Brevet FR2945764A1 — publié le 20101126

PROCEDE DE FABRICATION DE PRODUIT D'EMBALLAGE EN PAPIER ONDULE EN FORME DE BARQUETTE Le domaine de l'invention est celui des produits d'emballage. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de préparation d'un produit, notamment d'emballage en forme de barquette, réalisé en papier ondulé comprenant des micro-cannelures et/ou des nano-cannelures. Les produits d'emballage en forme de barquette, représentent un marché important en étant adaptés à l'emballage d'un grand nombre de produits et en visant une large gamme de clientèle. Ainsi, ces barquettes peuvent être utilisées pour l'emballage de divers produits liquides, semis liquides ou solides, notamment dans le domaine de l'agro-alimentaire tels que des plats préparés, des produits frais mais aussi en tant que présentoirs ou plateaux-repas. Ces barquettes sont actuellement largement distribuées, aussi bien à des traiteurs, à la grande distribution, à des compagnies de restauration proposant des plateaux repas, qu'à des particuliers. Divers procédés de fabrication de ces produits d'emballage en forme de 20 barquette ont été développés depuis de nombreuses années. Généralement, ces produits d'emballage en forme de barquette sont obtenus par moulage ou par mise en forme de matière plastique ou d'aluminium, selon des techniques adaptées à ces matériaux. En particulier, des barquettes à base de cellulose et de polyester, de polystyrène ou de polypropylène ont 25 largement été développées. Toutefois, de tels produits présentent les inconvénients d'une part d'avoir un coût de production élevé en nécessitant des matières premières dont la disponibilité géographique peut être limitée et d'autre part d'avoir des rendements carbone relativement élevés et d'être difficilement recyclables. En effet, par exemple, le recyclage de barquettes à base de fibres de cellulose et de polyester est difficile puisqu'il requiert la séparation de ces deux types de composés. Afin d'éviter ces inconvénients et notamment d'obtenir des produits d'emballage écologiques dans un souci de développement durable, des produits en matériaux recyclables tel qu'en carton ondulé ou papier ondulé ont alors été mis au point. Le carton et le papier ondulés présentent en effet l'avantage d'être aisément recyclés, d'avoir un rendement carbone relativement faible tout en présentant un coût de production peu élevé. Toutefois, jusqu'à présent les produits d'emballage en carton ou papier ondulés ne sont pas fabriqués sous forme de barquette. Ces produits ont le plus souvent la forme de boîte, destinée par exemple à l'emballage de plats préparés tels que les pizzas. En effet, de tels produits sont généralement obtenus par découpage, pliage et éventuellement collage. Or, de telles techniques ne permettent pas d'obtenir des produits d'emballage en forme de barquette en carton ou papier ondulé. L'objectif de l'invention est donc de pouvoir disposer d'un procédé qui permette l'obtention de produit d'emballage sous forme de barquette en matière recyclable, ayant un rendement carbone relativement faible tout en présentant un faible coût de production. L'inventeur a maintenant mis au point un procédé qui permet d'obtenir un produit en forme de barquette en papier ondulé, ledit papier ondulé comprenant des micro-cannelures et/ou des nano-cannelures. En particulier, l'inventeur a montré de manière surprenante que le papier ondulé comprenant des micro-cannelures et/ou des nano-cannelures peut être mis en forme par une technique réservée jusqu'à présent à des matériaux résistants tels que les métaux, à savoir l'emboutissage, sans provoquer le déchirement dudit papier. L'emboutissage est une technique bien connue pour déformer des matériaux dont la résistance mécanique est élevée, tels que les métaux comme par exemple, l'acier. L'emboutissage est une opération très brève consistant à appliquer généralement une forte pression sur un matériau. Un inconvénient majeur de cette technique est le risque élevé de rupture des matériaux lors de leur déformation. Or, le risque de rupture est accru pour les matériaux fragiles comme le papier. En effet, lors de l'emboutissage, le papier risque de se déchirer. De plus, généralement l'emboutissage d'un matériau tel qu'un métal est mis en oeuvre afin de déformer ce matériau tant sur le plan élastique que plastique pour qu'il ne se crée pas de plissure au niveau des coins formés. Or le papier ne peut pas se déformer suffisamment pour créer des coins sans plissure d'une barquette, sans se déchirer. Le risque de déchirement du papier est donc d'autant plus élevé au niveau des coins d'une barquette en papier. En outre, il n'est pas évident d'obtenir des coins régulièrement arrondis en papier plissé lors d'une étape d'emboutissage. Ainsi, selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un produit comprenant au moins une partie en papier ondulé, ledit papier ondulé comprenant des micro-cannelures et/ou des nano-cannelures, ledit procédé comprenant une étape de mise en forme dudit papier ondulé par emboutissage, ledit papier ondulé comprenant des fibres longues dont la taille est supérieure ou égale à 2,5 mm. On entend par � papier ondulé � au sens de la présente invention, un papier comprenant au moins une couverture se présentant sous la forme d'une feuille de papier, sur laquelle est collée au moins une cannelure de forme ondulée en papier. On entend par � cannelure � au sens de la présente invention, une feuille en papier cannelée. Ledit papier ondulé selon l'invention peut être choisi dans le groupe comprenant les papiers simple face (une couverture unique avec une cannelure solidarisée par un joint de colle), les papiers double face (deux couvertures avec une cannelure entre les deux), les papiers double cannelure (trois couvertures avec deux cannelures alternées), les papiers triple cannelure (quatre couvertures avec trois cannelures alternées) et les papiers présentant un nombre de cannelures supérieur à trois, de préférence parmi les papiers double face et les papiers double cannelure et tout préférentiellement parmi les papiers double cannelure. Les papiers double face et les papiers double cannelure présentent l'avantage d'optimiser la résistance du papier ondulé. Les micro-cannelures peuvent avoir une épaisseur allant de 0,8 à 3 mm, en particulier allant de 1 à 2,5 mm et tout particulièrement allant de 1 à 2 mm. En particulier, les nano-cannelures peuvent avoir une épaisseur allant de 0,6 mm à 0,8 mm. Les micro-cannelures et les nano-cannelures peuvent être choisies dans le groupe comprenant les cannelures de type E, G, F, N, O. En particulier, ledit papier ondulé peut comprendre des fibres longues dont la taille est supérieure ou égale à 3 mm, de préférence supérieure ou égale à 4 mm et tout préférentiellement supérieure ou égale à 5 mm. La présence de fibres longues dont la taille est supérieure ou égale à 5 mm présente l'avantage d'optimiser la résistance du papier ondulé. Les fibres longues dont la taille est supérieure ou égale à 2,5 mm peuvent être issues de bois tels que des conifères, des résineux comme des pins, sapins, épicéas, cyprès ou peuvent être issues de plantes comme le chanvre. Les fibres longues de chanvre présentent l'avantage d'avoir une taille qui peut être supérieure ou égale à 7 mm, ce qui permet d'optimiser la résistance du papier ondulé. Avantageusement, ledit papier ondulé peut comprendre plusieurs couches (couverture etlou cannelure), lesdites couches pouvant comprendre des fibres longues, les fibres longues de deux couches consécutives s'étendant perpendiculairement les unes par rapport aux autres. Ainsi, par exemple, ledit papier ondulé peut comprendre une couverture en papier comprenant des premières fibres longues et une cannelure en papier solidarisée par un joint de colle à ladite couverture, ladite cannelure comprenant des deuxièmes fibres longues, les premières et les deuxièmes fibres longues étant perpendiculaires. La présence de fibres longues superposées de manière perpendiculaire dans un papier ondulé présente l'avantage d'optimiser la résistance dudit papier ondulé. Ledit papier ondulé peut comprendre un mélange de fibres longues et courtes. Avantageusement, le collage des couvertures en papier et des cannelures en papier est réalisé à l'aide de colle recyclable. En particulier, lorsque le produit d'emballage est destiné au domaine de l'agro-alimentaire ou de l'alimentation, les colles peuvent être des colles alimentaires telles que des colles à base d'amidon, de maïs ou de blé. En fonction de l'application visée, lesdits papiers ondulés peuvent présenter un grammage particulier. Ainsi, plus le produit obtenu devra être résistant, plus le grammage du papier utilisé pourra être élevé. Ainsi, le grammage du papier ondulé selon l'invention peut être compris entre 40 grammes/m' et 125 grammes/m2. De plus, en fonction de l'application visée, les papiers ondulés peuvent présenter certaines caractéristiques telles que l'étanchéité, l' ingraissabilité, la faculté à la cuisson. Les traitements utilisables pour obtenir des papiers ondulés présentant de telles caractéristiques peuvent être ceux mis en oeuvre selon les techniques de papeterie bien connues de l'Homme du Métier. En particulier, le procédé de fabrication selon l'invention est un procédé de fabrication d'un produit comprenant au moins un coin (angle formé par l'intersection de trois plans) tel qu'un coin de calage, une barquette.... Avantageusement, le procédé de fabrication selon l'invention est un procédé de fabrication d'un produit d'emballage en forme de barquette. Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, l'étape de mise en forme peut comprendre les phases suivantes : i) application dudit papier ondulé sur une première matrice de forme complémentaire à une deuxième matrice ; iii) chauffage d'au moins une des deux matrices ; iv) emboutissage dudit papier ondulé par pressage des première et deuxième matrices l'une contre l'autre. La phase iii) de chauffage présente l'avantage de faciliter la phase iv) d'emboutissage, en optimisant la déformation du papier tout en prévenant son déchirement. La phase iii) de chauffage peut être mise en oeuvre à l'aide de tout moyen de chauffage adapté tel que des résistances. En particulier, la phase iii) de chauffage peut être mise en oeuvre à l'aide d'au moins un moyen de chauffage présent au niveau de la première matrice et/ou de la deuxième matrice. La phase iii) de chauffage peut être mise en oeuvre avant etlou pendant la phase iv) d'emboutissage. En particulier, la phase iii) de chauffage peut être mise en oeuvre à une température allant de 70°C à 200°C, selon le papier ondulé utilisé. Selon un mode de réalisation particulier, la phase iv) d'emboutissage peut être mise en oeuvre avec une force d'emboutissage allant de 5 à 40 tonnes, en fonction du papier ondulé utilisé. En particulier, la phase iv) d'emboutissage peut être mise en oeuvre pendant une durée allant de 3 à 10 secondes. Ainsi, au cours de la phase d'emboutissage, le papier chaud est maintenu pressé entre les deux matrices pendant cette durée, ce qui facilite la mise en forme dudit papier. Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, l'étape de mise en forme peut comprendre en outre la phase suivante : ii) application de vapeur d'eau sous pression sur ledit papier ondulé. La phase ii) d'application de vapeur d'eau présente l'avantage de faciliter la phase iv) d'emboutissage, en facilitant la déformation du papier tout en prévenant son déchirement. La phase ii) d'application de vapeur d'eau peut être mise en oeuvre avant 5 et/ou pendant la phase iv) d'emboutissage. La phase ii) d'application de vapeur d'eau peut être mise en oeuvre à l'aide de tout moyen adapté tel que par une centrale de vapeur d'eau. En particulier, la phase ii) d'application de vapeur d'eau peut être mise en oeuvre à l'aide de moyens de production et d'alimentation de vapeur d'eau, lesdits 10 moyens étant reliés à une pluralité de perforations traversant au moins une desdites matrices, lesdites perforations étant apte à diffuser la vapeur d'eau à la surface du papier. En particulier, la phase ii) d'application de vapeur d'eau peut être mise en oeuvre avec une pression de vapeur d'eau allant de 6 à 10 bars, en fonction du 15 papier ondulé utilisé. Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, l'étape de mise en forme peut comprendre en outre la phase suivante : ii") application de solution amidonnée sur ledit papier ondulé. La phase ii") peut être simultanée à la phase ii). En particulier, la solution 20 amidonnée peut être mélangée à la vapeur d'eau. La phase ii") d'application de solution amidonnée présente l'avantage de faciliter la phase iv) d'emboutissage tout en prévenant le déchirement du papier. En particulier le procédé selon l'invention, peut comprendre en outre préalablement à l'étape de mise en forme, une étape de détourage dudit papier 25 ondulé. Cette étape de détourage préalablement à l'étape de mise en forme, consiste à découper le papier ondulé de manière à ce qu'après emboutissage, le produit ne comporte pas d'excédent de papier. En particulier, le procédé selon l'invention, peut comprendre en outre postérieurement à l'étape de mise en forme, une étape de détourage dudit papier 30 ondulé. Cette étape de détourage postérieurement à l'étape de mise en forme, consiste à découper le papier ondulé de manière à éliminer l'excédent de papier après emboutissage. En particulier, le procédé selon l'invention peut comprendre en outre préalablement à l'étape de mise en forme, une étape de rainurage dudit papier ondulé dans au moins une zone dudit papier ondulé destinée à être déformée lors de l'emboutissage. On entend par � rainurage � au sens de la présente invention, toute opération consistant à faire apparaître, par déformation de la matière, au moins une rainure, dans un papier, afin d'en faciliter l'emboutissage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un produit obtenu selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, à savoir une barquette ; - La figure 2 est une vue en coupe d'un papier ondulé à partir duquel la barquette représentée sur la figure 1 est obtenue ; - La figure 3 est une vue de dessus du papier ondulé, détouré obtenu à partir du papier ondulé représenté sur la figure 2. - La figure 4 est une vue de dessus du papier ondulé, détouré, rainuré obtenu à partir du papier ondulé, détouré représenté sur la figure 3. 1. Exemple de procédé de fabrication d'un produit d'emballage en forme de barquette selon l'invention Un procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre pour la fabrication d'un produit d'emballage en forme de barquette. Un mode de réalisation particulier d'une telle barquette est illustrée en perspective sur la figure 1. Ainsi que le montre la figure 1, selon ce mode de réalisation une barquette (10) est sensiblement rectangulaire, présente un fond (11) prolongé par un bord continu (12) s'étendant perpendiculairement au fond (11) et dont les angles (13) sont arrondis, de manière à former un contenant. Cette barquette (10) est obtenue à partir d'un papier ondulé tel qu'illustré en coupe sur la figure 2. Dans ce mode de réalisation, ledit papier ondulé (20) est un papier triple cannelure comprenant quatre couvertures en papier (21, 22, 23, 24) avec deux nano-cannelures (25, 26) et une micro-cannelure (27). Les couvertures en papier (21, 22, 23, 24) et les deux nano-cannelures (25, 26) et la micro-cannelure (27) sont solidarisées entre elles par un joint de colle à base de maïs. Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, ledit papier ondulé est détouré lors d'une étape de détourage. Le détourage consiste à découper le papier ondulé de manière à ce qu'après emboutissage, le produit obtenu ne comporte pas d'excédant de papier. Le papier ondulé détouré (30) est illustré en vue de dessus sur la figure 3. Tel qu'illustré sur la figure, le papier ondulé détouré est sensiblement rectangulaire et présente des angles arrondis (31). Ledit papier ondulé détouré (30) est ensuite rainuré lors d'une étape de rainurage. Cette étape de rainurage consiste à faire apparaître, par déformation de la matière, au moins une rainure (41), dans le papier, afin d'en faciliter l'emboutissage. Lesdites rainures (41) constituent de préférence des rayons des angles arrondis (31). En outre, ces rainures (41) peuvent être réparties préférentiellement de manière uniforme le long de ces angles arrondis (31) tel que représenté sur la figure 4. De plus, lesdites rainures peuvent être de longueur différente tel que représenté sur la figure 4 afin de faciliter l'emboutissage dudit papier ondulé. Ledit papier ondulé, détouré et rainuré est ensuite présenté dans un chargeur dépileur et déplacé automatiquement vers un emboutisseur.30 Avantageusement, avant que le papier soit appliqué sur la première matrice, une phase de chauffage des deux matrices de l'emboutisseur est mise en oeuvre, à l'aide de résistance incluse dans les matrices. Le chauffage est mis en oeuvre à une température de 200°C. Cette phase de chauffage est également mise en oeuvre pendant la phase iv) d'emboutissage. Ledit papier ondulé, détouré et rainuré est ensuite appliqué sur une première matrice de forme complémentaire à une deuxième matrice. Une première matrice présente une cavité et la deuxième matrice présente une forme mâle complémentaire de cette cavité. Ainsi, lorsqu'un papier est interposé entre une première et une deuxième matrice et que les première et deuxième matrices sont pressés l'une contre l'autre, la forme d'une barquette telle qu'illustrée à la figure 1 est imprimée au papier. Avantageusement, avant et pendant la phase iv) d'emboutissage, une phase d'application de vapeur d'eau sur ledit papier ondulé, détouré et rainuré est également mise en oeuvre. Pour cela, la première matrice est traversée par une pluralité de perforations uniformément réparties. Ces perforations sont reliées à des moyens de production et d'alimentation en vapeur d'eau et assurent la fonction de diffuseur de vapeur à la surface du papier. La vapeur d'eau est diffusé à une pression de vapeur d'eau de 6 bars. La mise en oeuvre de cette étape d'application de vapeur d'eau à pour objectif de ramollir ledit papier en vue de faciliter sa déformation et prévenir son déchirement. Finalement, ledit papier ondulé, rainuré est embouti lors d'une étape d'emboutissage par pressage des première et deuxième matrice l'une contre l'autre avec une force d'emboutissage de 5 tonnes durant 10 secondes. Ainsi, au cours de la phase d'emboutissage, le papier chauffé est maintenu pressé entre les deux matrices pendant cette durée, ce qui facilite la mise en forme dudit papier. On obtient alors une barquette telle qu'illustrée à la figure 1. La barquette est ensuite retirée des matrices. Ainsi, un procédé selon l'invention permet d'obtenir un produit d'emballage sous forme de barquette à partir d'un papier ondulé comprenant des micro-cannelures et/ou des nano-cannelures. De telles barquettes présentent l'avantage d'être aisément recyclés, d'avoir un rendement carbone relativement faible tout en présentant un coût de production peu élevé. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un produit comprenant au moins une partie en papier ondulé, ledit papier ondulé comprenant des micro-cannelures et/ou des nano-cannelures, caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape de mise en forme dudit papier ondulé par emboutissage et en ce que ledit papier ondulé comprend des fibres longues dont la taille est supérieure ou égale à 2, 5 mm. 2. Procédé de fabrication d'un produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit produit est un produit d'emballage en forme de barquette. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de mise en forme comprend les phases suivantes : i) application dudit papier ondulé sur une première matrice de forme complémentaire à une deuxième matrice ; iii) chauffage d'au moins une des deux matrices iv) emboutissage dudit papier ondulé par pressage des première et deuxième matrices l'une contre l'autre. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la phase iii) de chauffage est mise en oeuvre à une température allant de 70°C à 200°C. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la phase iv) d'emboutissage est mise en oeuvre avec une force d'emboutissage allant de 5 à 40 tonnes. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'étape de mise en forme comprend en outre la phase suivante : ii) application de vapeur d'eau sous pression sur ledit papier ondulé.30 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la phase ii) d'application de vapeur d'eau est mise en oeuvre avec une pression de vapeur d'eau allant de 6 à 10 bars. 8. Procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre préalablement à l'étape de mise en forme, une étape de détourage dudit papier ondulé. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce 10 qu'il comprend en outre postérieurement à l'étape de mise en forme, une étape de détourage dudit papier ondulé. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en e qu'il comprend en outre préalablement à l'étape de mise en forme, une étape de 15 rainurage dudit papier ondulé dans au moins une zone dudit papier ondulé destinée à être déformée lors de l'emboutissage. 20