondulé est formé d'un flan ondulé collé par le sommet des ondulations de ses cannelures à un flan plan appelé couverture. Dans certains cas, on dispose une couverture de part et d'autre du flan ondulé. Bien qu'améliorant le conditionnement des marchandises ce type de carton est déficient en certains points des em- ballages soumis à des contraintes très rudes Il s'agit notamment des lignes de pliures ou des poignées percées sur des côtés de l'emballage qui fragilisent le carton et peu- vent conduire à une déchirure Il s'agit également d'une déformation possible du carton ondulé lors de la manuten-30 tion d'emballage renfermant des marchandises lourdes. Dans tous ces cas, il existe des contraintes qui ont tendance à étirer le carton. Pour éviter ces inconvénients, il est intéressant de renforcer le carton ondulé Il ne faut pas pour autant trop augmenter le coût de fabrication du carton ondulé Celui-ci n'est que l'emballage d'un produit commercial mais son coût s'ajoute au prix de revient du produit Le coût de l'em- ballage doit donc rester très faible. Différents types de solutions pour renforcer le carton 2 ondulé ont été proposées. Un premier type de solution consiste à déposer des feuillards en plastique entre le flan ondulé et la couver- ture Cela apporte une meilleure résistance aux cannelures 5 mais, du fait de l'épaisseur non négligeable des feuillards par rapport à celle de couverture, ceux-ci apparaissent en relief sur la face externe de la couverture Cet effet nuit sensiblement à l'esthétique du conditionnement D'autre part, ce type de renforcement est très onéreux.10 Un second type de solution, décrit dans le brevet FR- B-2 217 939, consiste à coller des fils de rayonne sur le sommet des cannelures, entre le flan ondulé et la couver- ture, simultanément à l'assemblage de ces deux parties. Cette réalisation assure principalement un bon maintien des15 cannelures Par contre, le renfort apporté à la couverture est peu important car les fils ne sont pas solidaires de cet élément. Un autre type de solution décrit dans le brevet US-A-4 452 837, consiste à déposer des fils enduits d'une couche de matière organique thermoplastique entre le flan ondulé et la couverture qui composent le carton ondulé Les fils sont ensuite collés au carton par élévation de la tempéra- ture de ce dernier jusqu'au point de ramollissement du thermoplastique Cette technique nécessite donc l'emploi25 d'un dispositif permettant d'élever la température du car- ton après l'assemblage du flan ondulé et de la couverture. Les coûts de fabrication sont nécessairement augmentés par l'énergie supplémentaire qui est consommée D'autre part, les fils de renforcement doivent être enduits du thermo-30 plastique au préalable Cela conduit à une étape supplé- mentaire de préparation et donc des coûts plus élevés. L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un carton ondulé renforcé, dont la mise en oeuvre est simple et peu onéreuse et qui permet la réalisation d'em-35 ballages à la fois résistants et esthétiques. Ce but est atteint par un procédé de fabrication de carton ondulé formé d'au moins un flan ondulé collé par le sommet des ondulations de ses cannelures à au moins un flan plan appelé couverture, sur laquelle sont déposés des fils 3 de verre continus revêtus d'un ensimage comprenant au moins un constituant, ledit constituant réagissant en présence d'humidité et assurant le collage desdits fils sur ladite couverture. 5 De préférence, les fils sont humidifiés préalablement à leur mise en contact avec la couverture De préférence également et de façon à faciliter l'adhésion des fils sur la couverture, lesdits fils sont comprimés contre celle-ci. Lors de leur fabrication, les fils de verre continus ont été revêtus par un ensimage, généralement en phase acqueuse, de façon à obtenir notamment une bonne cohésion des filaments de verre qui composent chaque fil L'ensimage permet également d'augmenter la résistance à l'abrasion. Les fils de verre utilisés dans le cadre de l'inven- tion sont revêtus d'un ensimage comprenant au moins un constituant choisi parmi la famille des amidons, tel que la dextrine, ou parmi les constituants des amidons, tels que l'amylopectine et l'amylose, ou parmi des dérivés de ces constituants Un ensimage de ce type est décrit dans le20 brevet US-A-3 108 891 Lorsque les fils ainsi ensimés sont mis en contact avec le carton humide, le ou les consti- tuants précédemment mentionnés deviennent collants ou ré- agissent avec le carton composé de cellulose et d'une part d'amidon La cellulose et l'amidon étant deux éléments de25 la famille des polysaccharides, ils présentent certaines affinités. L'adhésion des fils sur le carton peut donc se faire soit du fait de la nature collante de l'amidon soit par réaction de l'amidon sur le carton.30 L'utilisation de la solution d'ensimage déterminée au préalable, qu'il suffit de réhumidifier pour permettre une adhésion fils de verre continus-carton est très simple à mettre en oeuvre et n'augmente donc pas excessivement les coûts de production de l'emballage.35 De façon préférée, et par souci d'esthétisme, les fils fixés sur la couverture sont disposés entre les cannelures du flan ondulé et la couverture lors du collage de ces deux parties formant le carton ondulé. Dans un mode de réalisation, on dispose les fils parallèlement les uns aux autres suivant la direction per- pendiculaire aux cannelures De cette façon, le renforce- ment du carton se fait suivant cette direction. Dans un autre mode de réalisation, les fils sont ré- partis sur la couverture sous la forme d'ondes périodiques et symétriques par rapport à un axe perpendiculaire aux cannelures Cette répartition permet d'augmenter le renfort que celles-ci peuvent déjà apporter au carton ondulé. Le carton ondulé réalisé selon l'invention possède des caractéristiques mécaniques qui sont pratiquement cons- tantes quels que soient le degré hygrométrique et la tem- pérature de l'atmosphère qui l'environne En effet, con- trairement à d'autres renforts, les fils de verre ont la particularité d'être quasiment inextensibles et donc d'of-15 frir un renfort maximum en permanence. Grâce à la qualité du renforcement obtenu par le pro- cédé selon l'invention, il est possible de fabriquer des emballages qui, comparés à des emballages non renforcés et à caractéristiques mécaniques identiques, seront constitués de cartons présentant un grammage réduit L'économie de matière ainsi réalisée peut être importante. L'invention propose également un carton ondulé ren- forcé formé d'au moins un flan ondulé collé par le sommet des ondulations de ses cannelures à au moins un flan plan25 appelé couverture et de renforts qui sont des fils de verre continus ensimés, l'ensimage comprenant au moins un cons- tituant choisi parmi la famille des amidons, des consti- tuants des amidons ou des dérivés de ces constituants. Selon un mode préféré de l'invention, les fils sont disposés entre un flan ondulé et une couverture Les fils continus de verre sont avantageusement des fils dits tex- tiles Ces fils sont composés de filaments de diamètres inférieurs à 10 microns et de préférence compris entre 5 et 7 microns. Le titre des fils de verre continu, c'est-à-dire leur poids par unité de longueur, est avantageusement compris entre 5 et 22 tex. Le carton ondulé est ainsi renforcé par des fils de faibles diamètres La finesse de ces fils rend possible le fait d'en disposer un nombre important sur une faible sur- face et de privilégier le renforcement du carton dans une zone bien définie en fonction de l'emballage qu'il per- mettra de réaliser ultérieurement. 5 Par ailleurs, la finesse de ces fils permet de les disposer entre le flan ondulé et la couverture sans qu'ils apparaissent en relief sur l'autre face de la couverture. D'autres détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortent ci-après de la description d'un exemple de dispositif mettant en oeuvre le procédé décrit en référence aux figures 1, 2 et 3 qui représentent: figure 1, une coupe schématique longitudinale d'une partie d'un exemple de dispositif permettant de réaliser l'invention,15 figure 2, un exemple de carton ondulé renforcé par une disposition en parallèle de fils de verre continus. figure 3, une représentation schématique des fils de verre continus collés sous forme d'ondes périodiques sur la couverture.20 La figure 1, qui représente schématiquement un dispo- sitif selon l'invention, montre les deux parties, flan on- dulé 1 et couverture 2 qui viennent se coller l'une sur l'autre. Le flan 1 est déjà passé sur une onduleuse et est stocké sous forme d'un rouleau de carton ondulé Ce rouleau qui n'est pas représenté sur le schéma est dévidé au cours de la réalisation du carton ondulé renforcé. La couverture 2 est également issue d'un rouleau qui n'est pas représenté. Les fils de verre continus 3 sont extraits de bobines non représentées Ces bobines sont obtenues de façon tra- ditionnelle connue de l'homme du métier Les fils textiles sont formés par le rassemblement de filaments obtenus par étirage mécanique de filets de verre fondu issus d' une multiplicité d'orifices d'une filière chauffée par effet Joule Avant ce rassemblement, les filaments sont ensimés. Pendant le défilement de la couverture 2 et avant son collage sur le flan ondulé 1, les fils de verre continus 3 sont mis en contact avec la couverture et répartis 6 régulièrement sur cette dernière grâce à un dispositif de guidage 4, fixe et disposé transversalement à la couverture 2, au-dessus de celle-ci Ce dispositif peut être une barrette percée de trous ou tout autre moyen connu de l'homme du métier. A ce système de guidage, peut être ajouté un disposi- tif tel que des buses, du type venturi, envoyant de l'air comprimé pour amorcer le mouvement des fils et les en- traîner sur la couverture Ces jets d'air peuvent éven-10 tuellement être maintenus durant le défilement des fils et du carton. Les fils passent par les trous de façon à être bien dirigés sur la couverture et sont appliqués sur celle-ci sous la pression d'un système de deux rouleaux 5 et 6 L'un15 de ces rouleaux peut comporter un système enducteur per- mettant d'humidifier les fils de verre et ainsi de les coller sur la couverture puisque l'eau réactive l'amidon déposé sur les fils sous forme d'ensimage. Le nombre de fils et leur écartement doit pouvoir se régler aisément afin d'ajuster le renforcement en fonction du produit désiré. Pour cela, on augmente le nombre de bobines et le nombre de trous dans le guide en déterminant la répartition voulue de ces trous La répartition des trous va définir le25 positionnement des fils sur la couverture et l'écartement séparant deux fils. La flan ondulé 1 est déroulé et l'on enduit de colle le sommet des cannelures par tout moyen connu de l'homme du métier et notamment à l'aide d'un rouleau enducteur 7 sur30 lequel passe la partie ondulée. Les deux parties sont ensuite assemblées l'une à l'autre, la couverture 2 venant se coller sur le sommet des cannelures, sous la pression des rouleaux 8 et 9 On obtient ainsi un carton ondulé renforcé qui est représenté sur la figure 2 Sur cette représentation les fils de verre continus 3 sont disposés linéairement suivant la direction perpendiculaire aux cannelures et parallèle- ment les uns aux autres. Pour réaliser un renfort en disposant les fils sous 7 forme d'ondes périodiques et symétriques, il suffit d'animer le dispositif de guidage précédemment décrit d'un mouvement de va-et-vient perpendiculairement au sens de déplacement de la couverture Un tel dispositif est décrit, 5 par exemple, dans le brevet US-A-4 452 837. Un tel renforcement par une disposition des fils sous forme d'ondes périodiques peut être très intéressant pour obtenir ce renforcement suivant deux directions. Mais, de façon à préserver un meilleur renforcement dans la direction perpendiculaire aux cannelures, il est préférable de déposer les fils sous forme d'ondes périodi- ques qui se chevauchent Un tel exemple est représenté sur la figure 3 o les fils de verre continus 3 s'entrecroisent aux points 10.15 D'autre part, dans la description qui précède, les fils de verre continus 3 sont disposés sur la couverture 2 avant que celle-ci ne soit collée sur le sommet des canne- lures du flan ondulé 1 Il est cependant possible de dis- poser ces fils 3 lors de l'assemblage couverture-flan on-20 dulé Pour cela, il suffit de placer le guide ou barrette percée 4 juste avant le point de contact de la couverture 2 et du flan ondulé 1, c'est-à-dire juste avant le passage de ces éléments entre les rouleaux 8 et 9 Il est ainsi pos- sible de supprimer les rouleaux 5 et 6 qui ne sont plus25 utiles Il faut alors prévoir un dispositif permettant d'humidifier les fils à ce niveau Il peut s'agir de tout système connu de l'homme du métier tel que des buses placées au-dessus du passage des fils et pulvérisant de l'eau. Ces réalisations permettent d'obtenir un carton ondulé renforcé qui offre un très bon renforcement du fait des caractéristiques mécaniques du verre, notamment son module d'élasticité bien plus grand que celui du carton. De plus, ces réalisations ne nécessitent ni l'adjonc- tion d'une colle pour fixer ces fils ni un traitement préalable des fils et des techniques de mise en oeuvre difficiles et onéreuses. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication de carton ondulé formé d'au moins un flan ondulé ( 1) collé par le sommet des ondula- tions de ses cannelures à au moins un flan plan appelé 5 couverture ( 2), caractérisé en ce que l'on dépose sur une couverture ( 2) des fils de verre continus ( 3), revêtus d'un ensimage comprenant au moins un constituant réagissant en présence d'humidité et assurant le collage desdits fils sur ladite couverture.10 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fils sont humidifiés préalablement à leur mise en contact avec la couverture. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fils sont mis en contact avec la surface de la couverture et comprimés contre celle-ci. 4 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensimage comprend au moins un constituant choisi parmi la famille des amidons, des cons- tituants des amidons ou des dérivés de ces constituants.20 5 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on dispose les fils de verre con- tinus entre un flan ondulé ( 1) et une couverture ( 2). 6 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on dispose les fils ( 3) parallèle- ment les uns aux autres, suivant la direction perpendicu- laire aux cannelures. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, ca- ractérisé en ce que l'on dispose les fils sous la forme d'ondes périodiques et symétriques par rapport à un axe30 perpendiculaire aux cannelures. 8 Carton ondulé renforcé formé d'au moins un flan ondulé ( 1) collé par le sommet des ondulations de ses can- nelures à au moins un flan plan appelé couverture ( 2) et de renforts, caractérisé en ce que ces renforts sont des fils35 de verre continus ( 3) ensimés, l'ensimage comprenant au moins un constituant choisi parmi la famille des amidons, des constituants des amidons ou des dérivés de ces consti- tuants. 9 Carton ondulé selon la revendication 8, caractérisé 9 en ce que les fils sont disposés entre un flan ondulé ( 1) et une couverture ( 2). 10 Carton ondulé renforcé selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les fils ( 3) sont composés de filaments de diamètre inférieur à 10 microns et de préf é- rence compris entre 5 et 7 microns. 11 Carton ondulé renforcé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les fils ( 3) ont un titre compris entre 5 et 22 tex.10