EP3509805B1 - Procede de decoupe et d'ejection pour un flan en carton - Google Patents

Procede de decoupe et d'ejection pour un flan en carton Download PDF

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EP3509805B1
EP3509805B1 EP17755537.2A EP17755537A EP3509805B1 EP 3509805 B1 EP3509805 B1 EP 3509805B1 EP 17755537 A EP17755537 A EP 17755537A EP 3509805 B1 EP3509805 B1 EP 3509805B1
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EP
European Patent Office
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blank
tool
tape
activation
face
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Nicolas Meyer
Serge CROUZET
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Lagora
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Lagora
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Publication date
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    • B31B50/14—Cutting, e.g. perforating, punching, slitting or trimming

Definitions

  • the invention relates to the field of packaging obtained from a sheet of cardboard.
  • Such packages are obtained by cutting, from a sheet of cardboard, a blank which is then folded along fold lines to form a three-dimensional package or packaging element.
  • the cartons used for these packaging generally have a grammage of between 180 g per square meter and 2000 g per square meter, most often however between 220 and 350 grams per square meter.
  • openings For aesthetic or utility reasons, it is sometimes provided in these packages one or more openings, or windows, made in the cardboard sheet.
  • These openings which are characterized by a closed contour, can have a complex geometry and can for example form a pattern, for example a letter or part of a letter.
  • These openings can therefore in certain cases have, in at least one direction, at least one very small dimension, less than 5 mm, or even less than 3 mm between two opposite edges of the opening.
  • the packages considered are generally produced at high speed, therefore on high speed machines along which the cardboard sheets move rapidly. It is therefore particularly difficult to guarantee very precise positioning of the sheet along its path in the machines. It follows that, due to the lack of perfect positioning of the sheet, needle systems cannot be used because they are liable in this case to impact the sheet outside the opening.
  • the document JP-2016-30.318 describes a method using a heat sensitive adhesive tape applied to a complex comprising a base layer and an adhesive layer.
  • the steps of cutting and activating the adhesive by heat are simultaneous.
  • the cutting and activating tool does not allow a radial activation offset to be provided.
  • the object of the invention is to provide a manufacturing process which makes it possible to produce an opening in a flat cardboard blank, including an opening having at least one dimension less than 5 mm, or even less than 3 mm, with sufficient reliability and at an acceptable economic cost in the context of mass-produced packaging production, in particular with machines working at more than a thousand strokes per hour, therefore producing at least a thousand blanks per hour and per machine, or a thousand series of blanks, arranged side by side in a sheet, per hour and per machine.
  • the invention provides a method of cutting an opening in a flat cardboard blank intended for the manufacture of a packaging and comprising a first face and a second opposite face.
  • the present disclosure also describes an ejection tape for a method of cutting and ejecting an opening in a cardboard blank, the ejection tape comprising an adhesive layer supported by a support layer, the adhesive layer comprising a heat reactivatable adhesive, for example a hot melt adhesive based on EVA copolymers.
  • the backing layer which supports the adhesive layer of the ejection tape may include a layer of paper, for example a layer of kraft paper.
  • Such an ejection tape may have a thickness of between 0.05 and 0.3 millimeter, preferably between 0.1 and 0.15 millimeter.
  • the invention finds application in the field of cardboard packaging, for example in cardboard packaging for food or cardboard packaging for cigars or cigarettes, produced in very large numbers. However, it can also be applied to cardboard packaging for cosmetic products.
  • These packages are manufactured by folding and assembling one or more pre-cut blank (s). This plane is generally provided with pre-marked fold lines. This blank is precut from a sheet of cardboard.
  • the invention aims to provide a method of cutting an opening in such a blank.
  • the process can be carried out in the blank before it is cut from the cardboard sheet, or on the contrary after this blank has been cut from the cardboard sheet.
  • the material of the blank will preferably be a conventional material for this type of packaging. It may for example be a cardboard having a basis weight greater than or equal to 180 g per square meter. Generally, the cardboard used for such packaging has a basis weight less than or equal to 2000 g per square meter. It has been found that weights of between 220 and 350 grams per square meter are particularly advantageous.
  • Fig. 1 schematically a cardboard sheet 10 in which it is possible to define a blank 12 intended to form a package.
  • the blank 12 is a flat blank which extends in an extension plane defined in the figures by the perpendicular axes X and Y.
  • the blank 12 is not yet precut. It can be delimited in the cardboard sheet 10 by a peripheral trace 14, but this peripheral trace may very well not exist materially in the sheet 10 and only be revealed when the blank 12 is effectively cut from the sheet 10.
  • the blank 12, and therefore the sheet 10 has a cutout line 16 closed on itself which delimits the opening which is to be formed in the blank 12, therefore in the sheet 10.
  • the cutout 16 can be made in any manner known to those skilled in the art. In certain embodiments, it will be produced using one or more punches or knives.
  • the cutting of the closed cutting line 16 can be carried out in two successive steps comprising a first step of cutting a first part 161 of the closed cutting line 16 and a second step of cutting a second part 162 of the closed cutting line 16.
  • the two cutting operations of the first and the second part 161, 162 of the cutting line 16 can be carried out by means of a first and a second cutting knife, respectively. respectively having the form of the first and second part of the cutting line.
  • the cutting of the closed cutting line 16 can be performed in a single operation, for example by means of a punch, the cutting part of which has the entire shape of the closed cutting line 16.
  • the cutout 16 therefore defines in the blank 12 a first part 18 of the blank 12, for example located inside the blank 16, and a second part 20 of the blank 12, which is therefore in this example located outside the blank.
  • the cutout 16 In the example considered, the first part 18 of the blank 12 is therefore considered to be a scrap of material, while the second part 20 will be an integral part of the final packaging.
  • the part of interest would be the interior part and that the chute would be the part outside the cutout.
  • the cutout 16 has quite any geometry. It has been illustrated that the opening delimited by this cutout 16 has a transverse dimension D in the extension plane of the blank 12. For the entire cutout, the transverse dimension changes as a function of the points considered, but it is still possible to define , for the opening delimited by the cutout 16, a minimum transverse dimension of the opening between two opposite points of the cutout where two opposite edges of the opening have their closest proximity.
  • the cutting of the closed cutting line 16 is carried out using a cutting tool, with contact between the cutting tool and the blank.
  • the blade wire of the cutting tool is thin to ensure a clean and streak-free cut.
  • these cutting tools in particular those of which the blade wire is thin, in that, in the case of cutting a cardboard, the cutting scrap, here the first part 18 blank 12, does not necessarily evacuate on its own by simple gravity.
  • the closed cut line 16 preferably forms a continuous and integral cut of the thickness of the blank 12 along the entire length of the cut line 16.
  • the inner part 18 of the blank delimited by the cutout 16 remains wedged by its edges at its location in the center of the opening, in the same plane as the outer part 20 of the blank.
  • the invention provides for an ejection operation during which the first part 18 and the second part 20 of the blank 12 are separated from one another. the other.
  • the extension plane defined by the X and Y directions is horizontal, without this having to be interpreted as a limitation of the invention insofar as other orientations of the blank 12 may be provided for the ejection operation.
  • the blank 12 has a first face 11, which can arbitrarily be qualified as the upper face with reference to the figures, and an opposite second face 13, which can therefore be arbitrarily qualified as the lower face.
  • the blank 12, in this case the cardboard sheet 10, can thus be transported along this extension plane X, Y, for example by means of gripping grippers gripping the longitudinal edges of the cardboard sheet 10.
  • the ejection is effectively carried out by means of a support tool 24 and an activation tool 26 which are, in this example, integrated into the ejection station 22.
  • the tool support 24 and the activation tool 26 are facing each other. Means are provided for ensuring a relative movement between the support tool 24 and the tool. activation 26 in a Z direction translation perpendicular to the X, Y extension plane of the blank 12.
  • the ejection station 22 comprises a lower plate 30, and an upper plate 32 which are both parallel to the extension plane of the blank 12, so here horizontal.
  • An actuation mechanism not shown, comprising for example an electric, pneumatic or hydraulic actuator, with a possible transmission mechanism, makes it possible to ensure a relative displacement of the two plates 30, 32 in a direction perpendicular to the extension plane X , Y of the blank 12, therefore in the direction Z, considered by convention to be vertical in this example.
  • the lower plate 30 has an upper face on which the support tool 24 can be fixed and the upper plate 32 has a lower face on which the activation tool 26 can be fixed , the two tools 24, 26 being arranged opposite one another and being brought towards one another by the plates 30, 32 for, as will be seen later, to operate an operation of tightening an ejection tape 34 against the blank 12.
  • the method of cutting and ejection according to the invention uses an ejection tape 34.
  • This ejection tape is intended to be presented parallel to the blank 12, that is to say in a plane. parallel to the plane of extension X, Y of the blank 12.
  • the ejection tape 34 comprises an adhesive layer 38 which, in the exemplary embodiment, is supported by a backing layer 36.
  • the adhesive layer 38 of the ejection tape 34 comprises for example a reactivatable adhesive, for example reactivatable with heat.
  • a reactivatable adhesive for example reactivatable with heat.
  • such an adhesive requires, in order to adhere against a surface, to be brought to a temperature above an activation temperature. Below this activation temperature, its adhesion power when it is brought into contact with a surface is very limited, or zero. On the contrary, above the activation temperature, it adheres to the surface and this adhesion is then retained even when the temperature of the adhesive drops below the activation temperature.
  • Such an adhesive Heat reactivatable may include a hot melt adhesive based on EVA copolymers.
  • an ejection tape comprising a layer of adhesive formed by a layer of glue sold by the company Henkel Technologies France, 161 rue de Silly, F -92100 Boulogne Billancourt, France, under the reference “Technomelt Q 3656 FR”.
  • adhesives generally exhibit an activation temperature which is between 80 and 120 degrees.
  • other adhesives can be used, especially other reactivatable adhesives.
  • the adhesive can be selected to have a higher or lower activation temperature.
  • a pressure reactivatable adhesive can be used instead of a heat reactivatable adhesive.
  • the ejection tape may comprise between 10 and 50 grams per square meter of adhesive, preferably between 15 and 35 grams per square meter, more preferably between 20 and 25 grams per square meter.
  • the ejection tape 34 includes a backing layer 36 which supports the adhesive layer 38 of the ejection tape.
  • a support layer 36 facilitates the handling of the ejection tape and facilitates the implementation of the method.
  • the backing layer 36 of the ejection tape 34 may include a layer of paper.
  • the inventors have successfully implemented the invention by using in particular, as a support layer 36, a layer of kraft paper, for example a natural rubbed kraft paper marketed by the company Gascognemaschine, Quartier De Bel Air, 40200 Mimizan , France, under the reference “086 - ADOUR® 2000”, in its version with a grammage of 90 g per square meter.
  • other types of paper could be used.
  • a backing layer 36 may be formed from, or include other materials. It is for example possible to envisage using, for the production of a support layer 36 for the ejection tape 34, a polymer material, for example a polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • the ejection tape 34 has a thickness of between 0.05 and 0.3 millimeter, for example between 0.1 and 0.15 millimeter.
  • the ejection tape 34 is arranged so as to be presented with its adhesive layer 38 on the side of the first face 11 of the blank 12 and opposite the first part 18 of the blank 12.
  • the ejection tape 34 is brought continuously above the cardboard sheet 10, therefore the blank 12. This is therefore carried out after the operation of cutting the cutting line 16.
  • the ejection tape 34 may be in the form of a roll which is unwound and guided to be brought into position in the ejection station 22, above the first part 18 of the blank 12 as desired. eject.
  • the blank 12, provided with the cutting line 16, and the ejection tape 34 are brought opposite each other, between the support tool 24 and the activation tool 26 which are themselves facing each other in the direction perpendicular to the plane of extension X, Y of the blank 12.
  • the activation tool 26 has an active face 40 in relief with respect to a base 42.
  • the base 42 is an integral part of the activation tool 26 and serves as an interface with the upper plate 32.
  • the base 42 could be a separate part, or still be formed by the upper plate 32.
  • the active face 40 of the activation tool 26 is turned towards the ejection tape 34 and the blank. 12. Its relief is delimited by a peripheral edge 44 of which a perpendicular projection on a plane of extension of the blank is inscribed inside the closed cutting line 16 with a radial activation offset “ dr1 ” inwardly. with respect to the cutting line 16 which delimits the opening.
  • the radial activation offset dr1 between the projection of the peripheral edge 44 of the relief of the active face 40 of the activation tool 26 and the closed cut line 16, is preferably at least 0.1 mm, more preferably at least 0.2 mm over the extent of this peripheral edge.
  • the active face 40 has an indentation 46.
  • This indentation forms a concavity with respect to the peripheral edge 44 in the active face 40.
  • the depth of this indent 46 with respect to the peripheral edge 44, in a direction perpendicular to the extension plane of the blank 12, is preferably between 0.1 mm and 0.5 mm.
  • the imprint 46 may thus have a depth of between 0.1 and 0.3 mm, for example 0.2 mm from the peripheral edge 44.
  • the active face 40 of the activation tool 26 is intended to press the ejection tape 34 against the first face 11 of the first part 18 of the blank 12.
  • the active face 40 delimited by its peripheral edge 44, is therefore inscribed, in perpendicular projection on the extension plane of the blank 12, inside the cutout 16.
  • the dimension D1 which separates the two opposite points, in this section, from the peripheral edge 44 of the active face 40, is less than the dimension D between the two opposite points, in this section, of the opening delimited by the closed cut line 16.
  • the activation tool 26 comprises means for heating the active face 40, or at the very least of a part thereof, in particular its peripheral edge 44.
  • the heating means can for example be produced in the form of a resistance integrated or attached to the tool 26 or to the upper plate 32, then providing for Preferably, the plate and the tool are made from materials having good heat conductivity, for example metal.
  • the activation tool 26 is for example made of brass.
  • the heating means could use induction heating.
  • the heating means can comprise a circuit for circulating a hot fluid, integrated or attached to the activation tool 26 or to the upper plate 32. It is also possible to provide indirect, external heating means, providing heating. of the active face 40 from the outside, for example infrared heating or a flow of hot air.
  • the activation tool 26 cooperates with the support tool 24 to tighten the ejection tape 34 against the blank 12.
  • the support tool 24 has a boss 48 protruding towards the blank 12 with respect to a peripheral surface 50 facing the blank.
  • the peripheral surface 50 is that of a flat collar surrounding the boss, belonging to the support tool 24, and forming an interface for fixing the tool 24 on the lower plate 30.
  • the flat collar could be a separate part of the tool 24.
  • the peripheral surface 50 could be a surface element of the lower plate 30.
  • the boss 48 of the support tool 24 has a contour 52 relative to the peripheral surface 50.
  • a perpendicular projection of the contour 52 of the boss 48 on the extension plane of the blank 12 is inscribed inside the projection. perpendicular to the peripheral edge 44 of the activation tool 26 on this plane, with a radial bearing offset “dr2” inward.
  • the radial bearing offset dr2 between the perpendicular projections on the extension plane on the one hand of the blank of the contour 52 of the boss 48 of the bearing tool 24 and on the other hand of the peripheral edge 44 of the relief of the active face 40 of the activation tool 26 is preferably at least 0.1 mm, more preferably at least 0.2 mm over the extent of this peripheral edge 44.
  • the contour 52 is a lower contour defined at the foot of the boss 48, at its junction with the peripheral surface 50.
  • the relationships below are in any case respected if we consider the upper contour of the boss which corresponds to the peripheral edge of the upper surface of the boss which actually comes into contact with the blank 12. In the example illustrated, this surface is flat.
  • the dimension D2 which separates, in a section, the two opposite points of the contour 52 of the boss 48 of the support tool is less than the dimension D1 which separates, in the same section, the two opposite points of the peripheral edge 44 of the active face 40 of the activation tool 26.
  • the contour 52 is a lower contour defined at the foot of the boss 48, at its junction with the peripheral surface 50.
  • the relationships below are in any case respected if we consider the upper contour of the boss which corresponds to the peripheral edge of the upper surface of the boss which actually comes into contact with the blank 12. In the example illustrated, this upper surface is flat, but it could be convex.
  • the maximum height of the boss 48 relative to the peripheral surface 50 of the support tool 24 is preferably greater than 0.5 mm. Indeed, below such a distance, it appeared that the ejection of the first part 18 of the blank 12 could not be completely ensured, with in particular a risk of delamination of the cardboard.
  • the maximum height of the boss 48 relative to the peripheral surface 50 of the support tool 24 is for example between 0.8 and 1.2 mm, in particular about 1 mm.
  • the first part 18 of the blank 12 and the ejection strip 34 are clamped opposite each other between the support tool 24 and the activation tool 26, which are also in look at each other, so as to stick the ejection tape 34 exclusively on the first part 18 of the blank 12.
  • the support 24 and activation tools 26 are dimensioned so that their respective active surfaces, which come into contact respectively with the second face 13, here lower, of the blank 12, and with the ejection tape 34, are both of smaller dimensions than the opening delimited by the cutting line 16, therefore of smaller dimensions than the first part 18 of the blank 12.
  • the activation of the bonding takes place only within the contour of the active face 40 of the activation tool, therefore only in contact with the first part 18 of the blank 12.
  • the support tool 24 comes into contact with the second face 13 of the blank 12 before the ejection tape 34 is clamped against the first face 11 of the blank by the activation tool 26.
  • This is ensured by controlling the relative movement of the support tool 24, of the activation tool 26 and of the blank 12.
  • the relative movement is thus, in a first step of the tightening step, ensured by a relative movement between the tool 24 and the blank 12. It can be seen here that this is achieved in the form of a translational movement of the lower plate 30, in the direction perpendicular to the plane of extension of the blank 12, in the direction of the blank 12, the blank 12 and the upper plate 32 remaining stationary.
  • the same relative movement can be obtained differently, for example by moving the blank towards the support tool.
  • this contact between the support tool 24 and the second face 13 of the blank 12 occurs before the active face 40 of the activation tool 26 does not come into contact with the ejection tape 34.
  • an elastic counter-support 54 arranged, relative to the support tool 24, on the opposite side of the assembly formed by the blank 12 and the ejection tape 34, therefore on the side of the activation tool 26.
  • This elastic counter-support 54 is preferably arranged so as to be located outside the perimeter of the closed cut line 16 which delimits the 'opening, therefore radially outwards around the active face 40 of the activation tool 26.
  • This elastic counter-support 54 can be carried by the upper plate 32, or by another part of the ejection station 22 .
  • This abutment against elastic 54 is arranged to come into contact with the assembly formed by the blank 12 and the eject tape 34 before this assembly is clamped between the activation and the support tool tool 24.
  • the active face 40 of the activation tool 26 is set back, further from the blank 12. , relative to a lower face of the elastic counter-support 54.
  • the elastic counter-support 54 tends to press the ejection strip 34 against the first face 11 of the blank 12, still outside the perimeter of the opening defined by the closed cutting line 16.
  • the elastic counter-support 54 can be arranged to extend all around the activation tool 26, continuously. On the other hand, provision can be made for the elastic counter-support to be arranged in the form of point elements distributed around the activation tool 26.
  • the elastic counter-support 54 may be produced for example in the form of a ring or of pads of cellular material, for example of foam, in particular a polymer foam, or in the form of a ring or of rigid pads mounted on a spring. .
  • the elastic counter-support 54 is preferably made, at least in part, of a thermally insulating material, in particular a material having a thermal conductivity of less than 1 Wm -1 K -1 .
  • the Fig. 3C illustrates when the first part 18 of the blank 12 and the corresponding part of the ejection tape 34 are clamped between the support tool 24 and the activation tool 26. This ensures close contact. between the tape 34 and the first part 18 of the blank 12. In addition, the contact of the tape 34 with the activation tool 26 allows, where appropriate, to reactivate the adhesive of the ejection tape 34. This ensures sufficient adhesion between the ejection tape 34 and the first part of the blank 12. Conversely, any contact between the tape 34 and the second part 20 of the blank 12, outside the closed cut line 16, occurs made at a pressure and / or at an insufficient temperature to allow adhesion of the ejection tape 34 on the second part 20.
  • the concavity of the active face 40 of the activation tool 26 combined with the fact that, as explained above, the boss 48 of the support tool 24 is smaller than the active face 40, the projection of the contour 52 being inscribed inside that of the peripheral edge 44 of the active face 40, tends to cause a deformation of the first part 18 of the blank 12 which is clamped between the two tools 24, 26.
  • This deformation domed, tends to move the edges of the first part 18 of the blank 12 away from the edges of the second part 20 of the blank 12, which tends to free the two parts 18, 20 from one another.
  • the ejection tape 34 is separated from the second part 20 of the blank 12. This separation is enabled in particular by the absence of adhesion between the ejection tape 34 and this second part 20 of the blank 12.
  • the first part 10 of the blank 12 is separated from the second part 20 of the blank 12 while remaining stuck to the activation tape 34.
  • This separation is carried out after the support tool 24 has moved away from the activation tool 26. This separation can take place at the time of the separation of the two tools or during or after having moved the tape and the blank. 12 with respect to the tools in the longitudinal direction X.

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Description

  • L'invention concerne le domaine des emballages obtenus à partir d'une feuille de carton.
  • De tels emballages sont obtenus en découpant, dans une feuille de carton, un flan qui est ensuite plié selon des lignes de pliage pour former un emballage ou élément d'emballage tridimensionnel. Les cartons utilisés pour ces emballages présentent généralement un grammage compris entre 180 g par mètre carré et 2000 g par mètre carré, le plus souvent cependant compris entre 220 et 350 grammes par mètre carré.
  • Pour des raisons esthétiques ou utilitaires, il est parfois prévu dans ces emballages une ou plusieurs ouvertures, ou fenêtres, pratiquées dans la feuille de carton. Ces ouvertures, qui se caractérisent par un contour fermé, peuvent avoir une géométrie complexe et peuvent par exemple former un motif, par exemple une lettre ou une partie d'une lettre. Ces ouvertures peuvent donc dans certains cas présenter, selon au moins une direction, au moins une dimension très faible, inférieure à 5 mm, voire inférieure à 3 mm entre deux bords opposés de l'ouverture.
  • Il est connu de réaliser des ouvertures en pratiquant dans la feuille de carton, avant ou après découpage du flan, une ligne de découpe fermée sur elle-même, le contour de découpe délimitant une première partie du flan par rapport à une seconde partie du flan située à l'extérieur de la ligne de découpe. Une telle découpe peut être réalisée par différents moyens. Dans tous les cas, il est généralement nécessaire de prévoir des moyens spécifiques pour éjecter la partie de la feuille de carton correspondant à l'ouverture, c'est-à-dire pour séparer cette partie du reste de la feuille. Dans l'état de la technique, cela est généralement réalisé par des dispositifs à aiguilles qui viennent pousser mécaniquement sur la partie à éjecter.
  • Toutefois, les techniques actuelles ne permettent pas de réaliser, dans des conditions économiques acceptables, des ouvertures de très petite taille, notamment présentant au moins une dimension inférieure à 5 mm, voire inférieure à 3 mm.
  • En effet, les emballages considérés sont généralement produits à grande cadence, donc sur des machines à grande vitesse le long desquelles les feuilles de carton se déplacent rapidement. Il est donc notamment difficile de garantir un positionnement très précis de la feuille le long de son cheminement dans les machines. Il s'ensuit que, faute d'avoir un positionnement parfait de la feuille, les systèmes à aiguilles ne peuvent pas être utilisés car ils sont susceptibles dans ce cas-là d'impacter la feuille en dehors de l'ouverture.
  • Le document JP-2016-30.318 décrit un procédé utilisant un ruban adhésif sensible à la chaleur appliqué à un complexe comprenant une couche de base et une couche d'adhésif.
  • Les étapes de découpe et d'activation de l'adhésif par la chaleur sont simultanées. L'outil de découpe et d'activation ne permet pas de prévoir un décalage radial d'activation.
  • Le document JP-H04-170489 décrit un ruban adhésif.
  • L'invention a pour but de proposer un procédé de fabrication qui permet de réaliser une ouverture dans un flan en carton plat, y compris une ouverture ayant au moins une dimension inférieure à 5 mm, voire inférieure à 3 mm, avec une fiabilité suffisante et à un coût économique acceptable dans le cadre d'une production d'emballage en grande série, notamment avec des machines travaillant à plus de mille coups par heure, donc fabriquant au moins mille flans par heure et par machine, ou mille séries de flans, disposés côte à côte dans une feuille, par heure et par machine.
  • Dans ce but, l'invention propose un procédé de découpe d'une ouverture dans un flan de carton plat destiné à la fabrication d'un emballage et comportant une première face et une seconde face opposées.
  • Dans un tel procédé:
    • on pratique dans le flan de carton une ligne de découpe fermée sur elle-même, la ligne de découpe délimitant une première partie du flan et une seconde partie du flan à l'extérieur de la ligne de découpe.
    • on amène en regard de la première face du flan un ruban d'éjection comportant une couche d'adhésif, le ruban d'éjection étant agencé avec sa couche d'adhésif du côté la première face du flan et en regard de la première partie du flan ;
    • on amène le flan et le ruban d'éjection en regard l'un de l'autre entre un outil d'appui et un outil d'activation qui sont en regard l'un de l'autre ;
    • l'outil d'activation présente une face active en relief, tournée vers le ruban d'éjection et le flan, et dont le relief est délimité par un bord périphérique;
    • une projection perpendiculaire du bord périphérique sur un plan d'extension du flan est inscrite à l'intérieur de la ligne de découpe avec un décalage radial d'activation vers l'intérieur par rapport à la ligne de découpe;
    • à l'intérieur du bord périphérique, la face active présente une empreinte en creux ;
    • l'outil d'appui présente un bossage en excroissance vers le flan par rapport à une surface périphérique tournée vers le flan, le bossage présentant un contour par rapport à la surface périphérique ;
    • une projection perpendiculaire du contour du bossage sur le plan d'extension du flan est inscrite à l'intérieur de la projection perpendiculaire du bord périphérique de l'outil d'activation sur ce plan avec un décalage radial d'appui vers l'intérieur ;
    • on serre la première partie du flan et le ruban d'éjection en regard l'un de l'autre entre l'outil d'appui et l'outil d'activation qui sont en regard l'un de l'autre de manière à coller le ruban d'éjection exclusivement sur la première partie du flan ;
    • et en ce que, après avoir serré la première partie du flan et le ruban d'éjection entre l'outil d'appui et l'outil d'activation, on sépare le ruban d'éjection de la seconde partie du flan, la première partie du flan étant ainsi séparée de la seconde partie du flan en étant collée au ruban d'activation.
  • Selon d'autres caractéristiques optionnelles de l'invention :
    L'outil d'appui entre en contact avec la seconde face du flan de préférence avant que le ruban d'éjection soit serré contre la première face du flan par l'outil d'activation.
    • Le décalage radial d'activation entre la projection du bord périphérique du relief de la face active de l'outil d'activation et la ligne de découpe est d'au moins 0,1 mm, de préférence au moins 0,2 mm sur l'étendue de ce bord périphérique.
    • Le décalage radial d'appui entre les projections perpendiculaires sur le plan d'extension du flan du contour du bossage de l'outil d'appui et du bord périphérique du relief de la face active de l'outil d'activation est de préférence d'au moins 0,1 mm, plus préférentiellement au moins 0,2 mm sur l'étendue de ce bord périphérique.
    • La profondeur maximale de l'empreinte dans la face active de l'outil d'activation est de préférence comprise entre 0,1 et 0.5 mm.
    • La hauteur maximale du bossage par rapport à la surface périphérique de l'outil d'appui est de préférence supérieure à 0,5 mm.
    • La hauteur maximale du bossage par rapport à la surface périphérique de l'outil d'appui est comprise entre 0,8 et 1,2 mm.
    • Un contre-appui élastique peut être agencé, par rapport à l'outil d'appui, du côté opposé de l'ensemble formé par le flan et le ruban d'éjection.
    • Le contre-appui élastique est agencé de préférence à l'extérieur du périmètre la ligne de découpe qui délimite l'ouverture.
    • L'un au moins de l'outil d'activation ou de l'outil de d'appui peut être, au moins lors de l'étape de serrage, chauffé à une température supérieure à 80°C, plus préférentiellement supérieure à 120°C.
    • la découpe de la ligne de découpe peut être pratiquée en deux étapes successives comportant une première étape de découpe d'une première partie de la ligne de découpe et une seconde étape de découpe d'une seconde partie de la ligne de découpe.
    • Les deux opérations de découpe de la première et de la seconde partie de la ligne de découpe peuvent être réalisées au moyen respectivement d'un premier et d'un second couteau de découpe ayant respectivement la forme de la première et de la seconde partie de la ligne de découpe.
    • La découpe de la ligne de découpe peut être pratiquée en une seule opération.
    • La ligne de découpe forme de préférence une découpe continue et intégrale de l'épaisseur du flan sur toute la longueur de la ligne de découpe.
    • La première partie du flan est par exemple située à l'intérieur de la ligne de découpe fermée et la seconde partie du flan est située à l'extérieur de la ligne de découpe.
    • Le flan plat s'étend dans un plan d'extension, et il peut être amené à plat, selon une direction de translation machine parallèle à son plan d'extension, entre l'outil d'appui et l'outil d'activation qui sont en regard l'un de l'autre, et le serrage peut être obtenu par déplacement relatif entre l'outil d'appui et l'outil d'activation selon une translation de direction perpendiculaire au plan d'extension.
    • La couche d'adhésif du ruban d'éjection peut comporter un adhésif réactivable à la chaleur.
    • La couche d'adhésif du ruban d'éjection peut comporter un adhésif thermofusible à base de copolymères EVA.
    • Le ruban d'éjection peut comporter une couche de support qui supporte la couche d'adhésif du ruban d'éjection.
    • La couche de support du ruban d'éjection peut comporter une couche de papier.
    • Le ruban d'éjection peut présenter une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,3 millimètre, de préférence entre 0,1 et 0,15 millimètre.
    • Le procédé peut comporter la réalisation de plusieurs découpes d'ouvertures décalées l'une de l'autre selon une direction perpendiculaire à la direction de translation machine, et peut comporter la mise en œuvre de plusieurs rubans d'éjection distincts décalés l'un de l'autre selon la direction perpendiculaire à la direction de translation machine.
  • Bien que ne faisant pas partie de l'objet de l'invention, la présente divulgation décrit aussi un ruban d'éjection pour un procédé de découpe et d'éjection d'une ouverture dans un flan en carton, le ruban d'éjection comportant une couche d'adhésif supportée par une couche de support, la couche d'adhésif comportant un adhésif réactivable à la chaleur, par exemple un adhésif thermofusible à base de copolymères EVA. La couche de support qui supporte la couche d'adhésif du ruban d'éjection peut comporter une couche de papier, par exemple une couche de papier kraft. Un tel ruban d'éjection peut présenter une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,3 millimètre, de préférence entre 0,1 et 0,15 millimètre.
  • Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
    • La Figure 1 illustre de manière schématique une feuille de cartons dans laquelle est délimité un flan comprenant une ouverture.
    • La Figure 2 illustre la réalisation d'une ligne de découpe en deux étapes successives.
    • Les Figures 3A-3D illustrent quatre étapes successives d'un procédé selon l'invention.
    • La Figure 4 illustre schématiquement en section un ruban d'éjection et un flan utilisables dans un procédé selon l'invention.
  • L'invention trouve à s'appliquer dans le domaine des emballages en carton, par exemple dans des emballages en carton pour l'alimentaire ou des emballages en carton de cigares ou cigarettes, produits en très grand nombres. Cependant, elle peut aussi être appliquée des emballages en carton pour des produits cosmétiques.
  • Ces emballages sont fabriqués par pliage et assemblage d'un ou plusieurs flan(s) prédécoupé(s). Ce plan est généralement muni de lignes de pliage prémarquées. Ce flan est prédécoupé dans une feuille de carton.
  • L'invention vise à proposer un procédé de découpe d'une ouverture dans un tel flan. Le procédé peut être mis en œuvre dans le flan avant qu'il ne soit découpé de la feuille de carton, ou au contraire après que ce flan aura été découpé de la feuille de carton.
  • Le matériau du flan sera de préférence un matériau conventionnel pour ce type d'emballage. Il peut par exemple s'agir d'un carton présentant un grammage supérieur ou égal à 180 g par mètre carré. Généralement, le carton utilisé pour de tels emballages présente un grammage inférieur ou égal à 2000 g par mètre carré. Il est apparu que des grammages compris entre 220 et 350 grammes par mètre carré sont particulièrement avantageux.
  • On a illustré sur la Fig. 1 de manière schématique une feuille de carton 10 dans laquelle il est possible de définir un flan 12 destiné à former un emballage. Le flan 12 est un flan plat qui s'étend dans un plan d'extension défini sur les figures par les axes perpendiculaires X et Y. Dans l'exemple illustré, le flan 12 n'est pas encore prédécoupé. Il peut être délimité dans la feuille de carton 10 par une trace périphérique 14, mais cette trace périphérique peut très bien ne pas exister matériellement dans la feuille 10 et n'être révélée que lorsque le flan 12 sera effectivement découpé de la feuille 10.
  • Selon invention, le flan 12, et donc la feuille 10, présente une ligne de découpe 16 fermée sur elle-même qui délimite l'ouverture que l'on veut former dans le flan 12, donc dans la feuille 10.
  • La découpe 16 peut être réalisée de toute manière connue de l'homme du métier. Dans certains modes de réalisation elle sera réalisée à l'aide d'un ou plusieurs poinçons ou couteaux.
  • Par exemple, comme cela est illustré à la Fig. 2 , la découpe de la ligne de découpe fermée 16 peut être pratiquée en deux étapes successives comportant une première étape de découpe d'une première partie 161 de la ligne de découpe fermée 16 et une seconde étape de découpe d'une seconde partie 162 de la ligne de découpe fermée 16. Dans ce cas, les deux opérations de découpe de la première et de la seconde partie 161, 162 de la ligne de découpe 16 peuvent être réalisées au moyen respectivement d'un premier et d'un second couteau de découpe ayant respectivement la forme de la première et de la seconde partie de la ligne de découpe. Toutefois, la découpe de la ligne de découpe fermée 16 peut être pratiquée en une seule opération, par exemple au moyen d'un poinçon dont la partie tranchante présente l'intégralité de la forme de la ligne de découpe fermée 16.
  • La découpe 16 délimite donc dans le flan 12 une première partie 18 du flan 12, par exemple située à l'intérieur de la découpe 16, et une seconde partie 20 du flan 12, qui est donc dans cet exemple située à l'extérieur de la découpe 16. Dans l'exemple considéré, la première partie 18 du flan 12 est donc considérée comme une chute de matière, tandis que la seconde partie 20 fera partie intégrante de l'emballage final. Cependant, on pourrait tout à fait considérer que la partie d'intérêt serait la partie intérieure et que la chute serait la partie extérieure à la découpe.
  • Dans l'exemple illustré, la découpe 16 présente une géométrie tout à fait quelconque. On a illustré que l'ouverture délimitée par cette découpe 16 présente une dimension transversale D dans le plan d'extension du flan 12. Pour l'ensemble de la découpe, la dimension transversale évolue en fonction des points considérés, mais on peut toujours définir, pour l'ouverture délimitée par la découpe 16, une dimension transversale minimale de l'ouverture entre deux points opposés de la découpe où deux bords opposés de l'ouverture présentent leur plus grande proximité.
  • De préférence, en une seule opération ou en plusieurs opérations, la découpe de la ligne de découpe fermée 16 est réalisée à l'aide d'un outil tranchant, avec contact entre l'outil tranchant et le flan. De préférence, le fil de lame de l'outil tranchant est de faible épaisseur pour assurer une découpe propre et sans trace. On connaît l'inconvénient de ces outils tranchants, notamment de ceux dont le fil de lame est de faible épaisseur, en ce sens que, dans le cas d'une découpe d'un carton, la chute de découpe, ici la première partie 18 du flan 12, ne s'évacue pas nécessairement toute seule par simple gravité.
  • La ligne de découpe fermée 16 forme de préférence une découpe continue et intégrale de l'épaisseur du flan 12 sur toute la longueur de la ligne de découpe 16. Cependant, même dans ce cas, on sait qu'il est courant que, après l'opération de découpe, la partie intérieure 18 du flan délimitée par la découpe 16 reste coincée par ses bords à son emplacement au centre de l'ouverture, dans le même plan que la partie extérieure 20 du flan.
  • Aussi, dans une étape ultérieure à l'étape de découpe de la ligne de découpe 16, l'invention prévoit une opération d'éjection au cours de laquelle la première partie 18 et la deuxième partie 20 du flan 12 sont séparées l'une de l'autre. Dans l'exemple illustré, on cherchera plus particulièrement à retirer la première partie 18 en l'extrayant du plan d'extension dans lequel s'étend la seconde partie 20 du flan 12.
  • Bien entendu, ces opérations sont avantageusement automatisées et mises en œuvre sur une ligne de production comprenant par exemple un poste de découpe (non représenté) puis un poste d'éjection 22 qui est illustré schématiquement sur les Figs. 3A à 3D . On prendra ici l'hypothèse que le flan 12, en l'occurrence la feuille de carton 10, est amené à plat, selon une direction de translation machine parallèle à son plan d'extension, en l'occurrence la direction longitudinale X.
  • À titre d'exemple, pour simplifier la description, on considérera que le plan d'extension défini par les directions X et Y est horizontal, sans que cela ne doive être interprété comme une limitation de l'invention dans la mesure où d'autres orientations du flan 12 peuvent être prévues pour l'opération d'éjection. De la sorte, le flan 12 présente une première face 11, qui peut arbitrairement être qualifiée de face supérieure en référence aux figures, et une seconde face opposée 13, qui peut donc être arbitrairement qualifiée de face inférieure.
  • Le flan 12, en l'occurrence la feuille de carton 10, peut être ainsi transporté selon ce plan d'extension X, Y, par exemple au moyen de pinces de préhension agrippant des bords longitudinaux de la feuille de carton 10.
  • Dans l'exemple illustré, l'éjection est effectivement réalisée au moyen d'un outil d'appui 24 et d'un outil d'activation 26 qui sont, dans cet exemple, intégrés dans le poste d'éjection 22. L'outil d'appui 24 et l'outil d'activation 26 sont en regard l'un de l'autre. Il est prévu des moyens pour assurer un déplacement relatif entre l'outil d'appui 24 et l'outil d'activation 26 selon une translation de direction Z perpendiculaire au plan d'extension X, Y du flan 12.
  • Dans l'exemple illustré, le poste d'éjection 22 comporte une platine inférieure 30, et une platine supérieure 32 qui sont toutes les deux parallèles au plan d'extension du flan 12, donc ici horizontales. Un mécanisme d'actionnement, non représenté, comportant par exemple un actionneur électrique, pneumatique ou hydraulique, avec un éventuel mécanisme de transmission, permet d'assurer un déplacement relatif des deux platines 30, 32 selon une direction perpendiculaire au plan d'extension X, Y du flan 12, donc selon la direction Z, considérée par convention comme étant dans cet exemple verticale. La platine inférieure 30 présente une face supérieure sur laquelle on peut venir fixer l'outil d'appui 24 et la platine supérieure 32 présente une face inférieure sur laquelle on peut venir fixer l'outil d'activation 26, les deux outils 24, 26 étant agencés en regard l'un de l'autre et étant amenés l'un vers l'autre par les platines 30, 32 pour, comme on le verra plus tard, opérer une opération de serrage d'un ruban d'éjection 34 contre le flan 12.
  • En effet, le procédé de découpe et d'éjection selon l'invention met en oeuvre un ruban d'éjection 34. Ce ruban d'éjection est destiné à être présenté parallèlement au flan 12, c'est-à-dire dans un plan parallèle au plan d'extension X, Y du flan 12. Comme illustré à la Fig. 4 , le ruban d'éjection 34 comporte une couche d'adhésif 38 qui, dans l'exemple de réalisation, est supportée par une couche de support 36.
  • La couche d'adhésif 38 du ruban d'éjection 34 comporte par exemple un adhésif réactivable, par exemple réactivable à la chaleur. De manière connue, un tel adhésif nécessite, pour adhérer contre une surface, d'être amené à une température supérieure à une température d'activation. En dessous de cette température d'activation, son pouvoir d'adhésion lorsqu'il est amené au contact d'une surface est très limité, ou nul. Au contraire, au-dessus de la température d'activation, il adhère à la surface et cette adhésion est ensuite conservée même lorsque la température de l'adhésif redescend en dessous de la température d'activation. Un tel adhésif réactivable à la chaleur peut comprendre un adhésif thermofusible à base de copolymères EVA. À titre d'exemple, les inventeurs ont mis en œuvre avec succès l'invention en utilisant un ruban d'éjection comprenant une couche d'adhésif formée par une couche de colle commercialisée par la société Henkel Technologies France, 161 rue de Silly, F-92100 Boulogne Billancourt, France, sous la référence « Technomelt Q 3656 FR ». De telles colles présentent généralement une température d'activation qui est comprise entre 80 et 120 degrés. Cependant, d'autres adhésifs peuvent être utilisés, notamment d'autres adhésifs réactivables. Suivant les applications, l'adhésif peut être sélectionné pour avoir une température d'activation supérieure ou inférieure.
  • En variante, on peut utiliser, à la place d'un adhésif réactivable à la chaleur, un adhésif réactivable à la pression.
  • Le ruban d'éjection peut comporter entre 10 et 50 grammes par mètre carré d'adhésif, préférentiellement entre 15 et 35 grammes par mètre carré, plus préférentiellement entre 20 et 25 grammes par mètre carré.
  • Dans l'exemple illustré, le ruban d'éjection 34 comporte une couche de support 36 qui supporte la couche d'adhésif 38 du ruban d'éjection. Une telle couche de support 36 facilite la manipulation du ruban d'éjection et facilite la mise en œuvre du procédé. Par exemple, la couche de support 36 du ruban d'éjection 34 peut comporter une couche de papier. Les inventeurs ont mis en œuvre l'invention avec succès en utilisant notamment, en tant que couche de support 36, une couche de papier kraft, par exemple un papier kraft naturel frictionné commercialisé par la société Gascogne Papier, Quartier De Bel Air, 40200 Mimizan, France, sous la référence « 086 - ADOUR® 2000 », dans sa version de grammage 90 g par mètre carré. Cependant, d'autres types de papier pourraient être utilisés. De même, une couche de support 36 peut être formée de, ou comporter d'autres matériaux. On peut par exemple envisager d'utiliser, pour la réalisation d'une couche de support 36 pour le ruban d'éjection 34, un matériau polymère, par exemple un polyéthylène téréphtalate (PET).
  • Dans l'exemple illustré, le ruban d'éjection 34 présente une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,3 millimètre, par exemple entre 0,1 et 0,15 millimètre.
  • Le ruban d'éjection 34 est agencé de manière à se présenter avec sa couche d'adhésif 38 du côté la première face 11 du flan 12 et en regard de la première partie 18 du flan 12.
  • Pour l'opération d'éjection, on amène le ruban d'éjection 34 en continu au-dessus de la feuille de carton 10, donc du flan 12. Ceci est donc opéré après l'opération de découpe de la ligne de découpe 16. Le ruban d'éjection 34 peut se présenter sous la forme d'un rouleau qui est dévidé et guidé pour être amené en position dans le poste d'éjection 22, au-dessus de la première partie 18 du flan 12 que l'on souhaite éjecter.
  • Ainsi, on amène le flan 12, muni de la ligne de découpe 16, et le ruban d'éjection 34, en regard l'un de l'autre, entre l'outil d'appui 24 et l'outil d'activation 26 qui sont eux-mêmes en regard l'un de l'autre selon la direction perpendiculaire au plan d'extension X, Y du flan 12.
  • Comme on peut le voir sur les Figs. 3A-3D , l'outil d'activation 26 présente une face active 40 en relief par rapport à une embase 42. Dans l'exemple illustré, l'embase 42 fait partie intégrante de l'outil d'activation 26 et sert d'interface avec la platine supérieure 32. Toutefois, l'embase 42 pourrait être une pièce séparée, ou être encore formée par la platine supérieure 32. La face active 40 de l'outil d'activation 26 est tournée vers le ruban d'éjection 34 et le flan 12. Son relief est délimité par un bord périphérique 44 dont une projection perpendiculaire sur un plan d'extension du flan est inscrite à l'intérieur de la ligne de découpe fermée 16 avec un décalage radial d'activation « dr1 » vers l'intérieur par rapport à la ligne de découpe 16 qui délimite l'ouverture. Le décalage radial d'activation dr1, entre la projection du bord périphérique 44 du relief de la face active 40 de l'outil d'activation 26 et la ligne de découpe fermée 16, est de préférence d'au moins 0,1 mm, plus préférentiellement au moins 0,2 mm sur l'étendue de ce bord périphérique.
  • A l'intérieur du bord périphérique 44, la face active 40 présente une empreinte en creux 46. Cette empreinte en creux forme une concavité par rapport au bord périphérique 44 dans la face active 40. La profondeur de cette empreinte 46 par rapport au bord périphérique 44, selon une direction perpendiculaire au plan d'extension du flan 12, est de préférence comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm. Dans un exemple de réalisation, pour un flan de carton 12 présentant une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,4 mm, par exemple d'environ 0,3 mm, l'empreinte 46 peut ainsi présenter une profondeur comprise entre 0,1 et 0,3 mm, par exemple 0,2 mm par rapport au bord périphérique 44.
  • La face active 40 de l'outil d'activation 26 est destinée à plaquer le ruban d'éjection 34 contre la première face 11 de la première partie 18 du flan 12.
  • La face active 40, délimitée par son bord périphérique 44, est donc inscrite, en projection perpendiculaire sur le plan d'extension du flan 12, à l'intérieur de la découpe 16. Sur la Fig. 3A , on a illustré que, en section par un plan perpendiculaire au plan d'extension, la dimension D1, qui sépare les deux points opposés, dans cette section, du bord périphérique 44 de la face active 40, est inférieure à la dimension D entre les deux points opposés, dans cette section, de l'ouverture délimitée par la ligne de découpe fermée 16. De préférence, la face active 40 est centrée par rapport à l'ouverture et, comme illustré sur la Fig. 1 , le décalage radial d'activation dr1 est de préférence constant sur tout le contour de l'ouverture 16 et de la face active 40. Dans un tel cas, ces dimensions sont reliées par la relation D = D1 + 2 x dr1.
  • Dans les modes de réalisation dans lesquels on utilise un ruban d'éjection comportant un adhésif réactivable à la chaleur, l'un au moins de l'outil d'activation 26 ou de l'outil d'appui est, au moins lors de l'étape de serrage, chauffé à une température supérieure à la température d'activation de l'adhésif, par exemple à une température supérieure à 80°C, plus préférentiellement supérieure à 120°C. Par exemple, l'outil d'activation 26 comporte des moyens de chauffage de la face active 40, ou tout du moins d'une partie de celle-ci, notamment son bord périphérique 44. Les moyens de chauffage peuvent par exemple être réalisés sous la forme d'une résistance intégrée ou accolée à l'outil 26 ou à la platine supérieure 32, en prévoyant alors de préférence de réaliser la platine et l'outil en des matériaux ayant une bonne conductivité de la chaleur, par exemple en métal. L'outil d'activation 26 est par exemple réalisé en laiton. Les moyens de chauffage pourraient faire appel à un chauffage par induction. Les moyens de chauffage peuvent comprendre un circuit de circulation d'un fluide chaud, intégré ou accolé à l'outil d'activation 26 ou à la platine supérieure 32. On peut par ailleurs prévoir des moyens de chauffage indirect, externes, assurant un chauffage de la face active 40 par l'extérieur, par exemple un chauffage infrarouge ou un flux d'air chaud.
  • Dans le procédé selon l'invention, l'outil d'activation 26 coopère avec l'outil d'appui 24 pour serrer le ruban d'éjection 34 contre le flan 12.
  • L'outil d'appui 24 présente un bossage 48 en excroissance vers le flan 12 par rapport à une surface périphérique 50 tournée vers le flan. Dans l'exemple illustré, la surface périphérique 50 est celle d'une collerette plane entourant le bossage, appartenant à l'outil d'appui 24, et formant une interface de fixation de l'outil 24 sur la platine inférieure 30. Cependant, la collerette plane pourrait être une pièce séparée de l'outil 24. Selon encore une autre variante, la surface périphérique 50 pourrait être un élément de surface de la platine inférieure 30.
  • Le bossage 48 de l'outil d'appui 24 présente un contour 52 par rapport à la surface périphérique 50. Une projection perpendiculaire du contour 52 du bossage 48 sur le plan d'extension du flan 12 est inscrite à l'intérieur de la projection perpendiculaire du bord périphérique 44 de l'outil d'activation 26 sur ce plan, avec un décalage radial d'appui « dr2 » vers l'intérieur. Le décalage radial d'appui dr2 entre les projections perpendiculaires sur le plan d'extension d'une part du flan du contour 52 du bossage 48 de l'outil d'appui 24 et d'autre part du bord périphérique 44 du relief de la face active 40 de l'outil d'activation 26, est de préférence d'au moins 0,1 mm, plus préférentiellement au moins 0,2 mm sur l'étendue de ce bord périphérique 44. Dans l'exemple illustré, le contour 52 est un contour inférieur défini au pied du bossage 48, à sa jonction avec la surface périphérique 50. Les relations ci-dessous sont en tous cas respectées si on considère le contour supérieur du bossage qui correspond au bord périphérique de la surface supérieure du bossage qui entre effectivement en contact avec le flan 12. Dans l'exemple illustré, cette surface est plane.
  • Sur la Fig. 3A , on a illustré que, en section par un plan perpendiculaire au plan d'extension, la dimension D2 qui sépare, dans une section, les deux points opposés du contour 52 du bossage 48 de l'outil d'appui est inférieure à la dimension D1 qui sépare, dans la même section, les deux points opposés du bord périphérique 44 de la face active 40 de l'outil d'activation 26. De préférence, le bossage 48 est centré par rapport à la face active 40 et, comme illustré sur la Fig. 1 , le décalage radial d'activation « dr2 » est de préférence constant sur tout le contour du bossage 48 et de la face active 40. Dans un tel cas, ces dimensions sont reliées par la relation D1 = D2 + 2 x dr2.
  • Dans l'exemple illustré, le contour 52 est un contour inférieur défini au pied du bossage 48, à sa jonction avec la surface périphérique 50. Les relations ci-dessous sont en tous cas respectées si on considère le contour supérieur du bossage qui correspond au bord périphérique de la surface supérieure du bossage qui entre effectivement en contact avec le flan 12. Dans l'exemple illustré, cette surface supérieure est plane, mais elle pourrait être bombée.
  • La hauteur maximale du bossage 48 par rapport à la surface périphérique 50 de l'outil d'appui 24 est de préférence supérieure à 0,5 mm. En effet, en-dessous d'une telle distance, il est apparu que l'éjection de la première partie 18 du flan 12 pouvait ne pas être complètement assurée, avec notamment un risque de délaminage du carton. Dans un exemple de réalisation dans lequel le flan de carton 12 présente une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,4 mm, par exemple d'environ 0,3 mm, la hauteur maximale du bossage 48 par rapport à la surface périphérique 50 de l'outil d'appui 24 est par exemple comprise entre 0,8 et 1,2 mm, notamment d'environ 1 mm.
  • Dans le procédé, on serre la première partie 18 du flan 12 et le ruban d'éjection 34 en regard l'un de l'autre entre l'outil d'appui 24 et l'outil d'activation 26, qui sont aussi en regard l'un de l'autre, de manière à coller le ruban d'éjection 34 exclusivement sur la première partie 18 du flan 12.
  • Ceci est assuré notamment par le fait que les outils d'appui 24 et d'activation 26 sont dimensionnés de manière que leurs surfaces actives respectives, qui viennent en contact respectivement avec la seconde face 13, ici inférieure, du flan 12, et avec le ruban d'éjection 34, sont toutes les deux de plus petites dimensions que l'ouverture délimitée la ligne de découpe 16, donc de plus petites dimensions que la première partie 18 du flan 12. Ainsi, l'activation du collage, que ce soit par pression ou par chaleur ou par une combinaison des deux, ne se fait qu'au sein du contour de la face active 40 de l'outil d'activation, donc uniquement au contact de la première partie 18 du flan 12.
  • De préférence, on s'assure que, comme cela est illustré à la Fig. 3B , l'outil d'appui 24 entre en contact avec la seconde face 13 du flan 12 avant que le ruban d'éjection 34 soit serré contre la première face 11 du flan par l'outil d'activation 26. Ceci est assuré en maîtrisant le déplacement relatif de l'outil d'appui 24, de l'outil d'activation 26 et du flan 12. Dans l'exemple illustré, le mouvement relatif est ainsi, dans une première étape de l'étape de serrage, assuré par un déplacement relatif entre l'outil 24 et le flan 12. On voit ici que cela est réalisé sous la forme d'un déplacement en translation de la platine inférieure 30, selon la direction perpendiculaire au plan d'extension du flan 12, en direction du flan 12, le flan 12 et la platine supérieure 32 restant immobiles. Cependant, le même mouvement relatif peut être obtenu différemment, par exemple en déplaçant le flan vers l'outil d'appui.
  • Lorsque l'outil d'appui 24 entre en contact avec la seconde face 13 de la première partie 18 du flan 12, il provoque une amorce de soulèvement de cette première partie 18 par rapport à la seconde partie 20 du flan 12.
  • Encore plus préférentiellement, on prévoira que, comme cela est illustré sur la Fig. 3B , ce contact entre l'outil d'appui 24 et la seconde face 13 du flan 12 se produit avant que la face active 40 de l'outil d'activation 26 n'entre en contact avec le ruban d'éjection 34. Notamment, on peut prévoir un contre-appui élastique 54, agencé, par rapport à l'outil d'appui 24, du côté opposé de l'ensemble formé par le flan 12 et le ruban d'éjection 34, donc du côté de l'outil d'activation 26. Ce contre-appui élastique 54 est agencé de préférence de manière à être situé à l'extérieur du périmètre la ligne de découpe fermée 16 qui délimite l'ouverture, donc radialement vers l'extérieur autour de la face active 40 de l'outil d'activation 26. Ce contre-appui élastique 54 peut être porté par la platine supérieure 32, ou par une autre partie du poste d'éjection 22. Ce contre-appui élastique 54 est agencé pour entrer en contact avec l'ensemble formé par le flan 12 et le ruban d'éjection 34 avant que cet ensemble ne soit serré entre l'outil d'activation et l'outil d'appui 24. Ainsi, dans un état de repos du contre-appui élastique 54, la face active 40 de l'outil d'activation 26 se situe en retrait, plus éloigné du flan 12, par rapport à une face inférieure du contre-appui élastique 54.
  • Avec une telle disposition, on voit que, de plus, le contre-appui élastique 54 tend à plaquer le ruban d'éjection 34 contre la première face 11 du flan 12, toujours à l'extérieur du périmètre de l'ouverture définie par la ligne de découpe fermée 16.
  • Le contre-appui élastique 54 peut être agencé pour s'étendre tout autour de l'outil d'activation 26, de manière continue. A contrario, on peut prévoir que le contre-appui élastique soit agencé sous la forme d'éléments ponctuels répartis autour de l'outil d'activation 26.
  • Le contre-appui élastique 54 peut être réalisé par exemple sous la forme d'un anneau ou de plots de matériau alvéolaire, par exemple de mousse, notamment un mousse polymère, ou sous la forme d'un anneau ou de plots rigides montés sur ressort.
  • Le contre-appui élastique 54 est de préférence réalisé, au moins en partie, en matériau isolant thermiquement, notamment un matériau ayant une conductivité thermique inférieure à 1 Wm-1K-1.
  • La Fig. 3C illustre le moment où la première partie 18 du flan 12 et la partie correspondante du ruban d'éjection 34 se trouvent serrées entre l'outil d'appui 24 et l'outil d'activation 26. Ceci permet d'assurer un contact étroit entre le ruban 34 et la première partie 18 du flan 12. De plus, le contact du ruban 34 avec l'outil d'activation 26 permet, le cas échéant, de réactiver l'adhésif du ruban d'éjection 34. On assure ainsi une adhésion suffisante entre le ruban d'éjection 34 et la première partie du flan 12. A contrario, tout éventuel contact entre le ruban 34 et la seconde partie 20 du flan 12, à l'extérieur de la ligne de découpe fermée 16, se fait à une pression et/ou à une température insuffisante pour permettre une adhésion du ruban d'éjection 34 sur la seconde partie 20.
  • Par ailleurs, la concavité de la face active 40 de l'outil d'activation 26, combiné avec le fait que, comme expliqué plus haut, le bossage 48 de l'outil d'appui 24 est plus petit que la face active 40, la projection du contour 52 étant inscrite à l'intérieur de celle du bord périphérique 44 de la face active 40, tend à provoquer une déformation de la première partie 18 du flan 12 qui se trouve serrée entre les deux outils 24, 26. Cette déformation, en dôme, tend à écarter les bords de la première partie 18 du flan 12 par rapport aux bords de la seconde partie 20 du flan 12, ce qui tend à libérer les deux parties 18, 20 l'une de l'autre.
  • On a illustré à la Fig. 3D que, après avoir serré la première partie 18 du flan 12 et le ruban d'éjection 34 entre l'outil d'appui 24 et l'outil d'activation 26, on sépare le ruban d'éjection 34 de la seconde partie 20 du flan 12. Cette séparation est permise notamment par l'absence d'adhésion entre le ruban d'éjection 34 et cette seconde partie 20 du flan 12. En revanche, en écartant le ruban d'éjection 34 du flan 12, la première partie 10 du flan 12 est séparée de la seconde partie 20 du flan 12 en restant collée au ruban d'activation 34.
  • Cette séparation est effectuée après écartement de l'outil d'appui 24 par rapport à l'outil d'activation 26. Cette séparation peut avoir lieu au moment de l'écartement des deux outils ou pendant ou après avoir déplacé le ruban et le flan 12 par rapport aux outils selon la direction longitudinale X.
  • Dans l'exemple, on a illustré la réalisation d'une découpe et l'éjection de la partie du flan correspondant à cette découpe. Dans le cas de la réalisation de plusieurs découpes d'ouvertures décalées l'une de l'autre selon une direction perpendiculaire à la direction de translation X de la machine, on peut prévoir de mettre en oeuvre plusieurs rubans d'éjection distincts, décalés l'un de l'autre selon la direction perpendiculaire à la direction de translation machine, chaque ruban étant associé à un outil d'appui 24 et un outil d'activation 26 agencés de manière correspondante.

Claims (15)

  1. Procédé de découpe d'une ouverture dans un flan de carton plat (10, 12) destiné à la fabrication d'un emballage et comportant une première face (11) et une seconde face (13) opposées, dans lequel :
    - on pratique dans le flan de carton (10, 12) une ligne de découpe (16) fermée sur elle-même, la ligne de découpe (16) délimitant une première partie (18) du flan (10, 12) et une seconde partie (20) du flan (10, 12) à l'extérieur de la ligne de découpe (16) ;
    - on amène en regard de la première face (11) du flan (10, 12) un ruban d'éjection (34) comportant une couche d'adhésif (38), le ruban d'éjection (34) étant agencé avec sa couche d'adhésif (38) du côté la première face (11) du flan (10, 12) et en regard de la première partie (18) du flan (10, 12) ;
    - on amène le flan (10, 12), muni de la ligne de découpe (16), et le ruban d'éjection (34) en regard l'un de l'autre entre un outil d'appui (24) et un outil d'activation (26) qui sont en regard l'un de l'autre ;
    - l'outil d'activation (26) présente une face active (40) en relief, tournée vers le ruban d'éjection (34) et le flan (10, 12), et dont le relief est délimité par un bord périphérique (44) ;
    - une projection perpendiculaire du bord périphérique (44) sur un plan d'extension du flan (10, 12) est inscrite à l'intérieur de la ligne de découpe (16) avec un décalage radial d'activation (dr1) vers l'intérieur par rapport à la ligne de découpe (16) ;
    - à l'intérieur du bord périphérique (44), la face active (40) présente une empreinte (46) en creux ;
    - l'outil d'appui (24) présente un bossage (48) en excroissance vers le flan (10, 12) par rapport à une surface périphérique (50) tournée vers le flan (10, 12), le bossage (48) présentant un contour (52) par rapport à la surface périphérique (50) ;
    - une projection perpendiculaire du contour (52) du bossage (48) sur le plan d'extension du flan (10, 12) est inscrite à l'intérieur de la projection perpendiculaire du bord périphérique (44) de l'outil d'activation (26) sur ce plan avec un décalage radial d'appui (dr2) vers l'intérieur ;
    - on serre la première partie (18) du flan (10, 12) et le ruban d'éjection (34) en regard l'un de l'autre entre l'outil d'appui (24) et l'outil d'activation (26) qui sont en regard l'un de l'autre de manière à coller le ruban d'éjection (34) exclusivement sur la première partie (18) du flan (10, 12),
    - et en ce que, après avoir serré la première partie (18) du flan (10, 12) et le ruban d'éjection (34) entre l'outil d'appui (24) et l'outil d'activation (26), on sépare le ruban d'éjection (34) de la seconde partie (20) du flan, la première partie (18) du flan étant ainsi séparée de la seconde partie (20) du flan en étant collée au ruban d'activation (34).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil d'appui (24) entre en contact avec la seconde face (13) du flan (10, 12) avant que le ruban d'éjection (34) soit serré contre la première face (11) du flan par l'outil d'activation (26).
  3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le décalage radial d'activation (dr1) entre la projection du bord périphérique (44) du relief de la face active (40) de l'outil d'activation (26) et la ligne de découpe (16) est d'au moins 0,1 mm, de préférence au moins 0,2 mm sur l'étendue de ce bord périphérique (44).
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le décalage radial d'appui (dr2) entre les projections perpendiculaires sur le plan d'extension du flan du contour (52) du bossage (48) de l'outil d'appui (24) et du bord périphérique (44) du relief de la face active (40) de l'outil d'activation (24) est d'au moins 0,1 mm, de préférence au moins 0,2 mm sur l'étendue de ce bord périphérique (44).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur maximale de l'empreinte (46) dans la face active (40) de l'outil d'activation (26) est comprise entre 0,1 et 0.5 mm.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur maximale du bossage (48) par rapport à la surface périphérique (50) de l'outil d'appui (24) est supérieure à 0,5 mm.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur maximale du bossage (48) par rapport à la surface périphérique (50) de l'outil d'appui (24) est comprise entre 0,8 et 1,2 mm.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un contre-appui élastique (54) est agencé, par rapport à l'outil d'appui (24), du côté opposé de l'ensemble formé par le flan (10, 12) et le ruban d'éjection (34).
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le contre-appui élastique (54) est agencé à l'extérieur du périmètre la ligne de découpe (16) qui délimite l'ouverture.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins de l'outil d'activation (26) ou de l'outil de d'appui est, au moins lors de l'étape de serrage, chauffé à une température supérieure à 80°C, plus préférentiellement supérieure à 120°C.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la découpe de la ligne de découpe (16) est pratiquée en deux étapes successives comportant une première étape de découpe d'une première partie (161) de la ligne de découpe (16) et une seconde étape de découpe d'une seconde partie (162) de la ligne de découpe (16).
  12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que les deux opérations de découpe de la première et de la seconde partie de la ligne de découpe sont réalisées au moyen respectivement d'un premier et d'un second couteau de découpe ayant respectivement la forme de la première (161) et de la seconde partie (162) de la ligne de découpe (16).
  13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (18) du flan (10, 12) est située à l'intérieur de la ligne de découpe fermée (16) et la seconde partie (20) du flan est située à l'extérieur de la ligne de découpe (16).
  14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'adhésif (38) du ruban d'éjection (34) comporte un adhésif réactivable à la chaleur.
  15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte la réalisation de plusieurs découpes d'ouvertures décalées l'une de l'autre selon une direction perpendiculaire à la direction de translation machine, et en ce qu'il comporte la mise en oeuvre de plusieurs rubans d'éjection distincts décalés l'un de l'autre selon la direction perpendiculaire à la direction de translation machine.
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