CH694183A5 - Installation pour la fabrication d'un mat'riau multicouche et mat'riau ainsi obtenu. - Google Patents

Description

  



   La présente invention se rapporte à une installation pour la fabrication  d'un matériau multicouche et matériau ainsi obtenu. 



   Les matériaux multicouches se rencontrent dans beaucoup de domaines  différents et en particulier dans le domaine de l'emballage. L'un  des matériaux couramment utilisé est le carton ondulé. Pour mémoire  le carton ondulé est réalisé en recouvrant une feuille, préalablement  ondulée en passant entre deux cylindres cannelés, par deux feuilles  de couverture qui sont collées sur les pointes des ondulations de  la feuille centrale. 



   Dans l'industrie de l'emballage, le carton ondulé trouve son utilisation  principale en tant qu'emballage de protection particulièrement résistant  tout en étant associé à un respect environnemental lié à son recyclage  relativement aisé. 



   Une autre utilisation d'un carton ondulé d'épaisseur relativement  faible se rencontre dans des emballages d'aspect plus attrayant pour  certains produits. Il convient, dans ce cas d'imprimer ce carton  ondulé. Cette opération d'impression est rendue possible en raison  des progrès réalisés dans les techniques d'impression flexographiques  qui permettent aujourd'hui d'obtenir des impressions de qualité en  plusieurs couleurs. 



   Cependant, l'impression d'un carton ondulé pourra présenter un aspect  non acceptable, c'est-à-dire que cette impression présentera des  lignes correspondant à chaque crête des ondulations puisque lors  de l'opération d'impression, le carton ondulé sera légèrement écrasé.  La résistance différente entre le sommet des crêtes et la partie  séparant deux crêtes consécutives est la principale cause de l'apparition  de ces lignes lors de l'opération d'impression. 



   La fabrication d'un carton ondulé s'effectue au moyen d'une machine  complexe telle qu'une onduleuse qui comprend une station d'alimentation  de papier, sous forme de bobines, pour une station de formation des  ondulations, une station d'alimentation de papier, sous forme de  bobines, pour une première feuille de couverture, une station d'alimentation  de papier, sous forme de bobines, pour une éventuelle deuxième feuille  de couverture, un dispositif d'encollage pour déposer de la colle  sur les crêtes des ondulations, une station de pressage pour le collage  de la deuxième feuille de couverture sur les crêtes de la feuille  ondulée, des dispositifs de coupe longitudinale et    transversale  de la feuille de carton ondulé et une station de réception des feuilles  de carton ondulé coupées au format désiré.

   En règle générale, toutes  les opérations réalisées sur les différentes feuilles qui composent  le carton ondulé s'effectuent à haute température, avoisinant les  trois cent degrés, et souvent dans une ambiance humide. 



   En plus de sa mauvaise imprimabilité, le carton ondulé présente une  mauvaise résistance mécanique dans le sens qui est parallèle aux  ondulations et il est très souvent "tuilé" c'est-à-dire qu'il est  bombé et de ce fait difficile à traiter que ce soit dans les machines  d'impression ou dans les machines de découpage. La création des ondulations  nécessite une quantité de papier importante et le collage des feuilles  de couverture sur les crêtes des ondulations demande aussi un apport  important de colle. 



   Les solutions proposées actuellement pour fabriquer un matériau multicouche  présentent tous les inconvénients précités, essentiellement liés  à la configuration des matériaux connus. 



   Le but de la présente invention est de remédier, au moins en partie,  aux inconvénients présentés par un matériau multicouche du type tel  que celui décrit ci-avant. 



   A cet effet, l'invention a pour objet une installation pour la fabrication  d'un matériau multicouche telle que définie par la revendication  1 et le matériau ainsi obtenu tel que défini par les revendications  5 à 8. 



   De par sa conception, l'installation permet notamment une grande  flexibilité d'utilisation et une adaptation à la fabrication d'un  matériau multicouche qui autorise la réduction de son poids unitaire  tout en présentant une rigidité dans au moins deux directions ainsi  qu'une excellente imprimabilité. 



   Plusieurs autres particularités et avantages importants de cette  installation ainsi que du matériau obtenu apparaîtront au cours de  la description qui va suivre ainsi qu'à l'aide des dessins annexés  qui illustrent, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution  de l'installation et du matériau obtenu.

        La fig. 1 est une  vue schématique d'une installation pour la fabrication d'un premier  matériau multicouche,     la fig. 2 est une vue schématique d'une  installation pour la fabrication d'un second matériau multicouche,     la fig. 3 est une vue en perspective d'un matériau structuré  sur l'une de ses faces,       la fig. 4 est une vue en perspective  d'un matériau structuré sur ses deux faces,     la fig. 5 est une  vue en coupe agrandie du matériau de la fig. 3 structuré sur une  seule de ses faces,     la fig. 6 est une vue en coupe agrandie  du matériau de la fig. 4 structuré sur ses deux faces,     les  fig. 7a à 7c représentent les aspects pouvant être donnés à la structure  des matériaux,     la fig. 8 est une vue représentant une boîte  réalisée avec le matériau multicouche obtenu avec l'installation  de la fig. 1,     la fig.

   9 est une vue en coupe d'un outil utilisé  pour réaliser un matériau structuré sur l'une de ses faces et,     la fig. 10 est une vue en coupe d'un outil utilisé pour réaliser  un matériau structuré sur ses deux -faces.  



   La fig. 1 est une vue schématique d'une installation pour la fabrication  d'un premier matériau multicouche 13. Sur cette figure, on a omis  de représenter, pour des raisons de simplification du dessin, les  stations d'alimentation de papier qui sont en soi bien connues des  constructeurs de machines. Ces stations d'alimentation de papier  comprennent généralement un porte-bobines équipé d'un dispositif  d'entraînement et de freinage des bobines de papier associé à un  dispositif de raccordement d'une bobine neuve au solde d'une bobine  en fin de déroulement de sorte que la continuité de l'alimentation  en papier soit assurée pour les organes suivants de l'installation.                                                            



   L'installation de la fig. 1 comprend une station de formation 1 d'une  bande structurée 2. Cette station de formation 1 est constituée par  une cassette 3 composée de deux bâtis latéraux 4, 5 entre lesquels  sont montés deux outils cylindriques supérieur 6 et inférieur 7 destinés  à déformer, essentiellement sur l'une de ses faces, une bande de  papier 8 provenant d'une première station d'alimentation de papier  (non représentée). L'outil cylindrique inférieur 7 est de préférence  relié à une source d'alimentation en vide de façon à ce que la bande  structurée 2, déformée sur l'une de ses faces au point d'engrènement  entre l'outil cylindrique supérieur 6 et l'outil cylindrique inférieur  7, soit maintenue, par aspiration, contre une partie de la circonférence  de celui-ci.

   Un exemple d'outil permettant la déformation de la bande  structurée sur l'une de ses faces sera décrit en relation avec la  fig. 9. Les aspérités de la bande structurée 2 se trouvant dans la  zone de la circonférence aspirante de    l'outil cylindrique 7 sont  munies de colle au moyen d'une unité d'encollage 9 comprenant un  rouleau encolleur 10 trempant dans un réservoir 11. La quantité de  colle apportée sur les aspérités de la bande structurée 2 est contrôlée  à l'aide d'un rouleau essuyeur 12. Pour l'obtention d'un premier  matériau multicouche 13, une seconde bande de papier 14 provenant  d'une seconde station d'alimentation de papier (non représentée),  semblable à la première station d'alimentation mentionnée ci-avant,  est appliquée sur le sommet des aspérités encollées de la bande structurée  2 à l'aide d'un cylindre presseur 15.

   La bande du premier matériau  multicouche 13 passe ensuite autour d'un cylindre de renvoi 16 avant  d'être amenée dans une station de coupe en long 17. Cette station  de coupe en long 17, connue en soi, comprend deux bâtis latéraux  18 et 19 entre lesquels sont montés des outils de coupe circulaires  20 et 21. Les outils de coupe circulaires 20, connus eux aussi, sont  constitués de lames circulaires disposées, de façon réglable, dans  la largeur de la station de coupe en long 17, de telle sorte qu'il  soit possible d'obtenir des bandes de premier matériau multicouche  13 de largeurs différentes. La coupe des rives de la bande de premier  matériau multicouche 13 est elle aussi réalisée dans cette station.

    L'outil de coupe circulaire 21 est quant à lui généralement constitué  d'un contre outil possédant des manchons réglables, dans la largeur  de la station de coupe en long 17, lesdits manchons présentant des  rainures circulaires pouvant être placées en regard des lames circulaires  des outils de coupe circulaires 20. Il est à remarquer que dans certaines  coupeuses en long, l'outil de coupe circulaire 21 peut se présenter  sous la forme d'un cylindre enclume revêtu, par exemple d'une matière  telle que du polyuréthane. La bande de premier matériau multicouche  13 est ensuite introduite dans une coupeuse en travers 22 comportant  deux bâtis latéraux 23 et 24. Cette coupeuse en travers 22 est elle  aussi bien connue des constructeurs de machines.

   Elle se compose  entre autres d'un outil rotatif supérieur 25 muni d'un couteau, le  plus souvent de forme hélicoïdale, et d'un cylindre enclume inférieur  26 pouvant soit être en acier ou soit être recouvert de polyuréthane.  De manière connue, l'outil de coupe rotatif supérieur est entraîné  de façon à pouvoir effectuer des coupes de longueurs différentes  de la bande de premier matériau multicouche 13, cela en fonction  des différents formats désirés. A la sortie de la station de coupe  en long 22, les feuilles 27 de premier matériau multicouche 13 sont  transportées par un convoyeur à courroies 28 jusqu'à une station  d'empilage 29, représentée schématiquement ici par un dispositif    comportant un organe de descente de pile 30 susceptible de former  une pile 31. 



   La fig. 2 est une vue schématique d'une installation pour la fabrication  d'un second matériau multicouche 40. L'installation représentée sur  cette figure ne dif-fère de celle représentée à la fig. 1 que par  l'adjonction d'une station d'insertion 32 d'une bande de -couverture  33 sur le matériau multicouche 35 pour constituer le second matériau  multicouche 40. Par conséquent, les organes communs aux deux réalisations  porteront les mêmes chiffres de référence. 



   Sur cette figure, on a également omis, pour des raisons de simplification  du dessin de représenter les stations d'alimentation de papier qui  sont en soi bien connues des constructeurs de machines. Pour mémoire,  on rappellera que ces stations d'alimentation de papier comprennent  généralement un porte-bobines équipé d'un dispositif d'entraînement  et de freinage des bobines de papier associé à un dispositif de raccordement  d'une bobine neuve au solde d'une bobine en fin de déroulement de  sorte que la continuité de l'alimentation en papier soit assurée  pour les organes suivants de l'installation. 



   L'installation de la fig. 2 comprend elle aussi une station de formation  1 d'une bande structurée sur ses deux faces 34. Cette station de  formation 1 est constituée par une cassette 3 composée de deux bâtis  latéraux 4, 5 entre lesquels sont montés deux outils cylindriques  supérieur 6 et inférieur 7 destinés à déformer, sur ses deux faces,  une bande de papier 8 provenant d'une première station d'alimentation  de papier (non représentée). L'outil cylindrique inférieur 7 est  de préférence relié à une source d'alimentation en vide de façon  à ce que la bande structurée 34 déformée au point d'engrènement entre  l'outil cylindrique supérieur 6 et l'outil cylindrique inférieur  7 soit maintenue, par aspiration, contre une partie de la circonférence  de celui-ci.

   Un exemple d'outil permettant la déformation de la bande  structurée sur ses deux faces sera décrit en relation avec la fig.  10. Les aspérités de l'une des faces de la bande structurée 34 se  trouvant dans la zone de la circonférence aspirante de l'outil cylindrique  7 sont munies de colle au moyen d'une unité d'encollage 9 comprenant  un rouleau encolleur 10 trempant dans un réservoir 11. La quantité  de colle apportée sur les aspérités de l'une des faces de la bande  structurée 34 est contrôlée à l'aide d'un rouleau essuyeur 12. Cette  unité d'encollage 9 peut indifféremment utiliser une colle à base  d'amidon ou une    colle viny-lique.

   Pour l'obtention d'un matériau  multicouche 35, une seconde bande de papier 14 provenant d'une seconde  station d'alimentation de papier (non représentée), semblable à la  première station d'alimentation mentionnée ci-avant, est appliquée  sur le sommet des aspérités encollées de l'une des faces de la bande  structurée 34 à l'aide d'un cylindre presseur 15. La bande du matériau  multicouche 35 passe ensuite autour d'un cylindre de renvoi 16 avant  d'être amenée dans une station d'insertion 32 d'une bande de couverture  33 provenant d'une troisième station d'alimentation de papier (non  représentée), semblable à la première et à la seconde station d'alimentation  mentionnées ci-avant.

   Les aspérités de l'autre face de la bande structurée  34 sont encollées au moyen d'une unité d'encollage 36 de construction  semblable à l'unité d'encollage 9 décrite en relation avec la fig.  1. Cette unité d'encollage peut elle aussi utiliser soit une colle  à base d'amidon soit une colle vinylique. Le rouleau encolleur 38  de cette unité d'encollage 36 dépose de la colle sur les aspérités  de l'autre face de la bande structurée 34 au droit du cylindre de  renvoi 16. Les aspérités encollées de l'autre face de la bande de  matériau multicouche 35 sont ensuite recouvertes par la bande de  couverture 33 au moyen du cylindre de contre-collage 39 pour obtenir  le second matériau multicouche 40. Ce matériau multicouche 40 est  ensuite conduit sur un dispositif presseur 41 constitué d'une table  42 et d'un organe presseur comprenant une série de rouleaux 43.

   Il  est à remarquer que certains de ces dispositifs presseurs 41 peuvent  comprendre un convoyeur à tapis en lieu et place d'une table 42. 



   La bande du second matériau multicouche 40 est ensuite amenée dans  une station de coupe en long 17 semblable à celle décrite en relation  avec la fig. 1. Pour rappel, cette station de coupe en long 17, connue  en soi, comprend deux bâtis latéraux 18 et 19 entre lesquels sont  montés des outils de coupe circulaires 20 et 21. Les outils de coupe  circulaires 20, connus eux aussi, sont constitués de lames circulaires  disposées, de façon réglable, dans la largeur de la station de coupe  en long 17, de telle sorte qu'il soit possible d'obtenir des bandes  de premier matériau multicouche 13 de largeurs différentes. La coupe  des rives de la bande de second matériau multicouche 40 est elle  aussi réalisée dans cette station.

   L'outil de coupe circulaire 21  est quant à lui généralement constitué d'un contre outil possédant  des manchons réglables, disposés dans la largeur de la station de  coupe en long 17, lesdits manchons présentant des rainures circulaires  pouvant être placées en regard    des lames circulaires des outils  de coupe circulaires 20. Il est à remarquer que dans certaines coupeuses  en long, l'outil de coupe circulaire 21 peut se présenter sous la  forme d'un cylindre en-clume revêtu, par exemple d'une matière telle  que du polyuréthane. La bande de second matériau multicouche 40 est  ensuite introduite dans une coupeuse en travers 22 comportant deux  bâtis latéraux 23 et 24. Cette coupeuse en travers 22 est elle aussi  bien connue des constructeurs de machines.

   Elle se compose entre  autres d'un outil rotatif supérieur 25 muni d'un couteau, le plus  souvent de forme hélicoïdale, et d'un cylindre enclume inférieur  26 pouvant soit être en acier ou soit être recouvert de polyuréthane.  De manière connue, l'outil de coupe rotatif supérieur est entraîné  de façon à pouvoir effectuer des coupes de longueurs différentes  de la bande de second matériau multicouche 40, cela en fonction des  différents formats désirés. A la sortie de la station de coupe en  long 22, les feuilles 44 de second matériau multicouche 40 sont transportées  par un convoyeur à courroies 28 jusqu'à une station d'empilage 29,  représentée schématiquement ici par un dispositif comportant un organe  de descente de pile 30 susceptible de former une pile 31.

   Les stations  d'empilage sont elles aussi bien connues des constructeurs de machines  et ne seront donc pas décrites en détail dans cet exposé. De préférence,  la bande de papier 8 devant être déformée sera humidifiée en conséquence  de la même manière que cela se fait dans les machines de fabrication  de carton ondulé. 



   La fig. 3 est une vue en perspective d'un matériau 2 structuré sur  l'une de ses faces. La structure représentée ici est formée par des  alvéoles 45 obtenues, par exemple au moyen de l'outil qui sera décrit  plus avant en relation avec la fig. 9. 



   La fig. 4 est une vue en perspective d'un matériau 34 structuré sur  ses deux faces. La structure représentée ici est formée par des alvéoles  46 et 47 obtenues, par exemple au moyen de l'outil qui sera décrit  plus avant en relation avec la fig. 10. 



   La fig. 5 est une vue en coupe agrandie du matériau 2 de la fig.  3 structuré sur une seule de ses -faces, la face 48. 



   La fig. 6 est une vue en coupe agrandie du matériau 34 de la fig.  4 structuré sur ses deux faces 48 et 49. 



   Les fig. 7a à 7c représentent les aspects pouvant être donnés à la  structure des matériaux 2 et 34. 



     La fig. 8 est une vue représentant une boîte 50 réalisée avec  le matériau multicouche 13 obtenu avec l'installation de la fig.  1. Cette boîte 50 est l'exemple même d'une utilisation d'un matériau  multicouche 13 dans un but esthétique visant à promouvoir un produit.  Une utilisation pour des buts publicitaires est d'autre part envisageable.  De tels résultats ne peuvent à l'évidence pas être obtenus en utilisant  un matériau multicouche du genre carton ondulé. 



   La fig. 9 est une vue en coupe partielle d'un outil 51 utilisé pour  réaliser un matériau 2 structuré sur l'une de ses faces 48. Cet outil  51 est composé d'un cylindre alvéolé supérieur 52 et d'un cylindre  alvéolé inférieur 53. Les alvéoles des deux cylindres s'interpénètrent  pour déformer la bande de papier 8 de façon à obtenir une bande de  matériau structuré 2 sur une seule de ses faces 48. Le cylindre alvéolé  inférieur 53 est agencé de manière à assurer le maintien de la bande  de matériau texture 2 au fond des alvéoles d'une partie de sa circonférence,  cela à l'aide des canaux 54 reliant chaque alvéole à la partie centrale  évidée du cylindre 53 reliée elle-même à une source de vide (non  représentée).

   Pour l'obtention d'une bande de matériau structuré  2 ayant une épaisseur de structure de faible dimension, il n'est  pas nécessaire que l'outil 51 soit porté à une grande température.  Dans le cas d'épaisseurs de structure de dimensions plus importantes,  il sera nécessaire de prévoir un chauffage de l'outil 51 à une température  de l'ordre de 300 DEG centigrades. Pour les épaisseurs de structure  de très faibles dimensions, de l'ordre de 0,2 à 0,6 millimètres,  on peut réaliser un outil 51 plus simple n'utilisant plus qu'un cylindre  alvéolé inférieur 53 relié à une source de vide puissante de telle  sorte que l'action du vide sur la bande de papier 8 au fond des alvéoles  provoque la déformation recherchée pour obtenir la bande de matériau  structuré 2.

   La réalisation des cylindres alvéolés supérieur et inférieur  peut avantageusement s'effectuer par exemple par un procédé d'électro-érosion.                                                 



   La fig. 10 est une vue en coupe d'un outil 55 utilisé pour réaliser  un matériau structuré 34 sur ses deux faces 48 et 49. Cet outil 55  est composé d'un cylindre alvéolé supérieur 56 et d'un cylindre alvéolé  inférieur 57. Les alvéoles des deux cylindres s'interpénètrent pour  déformer la bande de papier 8 de façon à obtenir une bande de matériau  structuré 34 sur ses deux faces 48 et 49. Le cylindre alvéolé inférieur  57 est agencé de manière à assurer le maintien de la bande de matériau  texture 34 au fond des alvéoles d'une partie de sa circonférence,  cela à l'aide des canaux 58 reliant chaque alvéole à la    partie  centrale évidée du cylindre 57 reliée elle-même à une source de vide  (non représentée).

   Pour l'obtention d'une bande de matériau structuré  34 ayant une épaisseur de structure de faible dimension, il n'est  pas nécessaire que l'outil 55 soit porté à une grande température.  Dans le cas d'épaisseurs de structure de dimensions plus importantes,  il sera nécessaire de prévoir un chauffage de l'outil 55 à une température  de l'ordre de 300 DEG centigrades. Pour les épaisseurs de structure  de très faibles dimensions, de l'ordre de 0,2 à 0,6 millimètres,  on peut, comme pour l'outil 51 de la fig. 9, réaliser un outil 55  plus simple n'utilisant plus qu'un cylindre alvéolé inférieur 57  relié à une source de vide puissante de telle -sorte que l'action  du vide sur la bande de papier 8 au fond des alvéoles provoque la  déformation recherchée pour obtenir la bande de matériau structuré  34.

   La réalisation des cylindres alvéolés supérieur et inférieur  peut avantageusement s'effectuer par exemple par un procédé d'électro-érosion.                                                 



   L'installation pour la fabrication d'un matériau multicouche décrite  ci-avant permet entre autres, d'obtenir, dans le cas du choix de  l'utilisation d'une bande structurée sur ses deux faces avec un motif  décoratif particulier, comme ceux représentés à titre d'exemple par  les fig. 7a à 7c, un matériau multicouche filigrane, ce qui ouvre  le choix d'une grande variété d'utilisations de ce matériau que ce  soit dans des buts décoratifs ou autres.

Claims (8)

1. Installation pour la fabrication d'un matériau multicouche, notamment pour la fabrication d'un matériau multicouche à partir de bandes de papier, comprenant une station de formation (1) d'une première bande de papier (8) provenant d'une première station d'alimentation de papier, une unité d'encollage (9), une seconde station d'alimentation de papier délivrant une seconde bande de papier (14) devant être appliquée, à l'aide d'un cylindre presseur (15), sur la première bande de papier (8), une station de coupe en long (17), une coupeuse en travers (22) et une station d'empilage (29), caractérisée en ce que la station de formation (1) travaille la première bande de papier (8) de façon à obtenir une bande structurée (2, 34), déformée alvéolairement et en ce que la station de formation (1)

est agencée de façon à recouvrir ladite bande structurée (2, 34) par la seconde bande de papier (14).

2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la station de formation (1) déforme la bande structurée (2, 34) alvéolairement sur l'une de ses faces (48).

3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la station de formation (1) déforme la bande structurée (34) alvéolairement sur deux de ses faces (48, 49).

4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une troisième station d'alimentation de papier qui délivre une troisième bande de papier (33) pour recouvrir la bande structurée (2, 34) sur l'une de ses faces (49).

5.

Matériau multicouche obtenu avec une installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une bande structurée (2) déformée alvéolairement sur l'une de ses faces (48), ladite bande structurée (2) étant recouverte sur ladite face (48) par une bande de papier (14).

6. Matériau multicouche selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une bande structurée (34) déformée alvéolairement sur ses deux faces (48, 49), ladite bande structurée (34) étant recouverte par une bande de papier (14) sur l'une de ses faces (48) et par une autre bande de papier (33) sur l'autre de ses faces (49) de façon à constituer un matériau possédant une résistance mécanique identique dans au moins deux directions.

7.

Matériau multicouche selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des déformations alvéolaires de forme sensiblement sphérique disposées en quinconce.

8. Matériau multicouche selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bande structurée (34), déformée alvéolairement sur deux de ses faces (48, 49), présente un motif décoratif.