Brevet FR2807077A1 — publié le 20011005

PROCEDE DE FABRICATION DE CARTON ONDULE IGNIFUGE, ET CARTON ONDULE AINSI OBTENU La présente invention couvre un procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé. L'invention couvre aussi le carton ondulé obtenu, plus particulièrement encore les panneaux issus de ce carton et destinés à la publicité sur le lieu de vente " P.L.V " Le carton ondulé est très utilisé dans le domaine de l'emballage et de la publicité car il présente de nombreuses qualités dont un excellent rapport résistance mécanique / poids, le recyclage par voie papetière, et la fabrication en différentes épaisseurs, qualités, grammages permettant une grande souplesse d'utilisation, ceci à des prix qui sont très attractifs. On sait aussi que le carton ondulé peut être produit en grandes quantités mais que, par contre, la fabrication est délicate car les procédés mis en oeuvre sont difficiles à piloter et requièrent une grande rigueur si l'on souhaite obtenir des cartons ondulés de qualité. Le carton ondulé est essentiellement réalisé à partir de papier brut, écru ou blanc, recyclé ou kraft mais aussi avec des papiers spéciaux adaptés en particulier à différentes techniques d'impression. Or la consommation actuelle a besoin de moyens de diffusion et de promotion importants et une forte demande de ce type de produit naît de ce contexte. En effet, le carton ondulé lorsqu'il est réalisé avec un ou deux papiers de couverture blanc, non couché (mat) ou couché (brillant), peut servir de support pour impression et devenir un vecteur d'informations, permettant ainsi de servir directement de panneaux d'affichage dans des commerces. Les qualités et les avantages qui découlent de ce type de panneaux sont nombreux car, outre le fait que le carton ondulé peut être imprimé, on sait que les machines d'impression nécessaires comme les encres utilisées sont bien connues et ne requièrent pas de spécificité. Par contre dans le cas des matériaux à base de matière plastique, les encres, les procédés et les machines sont spécifiques et les coûts sont élevés. De plus, une plaque de carton ondulé, imprimée présente une rigidité intrinsèque suffisante pour éviter d'autres composants rapportés par contre collage par exemple sur un support plan rigide ou un maintien auxiliaire sur une plaque, voire éventuellement un encadrement complémentaire. En outre, une telle plaque en carton ondulé peut être bordée sur la périphérie par des machines automatiques et recevoir aussi des moyens d'accrochage pour être mise en suspension. Néanmoins, il subsiste un problème important qui est celui de la législation en matière de résistance au feu et de propagation du feu. En effet, il conviendrait de pouvoir fabriquer du carton ondulé, notamment pour la réalisation de panneaux découpés, qui soit ignifugé, ou aussi dit classe Ml. Ceci implique l'utilisation de composants d'un degré d'ignifugation classé M 1 d'une part, et l'homologation du carton ondulé fini par assemblage sur onduleuse avec classement M1 d'autre part. Ce classement est obtenu à travers un organisme certificateur agréé, suite à des tests et essais normalisés, conformément à l'article 88 de l'arrêté du 30 juin 1983 modifié par arrêté du 28 août 1991. Cette contrainte de classement s'explique par la multiplication de ces panneaux d'information qui contribuent à augmenter notablement la quantité de matière combustible présente dans les établissements recevant du public et en particulier les magasins La fabrication d'un tel carton ondulé spécifique est beaucoup plus délicate. Cette contrainte de résistance au feu étant exigée, il faut aussi conserver au carton ondulé sa capacité à subir une impression de qualité en utilisant des machines et des procédés de type connus. Les utilisateurs de tels panneaux en carton ondulé ignifugé doivent pouvoir les faire imprimer par tout imprimeur sans que cela nécessite de recourir à des prestataires spécialisés. En ce qui concerne la fabrication de tels panneaux en carton ondulé ignifugé, il est également intéressant de pouvoir réaliser les productions sur une ligne d'onduleuse déjà utilisée pour d'autres produits, en adaptant certaines parties de la ligne pour cette application particulière et pour mettre en oeuvre le procédé nécessaire. On sait par ailleurs que le papier ignifugé existe et que ce papier ne pourrait pas être utilisé dans des lignes d'onduleuse, car il est couché deux faces et interdit la pénétration de la colle. Mais il faut alors que les composants utilisés pour les cannelures soient traitées également afin de permettre la réalisation de carton ondulé ignifugé de la même façon que le carton ondulé de type connu avec des papiers de couverture, couché une face. Mais l'expérience montre que cela n'est pas si simple. En effet, les compositions d'enduction du papier ignifugé présentent des spécificités qui engendrent des contraintes certaines de fabrication. Ainsi la présente invention couvre un procédé de fabrication d'un carton ondulé ignifugé à partir de papier ignifugé adapté, qui permet une impression avec des moyens déjà utilisés pour la fabrication de panneaux non ignifugés. A cet effet, le procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé double face ou double-double, selon la présente invention se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes passage dans un train onduleur de papiers ignifugés ayant les caractéristiques suivantes COUVERTURES TRAITEES IGNIFUGE: - grammage compris entre 160 et 225 g/m2, de préférence compris entre 170 à 200 g/m2, - couche de 10 à 20 g/m2, de préférence de 13 à 18 g/m2, - taux d'humidité compris entre 2 et 10%, plus particulièrement entre 4 et 8%. CANNELURE TRAITEE IGNIFUGE - grammage minimum de 124g/m2, type KAP non collée, - test d'absorption à l'eau : durée comprise de préférence entre 30s et 90s, - résistance à l'éclatement 400 kPa, ave un minimum de 350 kPa. - résistance à la rupture dans le sens de la marche comprise entre 13 et 20 daN/m, de préférence comprise entre 15 et 18 daN/m. - humidité comprise entre 4,5% et 7,5% vitesse générale de fabrication calée entre 70 et 90 m/mn, plus particulièrement 80 m/mn en double face et 55 à 70 m/mn, plus particulièrement 65 m/mn en double-double. * utilisation d'une formule de colle sur une base amylacée. Selon une autre caractéristique, le papier de cannelure également traité ignifugé est utilisé à température ambiante, sans préchauffage préalable à l'ondulation alors que la couverture de double face est préchauffée côté colle. La colle utilisée sur une base amylacée est issue d'une formule de préparation particulière et deux compositions sont également données pour des fabrications de 1 500 litres et 2 500 litres. Dans le cadre du procédé selon la présente invention, on utilise de façon connue un moyen de pressage sur le tapis de la section double face, préférentiellement du type commercialisé sous le nom "Short Press". L'invention couvre aussi le carton ondulé obtenu. Le procédé selon la présente invention est maintenant décrit en regard des dessins annexés et concerne un mode de réalisation préférentiel, non limitatif, les différentes figures montrant - figure 1, un schéma d'une train onduleur avec les différentes étapes de fabrication, et - figure 2, un tableau de compositions d'une colle pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. Sur la figure 1, on a représenté de façon schématique les différentes parties d'un train onduleur permettant d'illustrer la fabrication d'un carton ondulé. Ce carton ondulé peut être double face ou double-double. Dans le cas du carton ondulé double face, on trouve la succession de trois feuilles de papier, l'une plane de couverture au-dessus, l'autre de type ondulée collée en position de cannelure et la dernière plane en dessous, rapportée et collée sur la face libre de la feuille ondulée. Dans le cas de double-double, la face libre de la troisième feuille reçoit une quatrième feuille de type ondulée (cannelure) et une cinquième feuille est rapportée sur cette quatrième feuille ondulée. Dans ce cas, le pas de cannelures des feuilles n 2 et n 4 peuvent être identiques ou différents suivant les utilisations. Le train onduleur représenté comprend deux machines simple face 10 et 12 alimentées en papier à partir de rouleaux 14 de papier. Ce papier est dans le cas de la présente invention du papier ignifugé dont les caractéristiques seront détaillées ultérieurement. Le papier qui doit être cannelé n'est pas préchauffé avant de pénétrer dans la machine simple face. Cette feuille est introduite dans des cylindres cannelés adaptés, puis elle est encollée et elle reçoit par pressage une deuxième feuille plane qui se trouve collée sur la feuille de papier cannelé. On obtient un carton simple face. Dans le cas le plus simple qui est retenu pour la description, ce carton simple face reçoit une feuille de couverture sur la face libre de la feuille de papier cannelé. Cette opération est réalisée sur la zone du train onduleur notée 18 sur le plan ( FIG 1 ). Le train comprend ensuite une zone 20 de collage/séchage suivie d'une zone 22 de traction combinant pression pneumatique et pression mécanique par rouleaux, avec une adaptation précise des pressions exercées. La dernière zone 24 est essentiellement liée au découpage de la nappe de carton en plaques au format réduit souhaité. Ce train onduleur, de type connu, est adapté pour traiter au mieux le papier ignifugé suivant le procédé de fabrication de l'invention. Selon ce procédé, il convient d'assembler des feuilles de papier ignifugé couvertures et cannelures avec les contraintes exprimées ci-avant. Le traitement d'ignifugation de la couverture doit permettre une impression en sérigraphie sans défaut et présenter une résistance aux frottements auxquels le papier va être soumis. Ces paramètres indiqués relèvent du procédé selon la présente invention pour permettre un traitement adapté en vue d'obtenir des plaques en carton double face ou double-double. Le traitement d'ignifugation est à ce jour réalisé directement en papeterie. Un autre point particulier du procédé selon la présente invention est la composition de la colle pour permettre la liaison des différentes couches cannelées avec les couches planes intermédiaires et de couverture. Cette colle sur une base amylacée doit présenter une composition telle que celle indiquée dans le tableau de la figure 2. Les quantités des différents composés sont indiquées sur des bases de fabrication de 1 500 et 2 500 litres. Cette colle doit être maintenue en température pendant l'utilisation dans une plage comprise entre 38 et 45 C et plus particulièrement entre 40 et 42 C. En ce qui concerne le dispositif utilisé pour la mise en ceuvre du procédé selon la présente invention, il convient de préférence d'équiper le train onduleur, dans sa zone double face d'un système dit "short press", et de réguler la pression vapeur dans les tables chauffantes à 8 bars à +/-1 bar dans la première section, et 5 bars à +/-1 bar dans la deuxième section de chauffage. C'est au niveau des moyens de pressage que se situe un intérêt de ce système. On remplace les rouleaux traditionnels en acier qui viennent appuyer sur le tapis de pressage par des patins en acier solidaires d'une enveloppe gonflable formant vessie de pressage. La mise en pression est d'une grande homogénéité et peut être très importante dès le début du pressage. En fin de cycle, il convient de protéger le carton ondulé ignifugé ainsi fabriqué de toute chute de gouttes d'eau provenant de condensations importantes engendrées sur les bâtis machines par le papier ignifugé, afin de conserver aux panneaux découpés ultérieurement toutes leurs caractéristiques. Dans la zone de découpe, il faut s'affranchir des dépôts et de la tenue des poussières générées par cette opération et une barre d'ionisation avec des moyens de soufflage et d'aspiration combinés permettent d'obtenir de bons résultats. En sortie de fabrication, les plaques doivent être empilées avec précaution pour éviter de marquer les surfaces car, de tels défauts conduisent à des discontinuités d'impression. En effet, le carton ondulé fabriqué à partir de papier ignifugé sort humide à des taux de 10%, ce qui le rend délicat à manipuler. De ce fait, il est approprié d'utiliser des rouleaux de réception à profil bombé et angles arrondis en sorte d'éviter le marquage des panneaux. En ce qui concerne la conduite du procédé, il est aussi nécessaire de supprimer le préchauffage des papiers de cannelure sur un préchauffer à l'entrée des machines simple face. Autre caractéristique particulière, la couverture de double face est préchauffée côté colle, ce qui est particulièrement inhabituel. La vitesse générale de fabrication doit être de préférence calée entre 70 et 90 m/mn, plus particulièrement 80 m/mn en double face et 55 à 70m/mn, plus particulièrement 65 m/mn en double-double. Les plaques finies seront mises sur palettes et sur une hauteur d'empilage donnée de manière à assurer la stabilisation des contraintes internes pendant la phase de " refroidissement évaporation " de l'humidité excédentaire. Les plaques sont ensuite conditionnées de façon adaptée pour qu'elles conservent toutes les qualités qui leur ont été données. Ainsi, selon le procédé de la présente invention, il est possible de réaliser des cartons ondulés ignifugés, double face ou double-double, supportant l'impression. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé double face ou double-double, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes * passage dans un train onduleur de papiers kraft ignifugés ayant les caractéristiques suivantes COUVERTURES TRAITEES IGNIFUGE: - grammage compris entre 160 et 225 g/m2, de préférence compris entre 170 à 200 g/m2, - couche de 10 à 20 g/m2, de préférence de 13 à 18 g/m2, - taux d'humidité compris entre 2 et 10%, plus particulièrement entre 4 et 8%. CANNELURE TRAITEE IGNIFUGE - grammage minimum de 124g/m2, type KAP non collée, - test d'absorption à l'eau : durée comprise, de préférence, entre 30s et 90s, - résistance à l'éclatement 400 kPa, avec un minimum de 350 kPa. - résistance à la rupture dans le sens de la marche comprise entre 13 et 20 daN/m, de préférence comprise entre 15 et 18 daN/m. - humidité comprise entre 4,5% et 7,5% * vitesse générale de fabrication calée entre 70 et 90 m/mn, plus particulièrement 80 m/mn en double face et 55 à 70 m/mn, plus particulièrement 65 m/mn en double-double. * utilisation d'une formule de colle sur une base amylacée. 2. Procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on maintient le papier de cannelure à température ambiante, sans préchauffage. 3. Procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couverture de double face est préchauffée côté colle. 4. Procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que la formule utilisée de colle sur une base amylacée a la composition suivante pour 1 500 litres - volume d'eau primaire compris entre 400 et 550 litres, - poids d'amidon compris entre 35 et 45 kg, - volume de soude compris entre 5 et 12 litres, - volume d'eau secondaire compris entre 500 et 680 litres, et - poids de borax compris entre 15 et 25 kg 5. Procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que la formule utilisée de colle sur une base amylacée a la composition suivante pour 2 500 litres - volume d'eau primaire compris entre 550 et 750 litres, - poids d'amidon compris entre 55 et 75 kg, - volume de soude compris entre 12 et 20 litres, - volume d'eau secondaire compris entre 900 et 1 100 litres, et - poids de borax compris entre 20 et 30 kg 6. Procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la température de la colle est maintenue, pendant l'utilisation, dans une plage comprise entre 38 et 45 C et plus particulièrement entre 40 et 42 C. 7. Procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise des moyens de pressage de type "short press". 8. Procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est découpé en plaques et que ces plaques finies sont mises sur palettes et sur une hauteur d'empilage donnée de manière à assurer la stabilisation des contraintes internes pendant la phase de " refroidissement évaporation " de l'humidité excédentaire. 9. Procédé de fabrication de carton ondulé ignifugé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les plaques sont ensuite conditionnées de façon adaptée pour qu'elles conservent toutes les qualités qui leur ont été données. 10. Carton ondulé ignifugé double face ou double-double, caractérisé en ce qu'il est obtenu par la mise en ceuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes.