Brevet FR2847559A1 — publié le 20040528

La présente invention se rapporte au domaine des boîtes d'emballage pour des produits présentés en rouleau, tels que des rouleaux de film plastique ou d'aluminium que l'on utilise pour envelopper les aliments par exemple. Ces boîtes remplissent également la fonction de distribution de coupons de feuille par la présence d'une fente ménagée sur un côté. On désigne ici par rouleau un cylindre formé par une bande ou feuille continue de matière souple enroulée sur elle-même ou sur un support cylindrique. Selon un mode d'utilisation, on tient la boîte d'une main, tire 10 sur la feuille de l'autre main par son extrémité à travers la fente de distribution, et on en découpe un coupon au moyen d'un bord de coupe en dents de scie ménagé sur le côté extérieur. La majorité des boîtes que l'on trouve dans le commerce est actuellement 1 5 en carton avec, le cas échéant, un renfort rigide de la zone de coupe du film disposé transversalement à sa direction de déroulement. On a récemment cherché à remplacer le carton par une matière plastique qui offre l'avantage de mieux résister à l'eau et aux graisses. Ce matériau 20 conserve aussi un meilleur aspect pendant toute la durée de vie du rouleau qui peut être assez longue compte tenu de la grande capacité de ce dernier en général. Il ne se déchire pas aussi facilement que le carton. On trouve par exemple la description d'une boîte présentant ces caractéristiques dans la demande de brevet W00218235. Par ailleurs, on décrit dans ce 25 document un organe de coupe du film obtenu par l'agencement d'un bord en dents de scie. On évite ainsi de devoir rapporter un renfort métallique pourvu d'un bord de coupe. La présente invention vise à améliorer ce type de boîte. Conformément à l'invention la boîte distributrice pour rouleau de produit en feuille continue, réalisée par pliage d'une plaque de matière thermoplastique, comprenant des panneaux formant les parois longitudinales de la boîte, parallèlement à l'axe du rouleau, et des rabats 35 formant les parois transversales, est caractérisée par le fait qu'elle comprend un moyen de calage interne du rouleau formé par des languettes prolongeant les rabats. En particulier, ces languettes coopèrent avec une fente ménagée dans un des rabats adjacents agencés pour former les parois transversales. Conformément à une autre caractéristique, un des bords libres longitudinaux est découpé en dents de scie pour former un bord de coupe de la feuille. Conformément à une autre caractéristique, la boîte comporte un panneau formant volet de fermeture, le bord découpé en dents de scie étant ménagé sur le volet. Conformément à une autre caractéristique, la zone d'articulation formant 10 charnière entre deux panneaux adjacents est découpée de manière à former des dents de coupe de la feuille; en particulier, les dents de coupe de la feuille font saillie dans le plan de l'un des panneaux. De cette façon, on réalise une boîte regroupant plusieurs fonctions de manière très simple. Conformément à une autre caractéristique, la plaque est réalisée en une matière plastique extrudée dont la résistance à la déchirure, dans le sens de l'extrusion, est supérieure de 30% à celle réalisée avec une plaque de même 20 épaisseur en matière plastique standard à base de copolymère PP-PE statistique standard non nucléé, mesurée selon le test K défini plus loin. Un matériau avantageux est constitué d'un mélange d'un copolymère PPPE statistique et de 3 à 25%, plus particulièrement de 5 à 18% d'une 25 polyoléfine. Une polyoléfine qui convient est le polyéthylène ou bien un polypropylène à chaînes courtes. En choisissant un tel matériau on a constaté avec surprise que non seulement on améliorait la résistance des boîtes formées mais aussi qu'il 30 était possible une fois les plaques découpées de les mettre en volume par des moyens mécaniques, tels qu'on en utilise dans les chaînes automatiques de conditionnement de produits. Conformément à une autre caractéristique, la plaque a été agencée de 35 manière à présenter un coefficient de glissement supérieur sur la face interne de la boîte par rapport à celui de la face externe; en particulier ce moyen consiste à réaliser la plaque par co-extrusion de deux matières thermoplastiques, dont l'une contient un agent améliorant le glissement. Selon un autre mode de réalisation on traite la plaque par gravure de l'une des faces. Par ce moyen, on rend plus facile la préhension et l'extraction d'un film plastique par exemple qui peut être très fin, et qui sinon a tendance à s'accrocher aux parois de la boîte.. On présente l'invention plus en détail dans la description qui suit se rapportant au dessin annexé sur lesquel - la figure 1 montre une plaque en matériau thermoplastique à plat avant mise en volume, - la figure 2 montre une boîte réalisée à partir de la plaque de la figure 1 et, - la figure 3 montre comment on réalise le test K Comme on le voit sur la figure 1, la plaque présente un contour en traits 15 pleins. On a rainé la plaque pour y définir des panneaux et des rabats. Le rainage consiste à écraser ou amincir le matériau le long d'une ligne dite de rainage pour en faciliter le pliage. Ces lignes sont représentées en pointillés sur la figure. On distingue cinq panneaux longitudinaux, adjacents, dont les quatre premiers 1 1, 12, 13 et 14 sont rectangulaires, avec un côté commun 20 dans le sens de la longueur. Le dernier 15 est sensiblement trapézodal. Ils comprennent à chaque extrémité longitudinale des rabats 11 A, 1i1 B; 12A, 12B; 13A, 13B; 14A, 14B; 15A, 15B. Les rabats l lA, 1 lB et 13A et 13B se terminent par un moyen d'attache 25 110 et 130 ayant une forme semblable à une queue d'aronde avec une partie étroite. Les rabats 12A et 12B comprennent une fente longitudinale 120 pour coopérer avec les moyens d'attache précédents. On monte la boîte en dressant à angle droit les panneaux 11 et 13 par rapport à celui 12 placé entre les deux. On ramène les rabats à angle droit et on glisse les moyens 30 d'attache 110 et 130 des rabats 11 et 13 dans les fentes 120 des rabats 12 pour verrouiller la forme en volume. On obtient un réceptacle tel que celui représenté à la figure 2. Avant d'y loger le rouleau, on écarte les moyens d'attache 110 et 130 qui dépassent des fentes 120 de manière à ce qu'ils soient saillants vers l'intérieur de la boîte. On peut glisser ces moyens dans 35 les logements présents dans le rouleau, à chaque extrémité, pour l'immobiliser à l'intérieur du réceptacle. On ferme le réceptacle en rabattant les deux panneaux 14 et 15. On immobilise ces derniers au moyen de leurs rabats que l'on glisse le long des 40 parois transversales. On prévoit selon le mode de réalisation présenté, une languette 151. Cette languette est découpée dans le panneau 15, en forme d'arc de cercle par exemple et va coopérer à la fermeture avec une fente de même longueur ménagée dans le panneau de face 11. Cette disposition présente l'avantage de permettre le blocage de l'extrémité de la feuille sortant de la boîte et de la maintenir en position prête à l'extraction. Conformément à une autre caractéristique, on ménage des moyens de coupe de la feuille. Il s'agit d'une denture que l'on peut agencer sur le bord libre longitudinal 153 du panneau 15 comme cela est représenté sur la 10 figure 1. Selon un autre mode de réalisation, on peut réaliser le bord de coupe sur le bord libre 113 du panneau 11. Selon un autre mode de réalisation, on découpe des dents le long de la raine séparant les panneaux 1 1 et 12. Le matériau constituant la boîte étant semi-rigide, on n'a pas besoin de renfort. La première solution présente l'avantage de maintenir le film entre les panneaux 15 et 11 après que l'on a découpé un coupon. La partie extrême de la feuille reste alors pincée entre les deux panneaux. La deuxième solution permet une découpe d'une portion de feuille seulement après ouverture de la boite car il faut dégager le bord libre du panneau 11. En outre la boîte a moins tendance à se déformer lorsqu'on tire sur la feuille. La troisième solution permet, comme la première, de ne pas obliger à une ouverture de la boîte. Les dents sont saillantes soit vers 25 l'avant quand la denture est dans le plan du fond 12 soit parallèlement au panneau avant 15 quand la denture est dans le plan du panneau 1 1. Avantageusement, les dents sont de forme triangulaire avec des côtés de longueur comprise en 1 et 6 mm, de préférence de 1,5 mm et un 30 espacement entre les dents compris entre 1,5 et 5 mm de préférence de 2,5 mm en fonction de l'épaisseur des parois. On obtient ainsi une ligne de coupe o les dents ne risquent pas de plier. Pour la réalisation de la boîte, on utilise une plaque pleine, d'épaisseur 35 comprise entre 0,3 et 0,8 mm et de préférence comprise entre 0,4 et 0,5 mm. Le matériau est thermoplastique tel que par exemple le polystyrène, le PVC, le polyéthylène ou le PET. De préférence, il s'agit d'une polyoléfine Une plaque formée par extrusion de matière plastique est par nature moins 40 résistante à la déchirure dans le sens de l'extrusion que dans le sens travers en raison de l'orientation des molécules qui se produit pendant la formation. Dans la mesure o, d'une façon générale, on découpe les plaques de s manière à ce que les panneaux soient orientés longitudinalement dans le sens marche, les lignes de pliage entre les panneaux sont des lignes de faiblesse ou des sens de déchirure privilégiés. On a donc cherché à améliorer la résistance à la déchirure dans le sens marche. io On a réalisé avec surprise qu'une matière constituée d'un mélange de copolymère PP-PE statistique nucléé ou non et d'une polyoléfine convenait à cette application. Le mélange comprend de 3 à 25% d'une polyoléfine, de préférence de 5 à 18%. La polyoléfine est avantageusement le polyéthylène ou bien un polypropylène de préférence à courtes chaînes.. On a réalisé des essais pour tester la résistance à la déchirure sur trois plaques réalisée avec des matériaux différents. A Matériau polyoléfinique standard. Il s'agit d'un copolymère statistique non nucléé, vendu par Fina sous la référence 3020 GN3 B Composition à 95% d'un copolymère statistique, 3021 GN3 de Fina, et 5% d'une polyoléfine, le lacqtène vendu sous la référence 1070MN 18C par Fina. C Composition à 95,2% d'un copolymère statistique nucléé, 3022 GT3 de Fina, 4,7% d'une polyoléfine, le lacqtène, et 0,8% d'un agent glissant 30677 BG de polyone. Pour cet essai que l'on désigne essai K, on utilise une éprouvette (E) de 40X200 mm2 dans laquelle on découpe, en position médiane, deux entailles de 80 mm de long et distantes de 10 mm. On forme ainsi une bande centrale (B) flanquée de deux bandes latérales. La longueur de l'éprouvette se trouve dans le sens de l'extrusion de la plaque. Pour l'essai, on place 35 l'éprouvette dans un appareil pourvu de deux moyens d'attache qui peuvent s'écarter l'un de l'autre à vitesse constante. Ici les deux moyens sont constitués de deux broches parallèles et horizontales représentées en traits fins sur la figure 3. On accroche l'éprouvette entre les deux broches par le milieu de la bande centrale et les bandes latérales. On tire ainsi, dans 40 le sens des flèches la bande B par son milieu tout en tenant l'éprouvette de part et d'autre de la bande, par le milieu également. On mesure la force nécessaire pour déchirer la bande centrale et la détacher du reste de l'éprouvette. On a réalisé aussi un test de résistance à la déchirure selon la norme NF T54-140. Les résultats sont rapportés ci-dessous Epaisseur 0,5mm Résistance en kg Résistance en kg test K test NF T54-140 Composition A 5 1,2 Composition B 7,5 1,9 Composition C 9 2,3 Il apparaît que les compositions B et C présentent une résistance à la déchirure supérieure au produit standard. On considère que de telles compositions améliorent d'au moins 30 % la résistance à la déchirure par 1 5 rapport à une composition standard pour une même épaisseur de plaque entre 0,3 et 0,8 mm. On a trouvé par ailleurs que l'on pouvait sélectionner le matériau de manière à rendre la formation des boîtes plus aisée. Une telle propriété est 20 importante dans la mesure o elle permet une cadence de production élevée sur les chaînes automatiques. Les machines de conditionnement automatique comprennent un poste de chargement des plaques prédécoupées et rainées. Les plaques sont ensuite entraînées vers un poste o les panneaux sont pliés automatiquement par des organes de préhension 25 et de pliage puis collés. Les boîtes ainsi formées sont alors dirigées vers le poste de remplissage automatique puis vers le conditionnement en nombre des boîtes remplies. Le passage d'une plaque en matière thermoplastique courante dans une telle machine automatique n'est en général pas possible. A la cadence de la machine, la boîte préformée ne se met pas en volume 30 complètement. Il s'ensuit une impossibilité d'assurer automatiquement le remplissage de la boîte. Pour cette raison on est habituellement obligé de reformer la boîte manuellement avant son remplissage. En utilisant une composition de matière plastiques améliorant la résistance à la déchirure des plaques extrudées, on a constaté de façon surprenant une plus grande facilité de mise en forme lors des étapes de transformation. On a réalisé des tests de formation de boîtage - c'est à dire de transformation des plaques avec les opérations de découpe, de rainage, de pliage et de collage - et on a constaté que la mise en volume de la boîte était plus facile. Avec une plaque de la composition ci-dessus, on a pu passer les découpes dans des machines automatiques du type fourni par la 10 Société Bobst avec une cadence comprise entre 3000 et 5000 boîtes à l'heure en fonction du format de la boîte. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la surface de la plaque est traitée de manière à réduire l'effort de tirage de la feuille. Selon un premier mode de réalisation on grave sur la plaque des microaspérités en appliquant un cylindre pourvu de micro protubérances de hauteur comprise entre 2 et 10 microns et de préférence entre 5 et 7 microns. Selon un second mode de réalisation, on applique sur la surface de la plaque, par la technique de co-extrusion, une pellicule de matière plastique contenant un agent favorisant le glissement cette pellicule a une épaisseur comprise entre 20 et 40 microns et contient de 0,5 à 1,5% de l'agent glissant. De préférence entre 0,8 et 1%. On a procédé à un essai de glissement consistant à déposer sur la plaque à tester une bouteille de lkg, droite, et à incliner progressivement la plaque. On note l'angle à partir duquel la bouteille commence à glisser. Un angle faible est un indice de glissement facile. On a testé également les plaques selon le test NF T 54-112 qui mesure la force de résistance au glissement par rapport au verre. Plaque Surface lisse Surface Surface Surface lisse 0,5 mm gravée; gravée; avec pellicule rugosité entre rugosité entre co-extrudée 2 et 5 5 et 7 contenant microns microns 0,8% d'un agent glissant Angle de 16 130 100 120 glissement Résistance 3,13 N 1,96 N 1,85 N 1,33 N NFT54-112 Revendications 1) Boîte distributrice pour rouleau de produit en feuille continue, réalisée par pliage d'une plaque de matière thermoplastique semi-rigide comprenant des panneaux (11, 12, 13, 14, 15) formant les parois longitudinales de la boîte, parallèles à l'axe du rouleau, et des rabats formant les parois transversales, caractérisée par le fait qu'elle comprend un moyen de calage interne du rouleau formé par des languettes (110, 130) prolongeant les rabats. 2) Boîte selon la revendication 1 dont un des bords libres longitudinaux est découpé en dents de scie pour former un bord de coupe. 3) Boîte selon la revendication précédente comportant un panneau formant volet de fermeture le bord découpé en dents de scie étant ménagé sur le volet. 4) Boîte selon la revendication 1 dont la zone d'articulation formant 20 charnière entre deux panneaux adjacents (11 et 12) est découpée de manière à former des dents de coupe de la feuille. ) Boîte selon la revendication 4 dont les dents de coupe de la feuille font saillie dans le plan de l'un des panneaux (11 ou 12). 6) Boîte selon l'une des revendications précédentes dont la plaque est réalisée par extrusion en une matière plastique dont la résistance à la déchirure dans le sens de l'extrusion est supérieure à 30% par rapport à un copolymère polypropylène-polyéthylène statistique non nucléé, mesurée selon le test K. 7) Boîte selon la revendication précédente dont la matière plastique est un mélange d'un copolymère polypropylène-polyéthylène statistique et de 3 à 25%, de préférence de 5 à 18%, d'une polyoléfine. 8) Boîte selon la revendication 6 ou 7 dont la matière plastique est un copolymère polypropylène-polyéthylène statistique nucléé. 9) Boîte selon l'une des revendications précédentes dans laquelle l'épaisseur de la plaque est comprise entre 0,3 et 0,8 mm et de préférence entre 0,4 et 0,5 mm. 10) Boîte selon l'une des revendications précédentes dont la plaque a été traitée de manière à présenter un coefficient de glissement plus grand sur la face interne que sur la face externe. 11) Boîte selon la revendication précédente dont la plaque a été o0 formée par co-extrusion de deux matières thermoplastiques, dont l'une contient un agent améliorant le glissement. 12) Boîte selon la revendication 10 ou 1 1 dans laquelle la plaque est traitée par gravure de surface.