EP0794050A1 - Emballage en matériau cannelé et machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé et procédé pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé - Google Patents

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EP0794050A1
EP0794050A1 EP96490014A EP96490014A EP0794050A1 EP 0794050 A1 EP0794050 A1 EP 0794050A1 EP 96490014 A EP96490014 A EP 96490014A EP 96490014 A EP96490014 A EP 96490014A EP 0794050 A1 EP0794050 A1 EP 0794050A1
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EP
European Patent Office
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sheet
packaging
manufacture
faces
reinforcement
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Jean-Marc Ringot
Henri Sauvaige
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Cartonneries de la Lys Ondulys SA
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    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
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    • B31F1/28—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions combined with uniting the corrugated webs to flat webs ; Making double-faced corrugated cardboard
    • B31F1/2845—Details, e.g. provisions for drying, moistening, pressing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B31F1/28—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions combined with uniting the corrugated webs to flat webs ; Making double-faced corrugated cardboard
    • B31F1/2895—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions combined with uniting the corrugated webs to flat webs ; Making double-faced corrugated cardboard from corrugated webs having corrugations of particular shape

Definitions

  • the present invention relates to a packaging made of fluted material in large longitudinal plies, a process for the manufacture of this packaging and a machine for carrying out the process and manufacturing the product.
  • the present invention is particularly intended for the cardboard industry and cardboard packaging which can for example be used for the packaging of various manufactured products. It also concerns the machinery industry for the production of cardboard and packaging.
  • Cardboard packaging that can be used for packaging various manufactured products is already known and corrugated cardboard is a material widely used to make this type of packaging.
  • Corrugated cardboard generally consists of at least two elements. Praying is a cover sheet which is most often flat and made of paper. It makes it possible to give corrugated cardboard a substantially smooth external appearance.
  • the second component is a reinforcing sheet called a groove which is generally obtained by deformation of a flat sheet by making undulations. This reinforcement constitutes most of the thickness of the final material and gives it transverse rigidity.
  • the two sheets are joined by any means and most often by gluing.
  • an adhesive deposit is made on the top of the corrugations of one face of the reinforcing sheet and the covering sheet is applied to it to assemble them.
  • the reinforcing sheet it is for example known to shape the reinforcing sheet by placing it between two bearing surfaces having a wavy relief. By pressing these two surfaces on the sheet, a strong constraint is imposed on it and it is deformed to produce the undulations.
  • two cylinders are used which mesh and drive the sheet by deforming it. A corrugated reinforcing sheet is thus obtained.
  • the cylinders are often large, for example a length of 2.5 meters in order to produce large sheets of corrugated cardboard. Investment in equipment is therefore heavy.
  • Corrugated cardboard packaging is currently used very generally. Their profile is substantially sinusoidal and stepped. constant.
  • the sinusoidal profiles are not the most favorable forms for the optimal mechanical strength of the packaging.
  • the corrugated material is stressed in compression according to its thickness, the curved profile of the reinforcing sheet rapidly deforms and collapses under low loads.
  • a corrugated cardboard plate does not have an optimal stiffness due to the rapid deformation of the corrugated profile.
  • packages made of current corrugated material have the drawback of not having optimum mechanical strength in compression and in bending.
  • a sinusoidal profile has a relatively long contour, from 2 to 6% longer for example than a sawtooth contour.
  • the lengths of ply necessary for the manufacture of the reinforcing sheet are therefore greater.
  • Paper consumption is a very sensitive point in the cardboard and cardboard packaging industry due to the amount of paper used. For example, lengths of 30,000 km of aquifers are commonly transformed there per year per machine.
  • the methods of shaping the reinforcing sheet often use two bearing surfaces. There are therefore two solid-solid contacts on the sheet of paper. These contacts deteriorate the sheet and cause fractures which are detrimental to the strength and use of the packaging.
  • the bearing surfaces are meshing cylinders, these tend to crush the sheet under the action of a force perpendicular to its surface.
  • the meshing of the grooves is done with a high friction, which subjects the sheet to a high lateral force. This effort tends to tear the sheet or to create incipient fractures.
  • the reinforcement sheet is very generally formed by means of two fluted cylinders. They often have to meet demanding specifications.
  • the meshing requires very precise dimensions and adjustments and a significant surface hardness.
  • the cylinders must often be made of steel and undergo heat treatments to increase their surface hardness.
  • the profile of the cylinders must be slightly curved so that, during operation, the bearing force is well distributed along the cylinders and so that the contact with the sheet is well uniform.
  • the packaging described by the present invention is said to be fluted and non-corrugated material because the shapes of reinforcing sheets that can be produced are no longer limited to corrugations and may for example be sawtooth or slot profiles, possibly with a variable pitch.
  • One of the main aims of the invention is to produce a packaging made of fluted material having good mechanical strength.
  • a characteristic of the packaging made of fluted material described here is in fact to present a reinforcing sheet with substantially rectilinear groove shapes. Therefore, in the thickness direction, the reinforcing sheet has less tendency to bend than in the case of corrugated profiles existing so far.
  • the packaging has the advantage of having good mechanical strength, especially in compression.
  • the packaging has the advantage of having good rigidity. Another advantage of this profile is to offer a large contact surface between the reinforcing sheet and the cover sheet. Thus, the fluted material acquires a good cohesion which reinforces these mechanical characteristics.
  • Another object is to produce packaging made of fluted material whose cost price is low.
  • the present invention allows decrease the cost of raw material.
  • the consumption of paper is further reduced. Indeed, the triangular contour is very short compared in particular to that of the wavy profiles. A lower quantity of material is therefore necessary for its manufacture. Paper consumption can be reduced by creating a corrugated profile with variable pitch.
  • the corrugated cardboard packaging described here has the advantage of offering the user or the manufacturer the choice of the shape of the grooves according to the application envisaged for the packaging and no longer according to the manufacturing requirements.
  • the method and the machine for manufacturing fluted material packaging described by the present invention also have several advantages.
  • the use of a single bearing surface has in particular interesting consequences.
  • One of the aims of the present invention is to propose a method and a machine making it possible to manufacture packaging made of fluted material, the flutes of which have very diverse shapes.
  • the present invention limits the form requirements linked to operation. We can therefore consider very diverse forms of grooves in particular sawtooth or slots, with variable pitch.
  • Another object of the present invention is to allow the manufacture of packaging made of fluted material with a reduced production cost.
  • Another advantage of the invention is that the life of the bearing surface is significantly increased.
  • the elimination of the operation by solid-solid support greatly limits the wear of the support surface.
  • Equipment renewal is therefore less frequent and limits the cost.
  • Another advantage is to allow the production of very varied groove shapes and in particular sawtooth with possibly a variable pitch in order to save raw materials.
  • the proposed method does less damage to the material to be shaped.
  • the sheet thicknesses can be small without the risk of tearing them.
  • the mass of paper consumed is reduced.
  • Another goal is to enable the production of better quality products.
  • the sheet to be deformed is no longer constrained between two bearing surfaces. As a result, it is less crushed and undergoes low lateral stresses. Thus, it is observed that the reinforcing sheet is less marked and has less incipient fractures in the area where it has been deformed. It also tears less often.
  • One of the advantages of the invention is therefore to do little damage to the reinforcing sheet.
  • Another object is to reduce the operating noise of the device. By eliminating the solid-solid contact, in particular produced in the case of a gear with two fluted cylinders, noise pollution is greatly limited.
  • Another aim is to allow high production speeds.
  • the vibrations and the resonance phenomena are very reduced by the absence of meshing and it is possible to use high production rates.
  • Another object of the invention is to lighten the design of machines for manufacturing corrugated cardboard packaging by eliminating a bearing surface.
  • the product which is the subject of the present invention relates to a packaging made of fluted material in large longitudinal plies consisting of at least one reinforcing sheet and a covering sheet, for example of paper, secured by one of their faces, intended for the production resistant packaging, particularly in compression and bending, characterized in that the profile of the reinforcing sheet consists of grooves with substantially rectilinear shapes such as saw teeth or slots made in the material of the sheet without damaging it and uniformly on the web for the production of resistant packaging products.
  • Figure 1 illustrates a particular embodiment of the packaging in fluted material object of the present invention.
  • the embodiment shown is that of sawtooth grooves.
  • Figure 2 shows schematically a second embodiment of the packaging in fluted material with grooves in slots.
  • FIG. 3 represents an example of packaging made of fluted material whose profile is variable along the reinforcement sheet.
  • Figure 4 shows a bearing surface consisting of a grooved cylinder and a compression chamber.
  • Figures 5 and 6 show schematically the manufacture of the packaging in fluted material according to particular embodiments of the invention.
  • the present invention relates to a packaging of fluted material (1) in large longitudinal layers, consisting of at least one reinforcing sheet (3) and a cover sheet (2), for example of paper, secured by one of their faces. .
  • the cover sheet (2) most often gives the packaging its external appearance. For example, it will be flat and smooth.
  • the cover sheet (2) may be made of different materials, in particular paper. It may have variable dimensions.
  • the reinforcement sheet (3) constitutes most of the thickness of the packaging and gives it its rigidity. It can be made of different materials, especially paper. Its width, its length, its thickness can be variable.
  • the reinforcing sheet (3) has a relief which can take very diverse aspects.
  • the profile of the grooves may nevertheless consist of substantially rectilinear edges to increase the mechanical strength of the packaging (1).
  • the rising and falling sides of the reinforcing sheet (3) will be substantially rectilinear over a large part of their length. It is possible, for example, to produce a sawtooth profile, as illustrated in FIG. 1, or a notched profile, as illustrated in FIG. 2.
  • the top of the grooves may not be straight and be bent.
  • Variable profiles can also be produced along the sheet by modifying the shape and distribution of the grooves: one can for example modify their spacing, their pitch, their height or their width. An example is shown in Figure 3.
  • the reinforcing sheet (3) and the covering sheet (2) are integral by one of their faces.
  • This assembly can for example be constituted by a bonding line at the top of the grooves of the reinforcement sheet (3) in contact with the cover sheet (2).
  • the reinforcing sheet (3) does not show any deterioration of its material at the level of the grooves. It is in fact manufactured in such a way as to avoid marking and incipient fractures in deformed areas.
  • this profile is produced uniformly along the reinforcement sheet, ie with a constant shape and dimensions of grooves.
  • the present invention also relates to a method and a machine for manufacturing packaging made of fluted material.
  • One of the characteristics of the machine described here is to have a single bearing surface (5).
  • This surface can be made of various materials, in particular of steel, and can come in a variety of shapes and sizes.
  • the grooves are in this case hollow longitudinal grooves in the steel. They can be presented in various aspects, in particular with a sawtooth, square or wavy profile.
  • the machine also has means (4) for applying a flow of gas (6) under pressure on one face of the sheet to be shaped.
  • Mean (4) for applying a flow of gas (6) under pressure on one face of the sheet to be shaped.
  • Their number, shape, size and material are not limited.
  • these means are a compression chamber (4).
  • This chamber (4) may be made of steel and comprise at least two parts: a gas inlet and a part allowing the application of the flux. It will be designed to direct the flow towards the chosen application area with the desired pressure.
  • a temple for making the chamber (4) is shown in FIG. 4.
  • the chamber (4) comprises means for humidifying the gas.
  • These means can be constituted by any known device.
  • the compression chamber (4) comprises means for preheating the gas.
  • fluted material packaging requires assembly means. Bonding may in particular be used.
  • Figure 5 shows schematically the case where the cover (2) is applied to the reinforcement sheet (3) by means of a smooth press (9).
  • the application of the cover sheet (2) on the reinforcement sheet (3) is effected by means of a compression gutter (12).
  • This gutter (12) will have variable shapes and dimensions. It will preferably be made to adapt to the shape of the support surface (5).
  • the fluid pressure coming from the gutter (12) makes it possible to press the cover sheet (2) on the reinforcement sheet (3) to assemble them.
  • Rollers (11) can be used to bring, by guiding it, the cover sheet (2) towards the gutter (12) and to evacuate, by guiding it, the packaging made of fluted material (1) manufactured.
  • the machine for manufacturing packaging made of fluted material has drive means (7) making it possible to bring the sheet onto the bearing surface (5).
  • rollers (7) are parallel and are placed facing each other on the sheet. They are driven by their own rotation by any means of motorization in order to be able to rotate in opposite directions and carry the sheet placed between them. They apply light pressure to the sheet so as not to damage it.
  • these rollers (7) are grooved and mesh with one another in order to carry out a pre-shaping of the sheet.
  • the present invention also uses a flow of gas (6) under pressure.
  • gases can be used and in particular compressed air or steam.
  • the surface of application of the flow and the pressure of the gas are not limited but will often remain unimportant.
  • the sheet to be shaped (3) is first brought to the cylinder (5). To do this, rollers (7) can be used as illustrated in FIG. 5. Once the sheet in position, a flow of pressurized gas (6) coming from the compression chamber (4) is applied to one face of the sheet (3).
  • the gas flow (6) exerts a pressure which presses the sheet on the cylinder (5).
  • the sheet then tends to follow the shape of the outline of the cylinder (5).
  • the flow (6) and the reaction force of the cylinder (5) impose a deformation on the sheet (3).
  • the reinforcing sheet (3) is thus produced and its shape is determined by the relief of the support cylinder (5).
  • the support cylinder (5) can rotate to continue shaping along the sheet (3) and to bring the reinforcing sheet (3) to the assembly means.
  • FIG. 5 illustrates that glue (10) can be deposited on the raised surfaces of one face of the reinforcing sheet (3) by means of a glue (8). You can then apply the cover sheet (2).
  • This application can be done by means of a press (9) which brings the cover sheet and puts it in contact, by exerting significant pressure, with the reinforcement sheet (3).
  • the pressurized gas (13) presses the cover sheet (2) on the reinforcement sheet (3).
  • This pressurized gas is applied by means of a gutter (12) placed near the bearing surface.
  • the gutter (12) compresses the sheet (2) on the sheet (3) to a pressure sufficient for the contact of the two sheets to be important.
  • this pressurized gas (13), for example steam, is heated and humidified to promote the bonding of the cover (2) and reinforcement (3) sheets.
  • the heat supply or the humidification can be carried out via the gas flow (6) and (13).
  • a particular embodiment of the invention comprises means for preheating the gas flow (6) and (13) making it possible to heat the reinforcing sheet (3) at the time of its shaping and the sheet ( 2) at the time of bonding.
  • means make it possible to humidify the flow of pressurized gas (6) and (13) in order to provide a supply of moisture for the reinforcing sheet (3) and the sheet cover (2).

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Abstract

Emballage en matériau cannelé en larges nappes longitudinales, procédé pour la fabrication de cet emballage et machine pour la mise en oeuvre du procédé et la fabrication du produit. Selon l'invention, l'emballage est caractérisé par le fait que le profit de la feuille de renfort est constitué de cannelures aux formes sensiblement rectilignes telles que dents de scie ou créneaux réalisées dans la matière de la feuille (3) sans l'abîmer et de façon uniforme sur la nappe pour la fabrication de produits d'emballages résistants. Selon l'invention, le procédé de fabrication d'un emballage en matériau cannelé est caractérisé par le fait : qu'on applique sur une face d'une feuille au moins un flux de gaz sous pression (6) de façon à la plaquer sur une surface d'appui (5) pour la déformer et réaliser la feuille de renfort (3), qu'on solidarise par des moyens d'assemblage la feuille de renfort (3) avec la feuille de couverture (2) par l'une de leurs faces, permettant de réaliser des emballages avec des cannelures de diverses formes. Selon l'invention, la machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé est caractérisée par le fait qu'elle présente : des moyens (4) permettant d'appliquer sur une face d'une feuille au moins un flux de gaz sous pression (6) de façon à la plaquer sur une surface d'appui (5) pour la déformer et réaliser la feuille de renfort (3), des moyens d'assemblage permettant de solidariser la feuille de renfort (3) avec la feuille de couverture (2) par l'une de leurs faces, pouvant utiliser un flux de gaz sous pression (13), permettant de réaliser des emballages avec des cannelures de diverses formes. Application à l'industrie du carton et des emballages en carton <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne un emballage en matériau cannelé en larges nappes longitudinales, un procédé pour la fabrication de cet emballage et une machine pour la mise en oeuvre du procédé et la fabrication du produit
  • La présente invention est particulièrement destinée à l'industrie du carton et des emballages en carton qui pourront par exemple être utilisés pour le conditionnement de divers produits manufacturés. Elle concerne encore l'industrie des machines pour la fabrication de carton et des emballages.
  • On connait déjà des emballages en carton pouvant servir au conditionnement de divers produits manufacturés et le carton ondulé est un matériau très utilisé pour confectionner ce type d'emballage.
  • Le carton ondulé est généralement constitué d'au moins deux éléments. Le prier est une feuille de couverture qui est le plus souvent plane et en papier. Elle permet de donner au carton ondulé un aspect extérieur sensiblement lisse.
  • Le deuxième élément constitutif est une feuille de renfort appelée cannelure qui est généralement obtenue par déformation d'une feuille plane en réalisant des ondulations. Ce renfort constitue la plus grande part de l'épaisseur du matériau final et lui procure une rigidité transversale.
  • Les deux feuilles sont solidarisées par tout moyen et le plus souvent par collage. On réalise par exemple un dépôt de colle sur le sommet des ondulations d'une face de la feuille de renfort et on lui applique la feuille de couverture pour les assembler.
  • On connaît des dispositifs et des procédés pour la fabrication de carton ondulé et d'emballages en matériau ondulé.
  • Il est par exemple connu de mettre en forme la feuille de renfort en la plaçant entre deux surfaces d'appui présentant un relief ondulé. En appuyant ces deux surfaces sur la feuille, on lui impose une forte contrainte et on la déforme pour réaliser les ondulations.
  • Pour mettre en oeuvre ce procédé, on utilise deux cylindres engrenant et entraînant la feuille en la déformant. On obtient ainsi une feuille de renfort ondulée. Les cylindres ont souvent une taille importante, par exemple une longueur de 2,5 mètres afin de réaliser une production de larges nappes de carton ondulé. L'investissement en matériel est donc lourd.
  • Les emballages en matériau ondulé présentent des inconvénients.
  • Un de leurs inconvénients est le nombre limité de formes réalisables pour la feuille de renfort. On utilise actuellement très généralement des emballages en carton ondulé. Leur profil est sensiblement sinusoïdal et à pas. constant.
  • Lors de la fabrication des emballages en carton, les profils sinusoïdaux ne constituent pas les formes les plus favorables à la résistance mécanique optimale de l'emballage. Ainsi, si on sollicite le matériau ondulé en compression suivant son épaisseur, le profil courbe de la feuille de renfort se déforme rapidement et s'affaisse sous de faibles charges. De même en flexion, une plaque de carton ondulé ne présente pas une raideur optimale du fait de la déformation rapide du profil ondulé.
  • Ainsi les emballages en matériau ondulé actuels ont l'inconvénient de ne pas présenter une résistance mécanique optimale en compression et en flexion.
  • Par ailleurs, les profils des matériaux actuels nécessitent une consommation importante de papier. En effet, un profil sinusoïdal a un contour relativement long, de 2 à 6 % plus long par exemple qu'un contour en dents de scie. Les longueurs de nappe nécessaires à la fabrication de la feuille de renfort sont donc plus importantes. La consommation de papier est un point très sensible dans l'industrie de fabrication de carton et d'emballages en carton de par la quantité de papier utilisée. On y transforme par exemple couramment des longueurs de 30.000 km de nappes par an et par machine.
  • De plus, la résistance peu importante des matériaux ondulés actuels oblige à employer des nappes de papier plus épaisses. De ce fait, la quantité de matière première nécessaire est accrue.
  • Une des conséquences de cette forte consommation est le prix de revient important des emballages en matériau cannelé actuels.
  • Les procédés existants de fabrication d'emballages en matériau ondulé et leurs dispositifs de mise en oeuvre ont aussi plusieurs inconvénients.
  • Comme il a été décrit précédemment, les procédés de mise en forme de la feuille de renfort utilisent souvent deux surfaces d'appui. Il s'opère donc deux contacts solide-solide sur la feuille de papier. Ces contacts détériorent la feuille et provoquent des amorces de rupture qui sont néfastes à la résistance et a l'utilisation de l'emballage.
  • Dans le cas où les surfaces d'appui sont des cylindres engrenant, ceux-ci ont tendance à écraser la feuille sous l'action d'un effort perpendiculaire à sa surface. D'autre part, l'engrènement des cannelures se fait avec un frottement important, qui soumet la feuille à un effort latéral élevé. Cet effort tend à déchirer la feuille ou à créer des amorces de rupture.
  • Par conséquent, les procédés et dispositifs actuels entraînent souvent une empreinte et une dégradation des caractéristiques mécaniques de la feuille de renfort aux endroits où elle a été déformée. Un inconvénient est donc l'endommagement du matériau lors de la formation de la feuille de renfort.
  • Un autre inconvénient est le nombre limité de formes de cannelures réalisables. Les sillons longitudinaux appelés cannelures, que l'on usine sur un cylindre, peuvent avoir des formes très diverses. Néanmoins, puisqu'il est nécessaire d'utiliser deux cylindres engrenant, les formes de cannelures autorisant un bon fonctionnement sont limitées à des profils ondulés à pas constant. De ce fait, les procédés et les dispositifs actuels n'offrent que peu de choix de forme de cannelure.
  • Un autre inconvénient est le coût élevé des dispositifs actuels. La mise en forme de la feuille de renfort s'effectue très généralement au moyen de deux cylindres cannelés. Ceux-ci doivent souvent répondre à un cahier des charges exigeant.
  • D'une part, l'engrènement nécessite des dimensions et des ajustements très précis et une dureté superficielle importante. Ainsi, les cylindres doivent être souvent en acier et subir des traitements thermiques pour augmenter leur dureté superficielle. D'autre part, le profil des cylindres doit être légèrement bombé pour que, lors du fonctionnement, l'effort d'appui soit bien réparti le long des cylindres et pour que le contact avec la feuille soit bien uniforme.
  • Ces exigences induisent un coût de fabrication des cylindres très lourd. C'est un inconvénient importent qui pèse sur le prix de revient des emballages en matériau cannelé.
  • Un autre inconvénient est que le contact des deux cylindres entraîne rapidement leur usure. Leur durée de vie est donc limitée. Il convient donc de les changer régulièrement, ce qui occasion des arrêts de production. A titre d'exemple, dans l'industrie de fabrication de carton ondulé, il est courant de changer les cylindres après une transformation de 30.000 km de papier.
  • La mise en route délicate et les réglages réguliers que nécessitent les dispositifs actuels constituent un autre inconvénient.
  • Le bon fonctionnement des dispositifs à deux cylindres cannelés s'effectue suivant plusieurs conditions. La mise en place des cylindres doit être très précise pour que leurs axes soient bien parallèles d'une part et d'autre part pour que l'effort appliqué à la feuille soit constant.
  • L'usure des cylindres a pour conséquence des réglages très fréquents. Ils sont de plus nécessaires pour conserver une qualité de déformation constante. Dans la pratique, les réglages ne pouvant être continus, cette constance n'est pas toujours réalisée. Ainsi, un autre inconvénient des machines à deux cylindres est de ne pas garantir la production d'un carton de qualité uniforme dans le temps.
  • Le fonctionnement de tels dispositifs s'opère de façon très bruyante. La cause en est la rotation et l'engrènement des cylindres. Un autre inconvénient est donc le bruit de fonctionnement.
  • La rotation des cylindres et l'engrènement limitent par ailleurs les cadences de production. En effet, les vibrations engendrées par le fonctionnement des machines actuelles ne permettent pas de très grandes vitesses de rotation pour les cylindres. Un autre inconvénient est donc la vitesse de fabrication limitée.
  • L'emballage en matériau cannelé conditionné en larges nappes longitudinales, le procédé et la machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé, objets de la présente invention, possèdent de nombreux avantage.
  • L'emballage décrit par la présente invention est dit matériau cannelé et non ondulé car les formes de feuilles de renfort réalisables ne sont plus limitées aux ondulations et pourront être par exemple des profils en dents de scie ou en créneaux, avec éventuellement un pas variable.
  • Un des buts principaux de l'invention est de réaliser un emballage en matériau cannelé comportant une bonne résistance mécanique.
  • Une caractéristique de l'emballage en matériau cannelé ici décrit est en effet de présenter une feuille de renfort aux formes de cannelures sensiblement rectilignes. De ce fait, dans le sens de l'épaisseur, la feuille de renfort a moins tendance à fléchir que dans le cas des profils ondulés existant jusqu'à présent.
  • Dans le cas particulier où le profil des cannelures est en dents de scie, l'emballage a l'avantage de présenter une bonne résistance mécanique, notamment en compression.
  • Dans le cas particulier où le profil des cannelures est en créneaux, l'emballage a l'avantage de présenter une bonne rigidité. Un autre avantage de ce profil est d'offrir une surface de contact importante entre la feuille de renfort et la feuille de couverture. Ainsi, le matériau cannelé acquiert une bonne cohésion qui renforce ces caractéristiques mécaniques.
  • Un autre but est de réaliser un emballage en matériau cannelé dont le prix de revient est faible.
  • Pour ce faire, la présente invention permet de diminuer le coût de matière première.
  • Elle a en effet l'avantage d'être très résistante. De ce fait, il est possible de fabriquer des emballages aussi résistants que ceux existant actuellement avec des épaisseurs de papier réduites. En diminuant le grammage du papier, on réduit les coûts.
  • Dans le cas particulier où l'emballage en matériau cannelé a un profil en dents de scie, la consommation de papier est encore diminuée. En effet, le contour triangulaire est très court comparé notamment à celui des profils ondulés. Une quantité de matériau inférieure est donc nécessaire à sa fabrication. La consommation de papier peut être encre réduite en réalisant un profil cannelé à pas variable.
  • L'emballage en carton cannelé ici décrit a l'avantage d'offrir à l'utilisateur ou au fabricant le choix de la forme des cannelures suivant l'application envisagée pour l'emballage et non plus suivant les exigences de la fabrication.
  • Le procédé et la machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé décrits par la présente invention possèdent aussi plusieurs avantages. L'utilisation d'une seule surface d'appui a notamment des conséquences intéressantes.
  • L'un des buts de la présente invention est de proposer un procédé et une machine permettant de fabriquer des emballages en matériau cannelé dont les cannelures ont des formes très diverses.
  • En utilisant une seule surface d'appui, la présente invention limite les impératifs de forme liés au fonctionnement. On peut donc envisager des formes de cannelures très diverses notamment en dents de scie ou en créneaux, à pas variable.
  • Un autre but de la présente invention est de permettre la fabrication d'emballages en matériau cannelé avec un coût de production réduit.
  • La suppression d'une surface d'appui a l'avantage de diminuer le coût d'achat de matériels. Si on utilise un cylindre d'appui, on économise d'abord l'achat d'un cylindre. Ensuite, la fabrication du cylindre sera moins coûteuse que dans le cas de deux cylindres engrenant puisque les exigences de tolérances, d'ajustements, de formes et de dureté sont nettement inférieures.
  • Un autre avantage de l'invention est que la durée de vie de la surface d'appui est nettement augmentée. La suppression du fonctionnement par appui solide-solide limite fortement l'usure de la surface d'appui. Le renouvellement du matériel est donc moins fréquent et limite le coût.
  • Un autre avantage est de permettre la réalisation de formes de cannelures très variées et notamment en dents de scie avec éventuellement un pas variable afin d'économiser les matières premières. De plus, le procédé proposé abîme moins le matériau à mettre en forme. De ce fait, les épaisseurs de feuille peuvent être faibles sans risquer de les déchirer. Ainsi, la masse de papier consommée est réduite.
  • Par conséquent, les coûts d'installation, d'entretien et de matières premières sont diminués et permettent d'abaisser le prix de revient suivant l'un des buts de la présente invention.
  • Un autre but est de permette la réalisation de produits de meilleure qualité.
  • La feuille à déformer n'est plus contrainte entre deux surfaces d'appui. De ce fait, elle est moins écrasée et subit des contraintes latérales faibles. Ainsi, on observe que la feuille de renfort est moins marquée et présente moins d'amorces de rupture dans la zone où elle a été déformée. Elle se déchire aussi moins souvent. Un des avantages de l'invention est donc de peu endommager la feuille de renfort.
  • Un autre but est de diminuer le bruit de fonctionnement du dispositif. En supprimant le contact solide-solide, notamment réalisé dans le cas d'un engrenage à deux cylindres cannelés, on limite fortement les nuisances sonores.
  • Un autre but est de permettre des vitesses de production élevées. Les vibrations et les phénomènes de résonance sont très réduits par l'absence d'engrènement et on peut utiliser des cadences de fabrication importantes.
  • Un autre but de l'invention est d'alléger la conception des machines de fabrication d'emballages en carton cannelé en supprimant une surface d'appui.
  • D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la présente description qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif.
  • Le produit objet de la présente invention concerne un emballage en matériau cannelé en larges nappes longitudinales constitué d'au moins une feuille de renfort et une feuille de couverture, par exemple en papier, solidaires par l'une de leurs faces, destiné à la réalisation d'emballages résistants particulièrement en compression et en flexion, caractérisé par le fait que le profil de la feuille de renfort est constitué de cannelures aux formes sensiblement rectilignes telles que dents de scie ou créneaux réalisées dans la matière de la feuille sans l'abîmer et de façon uniforme sur la nappe pour la réalisation de produits d'emballages résistants.
  • Le procédé objet de la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un emballage en matériau cannelé constitué d'au moins une feuille de renfort et une feuille de couverture solidaires par l'une de leurs faces, destiné notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, caractérisé par le fait :
    • on applique sur une face d'une feuille au moins un flux de gaz sous pression de façon à la plaquer sur une surface d'appui pour la déformer et réaliser la feuille de renfort,
    • on solidarise par des moyens d'assemblage la feuille de renfort avec la feuille de couverture par l'une de leurs faces,
    permettant de réaliser des emballages avec des cannelures de diverses formes.
  • La machine objet de la présente invention concerne une machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé constitué d'au moins une feuille de renfort et une feuille de couverture, solidaires par l'une de leurs faces, destiné notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, caractérisée par le fait qu'elle présente :
    • des moyens permettant d'appliquer sur une face d'une feuille au moins un flux de gaz sous pression de façon à la plaquer sur une surface d'appui pour la déformer et réaliser la feuille de renfort,
    • des moyens d' assemblage permettant de solidariser la feuille de renfort avec la feuille de couverture par l'une de leurs faces,
    permettant de réalise des emballages avec des cannelures de diverses formes.
  • La lecture des figures situées en annexe facilitera la compréhension de la présente invention.
  • La figure 1 illustre un mode particulier de réalisation de l'emballage en matériau cannelé objet de la présente invention. Le mode de réalisation représenté est celui de cannelures en dents de scie.
  • La figure 2 schématise un deuxième mode de réalisation de l'emballage en matériau cannelé avec des cannelures en créneaux.
  • La figure 3 représente un exemple d'emballage en matériau cannelé dont le profil est variable le long de la feuille de renfort.
  • La figure 4 présente une surface d'appui constituée par un cylindre cannelé et une chambre de compression.
  • Les figures 5 et 6 schématisent la fabrication de l'emballage en matériau cannelé suivant des modes particuliers de réalisation de l'invention.
  • La présente invention concerne un emballage en matériau cannelé (1) en larges nappes longitudinales, constitué d'au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2) par exemple en papier, solidaires par l'une de leurs faces.
  • La feuille de couverture (2) donne le plus souvent à l'emballage son aspect extérieur. Elle sera par exemple plane et lisse. La feuille de couverture (2) pourra être en différents matériaux notamment en papier. Elle pourra présenter des dimensions variables.
  • La feuille de renfort (3) constitue la plus grande partie de l'épaisseur de l'emballage et lui procure sa rigidité. Elle pourra être en différents matériaux et notamment en papier. Sa largeur, sa longueur, son épaisseur peuvent être variables.
  • La feuille de renfort (3) présente un relief pouvant prendre des aspects très divers. Le profil des cannelures pourra néanmoins être constitué d'arêtes sensiblement rectilignes pour augmenter la résistance mécanique de l'emballage (1). Les pans montants et descendants de la feuille de renfort (3) seront sensiblement rectilignes sur une grande partie de leur longueur. On peut par exemple réaliser un profil en dents de scie, comme illustré à la figure 1, ou un profil en créneaux, comme illustré à la figure 2. Le sommet des cannelures pourra ne pas être rectiligne et être courbé.
  • On peut également réaliser des profils variables le long de la feuille en modifiant la forme et la distribution des cannelures : on peut par exemple modifier leur espacement, leur pas, leur hauteur ou leur largeur. Un exemple est représenté à la figure 3.
  • La feuille de renfort (3) et la feuille de couverture (2) sont solidaires par l'une de leurs faces. Cet assemblage peut être par exemple constitué par une ligne de collage au sommet des cannelures de la feuille de renfort (3) en contact avec la feuille de couverture (2).
  • La feuille de renfort (3) ne présente pas de détérioration de son matériau au niveau des cannelures. Elle est en effet fabriquée de façon à éviter le marquage et les amorces de rupture dans les zones déformées.
  • Dans le cas particulier où l'on réalise un profil régulier sur la feuille de renfort (3), par exemple en dents de scie ou en créneaux, ce profil est réalisé de façon uniforme le long de la feuille de renfort, c'est-à-dire avec une forme et des dimensions de cannelures constantes.
  • La présente invention concerne aussi un procédé et une machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé.
  • Une des caractéristiques de la machine ici décrite est de posséder une seule surface d'appui (5). Cette surface peut être réalisée en divers matériaux, notamment en acier, et peut se présenter soi des formes et des dimensions très diverses. On pourra, dans le mode particulier illustré par la figure 4, la réaliser avec un cylindre (5) en acier cannelé sur sa périphérie. Les cannelures sont dans ce cas des sillons longitudinaux creuses dans l'acier. Ils pourront se présenter sous divers aspects notamment avec un profil en dents de scie, en créneaux ou ondulé.
  • La machine présente aussi des moyens (4) permettant d'appliquer un flux de gaz (6) sous pression sur une face de la feuille à mettre en forme. Leur nombre, leur forme, leur taille et leur matière ne sont pas limités.
  • Dans un mode particulier de réalisation, ces moyens sont une chambre de compression (4). Cette chambre (4) pourra être en acier et comporter au moins deux parties : une entrée de gaz et une partie permettant l'application du flux. Elle sera conçue pour orienter le flux vers la zone d'application choisie avec la pression désirée. Un temple de réalisation de la chambre (4) est représenté à la figure 4.
  • Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la chambre (4) comporte des moyens d'humidification du gaz. Ces moyens pourront être constitués par tout dispositif connu.
  • Dans un autre mode particulier de réalisation, la chambre de compression (4) comporte des moyens de préchauffage du gaz. On pourra par exemple réaliser un préchauffage à l'aide d'un système de résistances chauffantes ou une injection de vapeur d'eau.
  • La fabrication d' emballages en matériau cannelé nécessite des moyens d'assemblage. Le collage pourra notamment être employé.
  • Suivant les modes de réalisation de l'invention illustrés aux figures 5 et 6, on utilise un colleur (8) de conception courante et de la colle (10) qui revêt le colleur (8).
  • La figure 5 schématise le cas où on applique la couverture (2) sur la feuille de renfort (3) au moyen d'une presse lisse (9).
  • Selon le mode de réalisation présenté à la figure 6, l'application de la feuille de couverture (2) sur la feuille de renfort (3) s'effectue au moyen d'une gouttière de compression (12). Cette gouttière (12) aura des formes et des dimensions variables. Elle sera préférentiellement réalisée pour s'adapter à la forme de la surface d'appui (5).
  • Son fonctionnement est sensiblement équivalent à celui de la chambre de compression (4). Elle comporte en effet une entrée de gaz et une partie permettant d'appliquer ce gaz sous pression (13), notamment de l'air éventuellement chauffé et humidifié ou de la vapeur d'eau, sur la surface de la couverture (2).
  • La pression fluide issue de la gouttière (12) permet de plaquer la feuille de couverture (2) sur la feuille de renfort (3) pour les assembler.
  • Des galets (11) pourront être utilisés pour amener, en la guidant, la feuille de couverture (2) vers la gouttière (12) et pour évacuer, en le guidant, l'emballage en matériau cannelé (1) fabriqué.
  • Dans un mode particulier de réalisation, la machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé possède des moyens d'entraînement (7) permettant d'amener la feuille sur la surface d'appui (5).
  • On peut par exemple utiliser des rouleaux d'entraînement (7). Ces rouleaux (7) sont parallèles et sont placés en vis-à-vis de part et d'autre de la feuille. Ils sont animés d'une rotation propre par tout moyen de motorisation pour pouvoir tourner dans des sens inverses et entraîner la feuille placée entre eux. Ils appliquent une faible pression sur la feuille pour ne pas l'endommager.
  • Dans un mode particulier de réalisation, ces rouleaux (7) sont cannelés et engrènent l'un dans l'autre afin de réaliser une prédéformation de la feuille.
  • La présente invention utilise aussi un flux de gaz (6) sous pression. Différents gaz sont utilisables et notamment de l'air comprimé ou de la vapeur d'eau. La surface d'application du flux et la pression du gaz ne sont pas limitées mais resteront souvent peu importantes.
  • Le procédé et la machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé sont mis en oeuvre suivant plusieurs étapes. Il est ici choisi de décrire le mode particulier de réalisation de l'invention où la surface d'appui est un cylindre (5) et où les moyens d'application du flux de gaz (6) sous pression sont constitués par une chambre de compression (4) suivant l'illustration de la figure 4.
  • On amène d'abord la feuille à mettre en forme (3) sur le cylindre (5). Pour ce faire, on peut utiliser des rouleaux (7) comme illustré à la figure 5. Une fois la feuille en position, un flux de gaz sous pression (6) issu de la chambre de compression (4) est appliqué sur une face de la feuille (3).
  • Le flux de gaz (6) exerce une pression qui plaque la feuille sur le cylindre (5). La feuille tend alors à épouser la forme du contour du cylindre (5). Le flux (6) et la force de réaction du cylindre (5) imposent une déformation à la feuille (3). La feuille de renfort (3) est ainsi réalisée et sa forme est déterminée par le relief du cylindre d'appui (5).
  • Pour réaliser une fabrication continue, le cylindre d'appui (5) peut tourner pour poursuivre la mise en forme le long de la feuille (3) et pour amener la feuille de renfort (3) vers les moyens d'assemblage.
  • Il est alors possible de solidariser la feuille de renfort (3) et la feuille de couverture (2). Dans le cas d'un assemblage par collage, la figure 5 illustre que l'on peut déposer de la colle (10) sur les surfaces en relief d'une face de la feuille de renfort (3) par l'intermédiaire d'un colleur (8). On peut ensuite y appliquer la feuille de couverture (2).
  • Cette application peut se faire au moyen d'une presse (9) qui amène la feuille de couverture et la met en contact, en exerçant une pression importante, avec la feuille de renfort (3).
  • Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le gaz sous pression (13) plaque la feuille de couverture (2) sur la feuille de renfort (3). Ce gaz sous pression est appliqué au moyen d'une gouttière (12) placée à proximité de la surface d'appui. La gouttière (12) comprime la feuille (2) sur la feuille (3) jusqu'à une pression suffisante pour que le contact des deux feuilles soit important.
  • Dans un autre mode particulier de réalisation, ce gaz sous pression (13), par exemple de la vapeur d'eau, est chauffé et humidifié pour favoriser le collage des feuilles de couverture (2) et de renfort (3).
  • Après un temps de séchage, on obtient un emballage en matériau cannelé (1) dont les parties constitutives sont solidaires.
  • Suivant la nature du matériau cannelé, il peut être nécessaire de réaliser un préchauffage ou une humidification de la feuille de renfort (3) et de la feuille (2) pour permettre la mise en forme ou l'assemblage.
  • L'apport thermique ou l'humidification peuvent être réalisés par l'intermédiaire du flux de gaz (6) et (13).
  • C'est pourquoi un mode particulier de réalisation de l'invention comprend des moyens de préchauffage du flux de gaz (6) et (13) permettant de chauffer la feuille de renfort (3) au moment de sa mise en forme et la feuille (2) au moment du collage.
  • Dans un autre mode particulier de réalisation de l'invention, des moyens permettent d'humidifier le flux de gaz sous pression (6) et (13) afin de réaliser un apport d'humidité pour la feuille de renfort (3) et la feuille de couverture (2).

Claims (10)

  1. Emballage en matériau cannelé (1) en larges nappes longitudinales, constitué d'au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), par exemple en papier, solidaires par l'une de leurs faces, destiné à la réalisation d' emballages résistants particulièrement en compression et en flexion, caractérisé par le fait que le profil de la feuille de renfort est constitué de cannelures aux formes sensiblement rectilignes telles que dents de scie ou créneaux réalisées dans la matière de la feuille (3) sans l 'abîmer et de façon uniforme sur la nappe pour la fabrication de produits d'emballages résistants.
  2. Procédé de fabrication d'un emballage en matériau cannelé (1) constitué d' au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), solidaires par l'une de leurs faces, destiné notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, caracterérisé par le fait :
    - qu'on applique sur une face d'une feuille au moins un flux de gaz sous pression (6) de façon à la plaquer sur une surface d'appui (5) pour la déformer et réaliser la feuille de renfort (3),
    - qu'on solidarise par des moyens d'assemblage la feuille de renfort (3) avec la feuille de couverture (2) par l'une de leurs faces,
    permettant de réaliser des emballages avec des cannelures de diverses formes.
  3. Machine pour la fabrication d' emballages en matériau cannelé constitué d' au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), solidaires par l'une de leurs faces, destinée notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, caractérisée par le fait qu'elle présente :
    - des moyens (4) permettant d'appliquer sur une face d'une feuille au moins un flux de gaz sous pression (6) de façon à la plaquer sur une surface d'appui (5) pour la déformer et réaliser la feuille de renfort (3),
    - des moyens d'assemblage permettant de solidariser la feuille de renfort (3) avec la feuille de couverture (2) par l'une de leurs faces,
    permettant de réaliser des emballages avec des cannelures de diverses formes.
  4. Machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé (1) constitué d'au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), solidaires par l'une de leurs faces, destinée notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle présente des moyens d'entraînement (7) permettant d'amener la feuille (3) sur la surface d'appui (5).
  5. Machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé (1) constitué d'au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), solidaires par l'une de leurs faces, destinée notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens d'entraînement (7) permettant d'amener la feuille (3) sur la surface d'appui (5) sont constitués par au moins deux rouleaux parallèles.
  6. Machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé (1) constitue d'au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), solidaires par l'une de leurs faces, destinée notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la surface d'appui (5) est constituée par la surface périphérique d'un cylindre dont le profil est celui désiré pour la feuille de renfort (3).
  7. Machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé (1) constitué d'au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), solidaires par l'une de leurs faces, destinée notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens (4) permettant d'appliquer au moins un flux de gaz sous pression (6) sur une face d'une feuille sont constitués par une chambre de compression.
  8. Machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé (1) constitué d'au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), solidaires par l'une de leurs faces, destinée notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la chambre de compression (4) présente des moyens d'humidification du gaz sous pression à appliquer sur la feuille pour faciliter la mise en forme de la feuille.
  9. Machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé (1) constitué d'au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), solidaires par l'une de leurs faces, destinée notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la chambre de compression (4) présente des moyens de chauffage du gaz sous pression à appliquer sur la feuille (3) pour réaliser un apport thermique sur la feuille.
  10. Machine pour la fabrication d'emballages en matériau cannelé (1) constitué d'au moins une feuille de renfort (3) et une feuille de couverture (2), solidaires par l'une de leurs faces, destinée notamment à l'industrie de fabrication d'emballages en carton, selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens d'assemblage permettant de solidariser la feuille de renfort (3) avec la feuille de couverture (2) par l'une de leurs faces, comprennent une gouttière de compression (12) qui applique un gaz sous pression (13) sur une face de la feuille de couverture (2) pour la plaquer sur la feuille de renfort (3) afin de les solidariser.
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