FR2487297A1 - Sealed cardboard box with plastics lining - made in mould with both sheets formed by vacuum or pressure and closed by similar lid - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention a pour objet un procédé permettant la confection de boites étanches a partir de flans en carton. Le carton utilisé peut être de l'une quelconque des sortes de cartons employés jusqu'à présent dans la fabrication des boites. De plus l'invention convient aussi bien à la réalisation de boites étanches à couvercle indépendant que de boites à rabats servant de couvercle. The subject of the invention is a method for making waterproof boxes from cardboard blanks. The cardboard used can be of any of the kinds of cardboard used hitherto in the manufacture of boxes. In addition, the invention is equally suitable for making watertight boxes with an independent cover as well as boxes with flaps serving as a cover.
Dans de nombreux domaines de l'activité industrielle, on a besoin d'utiliser des boites étanches. In many areas of industrial activity, we need to use waterproof boxes.
On illustrera cette affirmation à l'aide de deux exemples pris dans des secteurs très différents. Pour des motifs divers, en particulier en raison d'une lutte plus facile contre les parasites, la culture des champignons tend à se faire dans des boites étanches qui sont jetées après la récolte.This will be illustrated with two examples from very different sectors. For various reasons, in particular due to an easier fight against parasites, the cultivation of mushrooms tends to be done in sealed boxes which are discarded after harvest.
De même, les expéditions des champignons récoltes se font dans des boites étanches où ils conservent mieux leur fraR- cheur.Likewise, harvested mushrooms are shipped in sealed boxes where they keep their freshness better.
Dans la biscuiterie, pour que les g#A# teaux restent secs et croquants, il est habituel de les emballer dans des boites étanches. In the biscuit factory, to keep the cakes dry and crunchy, it is usual to pack them in airtight boxes.
Pendant longtemps, et encore maintenant, dans la biscuiterie et dans l'épicerie on s'est servi de boites métalliques. Le poids et le prix de ces dernières ont conduit à les remplacer par des boites en d'autres matières comme la matière plastique, moulée à la forme voulue, ou par des boites en matière qui n'est pas étanche par elle-me#me mais avec laquelle on emploie des sachets ou des enveloppes en matière étanche dans lesquels sont enfermés les produits. For a long time, and even now, in biscuits and groceries we used metal cans. The weight and the price of these last led to replace them by boxes in other materials such as plastic, molded to the desired shape, or by boxes made of material which is not waterproof by itself # me but with which bags or envelopes made of waterproof material are used in which the products are enclosed.
L'une des matières les plus économiques pour la confection des boites est le carton. De plus il est léger, mais il faut être capable de le rendre suffisamment étanche pour les besoins envisagés sans accroître notablement son prix de revient. One of the most economical materials for making boxes is cardboard. In addition it is light, but it must be able to make it sufficiently waterproof for the needs envisaged without significantly increasing its cost price.
L'invention a pour but principal d'apporter un procédé qui constitue une solution avantageuse à ce problème. Elle couvre aussi toute boite étanche obtenue par ce procédé. The main object of the invention is to provide a method which constitutes an advantageous solution to this problem. It also covers any waterproof box obtained by this process.
Selon l'invention, à partir d'un flan découpé, en carton, rainuré le long des lignes de pliage, on dispose parallèlement le flan et une feuille en matière plastique chauffe à sa température de ramollissement, on les introduit à l'intérieur d'un moule apte à contenir la boite formée et on crée une force pneumatique qui agit sur la feuille, l'applique contre le carton et la fait adhérer à ce dernier. According to the invention, starting from a blank cut out of cardboard, grooved along the fold lines, the blank is placed in parallel and a sheet of plastic material heats to its softening temperature, they are introduced inside the 'A mold capable of containing the box formed and a pneumatic force is created which acts on the sheet, applies it against the cardboard and makes it adhere to the latter.
La feuille est plaquée fortement contre les parois de la boite en carton, y compris dans les angles, et elle y adhère. The sheet is pressed strongly against the walls of the cardboard box, including at the corners, and it adheres to it.
Le moule nécessaire à la mise en oeuvre de l'invention n'est pas de conception spéciale ; les moules connus servant au thermoformage des matières plastiques en feuille par chauffage et par dépression ou pression d'air sont facilement adaptables au procédé de l'invention. The mold necessary for the implementation of the invention is not of special design; the known molds used for thermoforming plastic sheet materials by heating and by vacuum or air pressure are easily adaptable to the process of the invention.
La feuille de matière plastique est également disponible dans le commerce. On peut utiliser soit du chlorure de polyvinyle en feuille, soit du polyéthylène en feuille, de qualité alimentaire, composé de deux éléments, l'un de nature plus dure, l'autre de nature plus molle. Quand on emploie du chlorure de polyvinyle il faut se servir d'un carton préenduit de chlorure de polyvinyle. L'enduction se fait à l'aide d'une machine rotative à travers laquelle passe le carton à plat. L'épaisseur de l'enduction est extrêmement mince, de 11 ordre de 1/10 de micron. The plastic sheet is also commercially available. One can use either polyvinyl chloride in sheet, or polyethylene in sheet, food grade, composed of two elements, one of a harder nature, the other of a softer nature. When using polyvinyl chloride, use a pre-coated carton of polyvinyl chloride. The coating is done using a rotary machine through which the cardboard passes flat. The thickness of the coating is extremely thin, of the order of 1/10 of a micron.
L'adhérence du chlorure de polyvinyle se fait grâce à la couche mince d'enduction préalablement. The adhesion of polyvinyl chloride is done thanks to the thin coating layer beforehand.
déposée sur le carton.deposited on the cardboard.
L'adhérence du polyéthylène à deux élémentis se fait sans aucun traitement préalable du carton. The adhesion of polyethylene to two elements is done without any prior treatment of the cardboard.
L'élément le plus mou est ramolli suffisamment par la chaleur pour adhérer de lui-meme au carton0
On peut utiliser tout carton disponible dans le commerce, à son état habituel, que ce soit du carton plat ou du carton ondulé, sans opération supplémentaire de préparation à l'exception du traitement de préenduction expliqué ci-dessus quand on veut employer du chlorure de poly vinyle en feuille.The softest part is softened enough by heat to adhere itself to the cardboard
Any commercially available cardboard can be used, in its usual state, whether it is flat cardboard or corrugated cardboard, without any additional preparation operation, with the exception of the pre-coating treatment explained above when it is desired to use poly vinyl sheet.
Il a été constaté, en effet, que le carton est toujours suffisamment poreux pour que l'on puisse créer une dépression à travers les parois de la boîte et ainsi, mettre en forme et faire adhérer la feuille ramollie par la chaleur. Une enduction préalable à l'aide d'une couche de 1/10 de micron de chlorure de polyvinyle laisse subsister la porosité du carton. Si, dans certaines circonstances, on dépose une couche plus épaisse, on peut redonner au carton la porosité voulue en le perforant de nombreux trous très petits. It has been found, in fact, that the cardboard is still sufficiently porous so that one can create a depression through the walls of the box and thus, shape and adhere the softened sheet by heat. A prior coating using a layer of 1/10 micron of polyvinyl chloride allows the porosity of the cardboard to remain. If, under certain circumstances, a thicker layer is deposited, the cardboard can be given the desired porosity by perforating it with numerous very small holes.
La porosité du carton n'est pas mise à profit, et sa disparition n'a donc plus d'importance, quand la feuille est appliquée sur le carton par soufflage d'air créant une pression suffisante dans le sens voulu pour appliquer contre le carton la feuille ramollie par la chaleur. The porosity of the cardboard is not taken advantage of, and its disappearance therefore no longer matters, when the sheet is applied to the cardboard by blowing air creating sufficient pressure in the desired direction to apply against the cardboard the leaf softened by heat.
Pour donner au carton une étanchéité convenable, il suffit d'y faire adhérer une feuille dont l'épaisseur est peu importante, choisie par exemple entre 5 microns et 200 microns.To give the cardboard a suitable seal, it suffices to adhere to it a sheet of small thickness, chosen for example between 5 microns and 200 microns.
L'invention apporte un avantage inattendu important. Elle permet de supprimer sur le flan toute patte de collage et tout encollage. En adoptant une Xaisseur appropriée de la feuille de matière plastique, en fonction de l'usage de la boite, on constate que cette feuille adhère assez fortement au carton pour que les côtés relevés soient tenus dans cet état par la feuille elle-t:i-eme0
On peut améliorer la résistance de la boite fermée, sans patte, ni encollage, de la façon suivante.The invention provides an important unexpected advantage. It allows to remove on the blank any bonding tab and any gluing. By adopting an appropriate thickness of the plastic sheet, depending on the use of the box, we see that this sheet adheres strongly enough to the cardboard so that the raised sides are kept in this state by the sheet itself: i -eme0
The resistance of the closed box, without tab or glue, can be improved in the following manner.
Quand le flan est introduit dans un moule pour être replié et pôur être tenu à l'état fermé, on ne l'enfonce pas complètement dans le moule. On laisse, au contraire, les parois latérales de la boite dépasser du moule. La feuille adhère alors aux faces intérieurs de la boi- te et, aussi, à la partie des faces exté.rieures non dissimulée dans le moule. De plus, la feuille s'étend de manière continue de l'intérieur à l'extérieur en couvrant la tranche supérieure des parois lat rales. On a alors un ceinturage qui renforce la boite, principalement aux angles, et une meil leure garantie d'étanchéité grâce au recouvrement par la feuille des tranches suprieures des parois. When the blank is introduced into a mold to be folded back and can be held in the closed state, it is not completely pushed into the mold. On the contrary, the side walls of the box are allowed to protrude from the mold. The sheet then adheres to the interior faces of the box and, also, to the part of the exterior faces not concealed in the mold. In addition, the sheet extends continuously from the inside to the outside, covering the upper edge of the side walls. There is then a belt which strengthens the box, mainly at the corners, and a better guarantee of tightness thanks to the covering by the sheet of the upper edges of the walls.
La suppression des pattes de collage est favorable à la mise en oeuvre du procédé. Quand les côtés sont simplement relevés, ils se joignent le long des arêtes de la boite d'une manière imparfaite qui procure une porosité supplémentaire favorable à la création de la dépression, principalement dans les angles où il est utile que la feuille adhère bien,
On a considéré jusqu'à présent le cas où seules les faces intérieures d'une boite sont garnies d'une feuille d'étanchéité, avec, éventuellement, un ceinturage du sommet des c6tés de la boite. En réalité, si on le désire, le ceinturage peut descendre très bas sur les faces extérieures de la boîte. Il suffit que celle-ci soit tenue sur une faible hauteur à partir du fond pour qu'elle reste à l'état replié.The removal of the bonding tabs is favorable to the implementation of the method. When the sides are simply raised, they join along the edges of the box in an imperfect manner which provides additional porosity favorable to the creation of depression, mainly in the corners where it is useful that the sheet adheres well,
We have so far considered the case where only the inner faces of a box are lined with a sealing sheet, possibly with a belt around the top of the sides of the box. In reality, if desired, the belt can drop very low on the outside of the box. It suffices that it is held at a low height from the bottom so that it remains in the folded state.
Quand une boite a été garnie intérieurement d'une feuille d'étanchéité, on peut, si on le juge utile, la garnir extérieurement, en totalité, d'une seconde autre feuille d'étanchéité. On enfonce sur un support approprié, cette boite garnie intérieurement, on étend au-dessus une feuille ramollie par la chaleur, on introduit le tout dans un moule et on applique la feuille sur la surface extérieure de la boite, de préférence par soufflage d'air,
Quand on a fait adhérer la feuille au carton, on découpe le long de ce dernier les parties de la feuille qui dépassent dans les zones où elle avait une longueur excessive.When a box has been internally lined with a sealing sheet, it may, if it deems it useful, be entirely covered on the outside with a second other sealing sheet. It is pressed onto an appropriate support, this box filled internally, one extends above a sheet softened by heat, one introduces the whole in a mold and one applies the sheet on the external surface of the box, preferably by blowing air,
When the sheet has been adhered to the cardboard, the parts of the sheet which protrude in the areas where it was excessively long are cut along the latter.
Pour bien faire comprendre l'invention, on donnera maintenant une description de plusieurs exemples de mise en oeuvre du procédé. On se reportera au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est un flan en carton découpé pour la confection d'une boîte à couvercle indépendant,
- la figure 2 est une représentation schématique en coupe d'un moule pour la mise en oeuvre du procédé à partir du flan de la figure 1,
- la figure 3 est une représentation schématique en coupe d'un autre moule pour la mise en oeuvre du procédé,
- la figure 4 est une vue en perspective d'une partie de moule contenant un flan replié pour le traitement selon le procédé de l'invention d'une boite à fermeture par rabat,
- la figure 5 est une autre représentation schématique d'un moule, en partie en coupe, pour la mise en oeuvre du procédé.To better understand the invention, a description will now be given of several examples of implementation of the method. Reference is made to the appended drawing in which
FIG. 1 is a cardboard blank cut out for making a box with an independent lid,
FIG. 2 is a schematic sectional representation of a mold for implementing the method from the blank of FIG. 1,
FIG. 3 is a schematic sectional representation of another mold for implementing the method,
FIG. 4 is a perspective view of a part of a mold containing a folded blank for the treatment according to the method of the invention of a box with closure by flap,
- Figure 5 is another schematic representation of a mold, partly in section, for the implementation of the method.
Etant donné que le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre avec les moules de divers types connus et utilisés pour le thermoformage de matières plastiques en feuille, on ne décrira pas en détail ces moules qui sont disponibles dans le commerce. Les moules opérant par dépression ou par soufflage d'air sous pression, ou mettant en oeuvre ces deux moyens, conviennent également bien au procédé de l'invention pour donner naissance à la force pneumatique qui applique la feuille ramollie contre le carton. Since the process of the invention can be carried out with molds of various known types used for thermoforming plastic sheet materials, these molds which are commercially available will not be described in detail. The molds operating by vacuum or by blowing air under pressure, or using these two means, are also well suited to the process of the invention to give rise to the pneumatic force which applies the softened sheet against the cardboard.
La figure 1 montre un flan I découpé en carton pour la confection d'une boite rectangulaire du type à couvercle indépendant (non -représenté). Le flan 1 est dépourvu de pattes ou de zones d'encollage ; il est simplement rainé en 2 le long des lignes de pliage. L'invention n'interdit pas de prévoir des pattes d'encollage ni de se servir de points de colle pour la confection de la boite. Figure 1 shows a blank I cut out of cardboard for making a rectangular box of the type with independent cover (not shown). The blank 1 is devoid of legs or of gluing zones; it is simply grooved in 2 along the fold lines. The invention does not preclude providing gluing tabs or using glue dots for making the box.
Mais elle a l'avantage de permettre de supprimer toute patte et toute opération d'encollage.But it has the advantage of making it possible to remove any tab and any gluing operation.
Avec un moule négatif 3 (figure 2) ayant un fond 4 perforé pour la création d'une dépression dans le volume intérieur 5, et auquel est associé un poinçon 6, on procède de la façon suivante. Le poinçon 6 étant en dehors du moule 3, on étend entre eux une feuille 7 en matière plastique choisie comme on l'a dit plus haut et que l'on déroule, de préférence, d'un rouleau. On échauffe cette feuille 7 à sa température de ramollissement, à une température de 40000 environ. Cette opération peut se faire selon les divers moyens employés couramment dans le thermoformage (échauffement du moule et du poinçon, plaque chauffante escaotable, courant d'air chaud, etc....). Ensuite, on place le flan 1, à plat, entre le moule 3 et la feuille 7 puis on fait pénétrer le poinçon 6 dans le moule 3.La figure 2 montre le début de ce mouvement au cours duquel le flan se plie le long des lignes 2 et se ferme pendant qu'il est enfoncé dans le moule par le poinçon.Âprès fermeture du moule 5 à sa périphérie, on fait le vide à travers le fond perforé 4. Le carton étant poreux, comme on l'a expliqué plus haut, la feuille 7 est fortement plaquée contre la totalité de la surface intérieure de la boîte et elle y adhère. après cette opération, on découpe la feuille 7 le long des bords de l'entrée de la boite. Des moyens de coupe peuvent etre montés sur le moule 3 pour effectuer cette découpe, ainsi qu'il est courant dans les moules de thermo-formage. With a negative mold 3 (FIG. 2) having a perforated bottom 4 for the creation of a depression in the interior volume 5, and with which a punch 6 is associated, the procedure is as follows. The punch 6 being outside the mold 3, a sheet 7 of plastics material chosen between them is chosen as mentioned above and which is preferably rolled out from a roll. This sheet 7 is heated to its softening temperature, at a temperature of around 40,000. This operation can be done according to the various means commonly used in thermoforming (heating of the mold and of the punch, flip-up hot plate, current of hot air, etc.). Then, place the blank 1, flat, between the mold 3 and the sheet 7 and then enter the punch 6 into the mold 3. Figure 2 shows the beginning of this movement during which the blank folds along the lines 2 and closes while it is pressed into the mold by the punch. After closing the mold 5 at its periphery, a vacuum is made through the perforated bottom 4. The cardboard being porous, as explained more top, the sheet 7 is strongly pressed against the entire interior surface of the box and it adheres thereto. after this operation, the sheet 7 is cut along the edges of the entrance to the box. Cutting means can be mounted on the mold 3 to perform this cutting, as is common in thermoforming molds.
La figure 3 montre un autre exemple d'un moule qui est inversé par rapport à celui de la figure 2 mais dont les organes sont les mêmes et accomplissent les mêmes fonctions. Pour cette raison, on les a désignés par les mêmes références. Toutefois, le moule 3 de la figure 3 est moins profond que la boite qui y est formée de sorte que celle-ci dépasse du volume intérieur par une bande supérieure 8, à la partie haute de ses parois latérales. Dans ce cas, la feuille 7 recouvre non seulement la surface intérieure de la boite mais aussi la tranche supérieure des parois latérales et la surface extérieure de la bande 8. La hauteur de celle-ci peut atteindre une grande valeur ; il suffit que le flan soit enfoncé dans le moule juste de la valeur voulue pour que les côtés se plient et restent à l'état fermé.On peut aussi utiliser des moules à parois ouvrantes, comme il est connu dans le thermo-formage. Figure 3 shows another example of a mold which is inverted with respect to that of Figure 2 but whose organs are the same and perform the same functions. For this reason, they have been designated by the same references. However, the mold 3 of Figure 3 is less deep than the box formed therein so that it exceeds the interior volume by an upper strip 8, at the top of its side walls. In this case, the sheet 7 covers not only the inner surface of the box but also the upper edge of the side walls and the outer surface of the strip 8. The height of the latter can reach a great value; it is enough that the blank is pressed into the mold just of the desired value for the sides to bend and remain in the closed state. It is also possible to use molds with opening walls, as is known in thermoforming.
Le couvercle de la boîte obtenue à partir du flan 1 de la figure 1 a une forme analogue et il peut être confectionné et traité de la même façon. The cover of the box obtained from the blank 1 of FIG. 1 has a similar shape and it can be made and treated in the same way.
La figure 4 montre un moule 9 apte à contenir un flan 10 capable de donner une boite se fermant au moyen d'un rabat 11. Ce moule 9 a une face supérieure 12 qui s'étend sur un côté pour soutenir à plat le rabat Il à l'état d'ouverture de la boite. On peut donc recouvrir d'une feuille, comme expliqué plus haut, la totalité de la surface intérieure de la boîte et celle du rabat 11. FIG. 4 shows a mold 9 capable of containing a blank 10 capable of giving a box closing by means of a flap 11. This mold 9 has an upper face 12 which extends on one side to support the flap flat II in the open state of the box. It is therefore possible to cover with a sheet, as explained above, the entire interior surface of the box and that of the flap 11.
S'il est souhaitable, en inversant la position relative du flan 1 et de la feuille 7 et en faisant le vide par l'intérieur de la boîte, on peut couvrir la surface extérieure de cette dernière. If it is desirable, by reversing the relative position of the blank 1 and of the sheet 7 and creating a vacuum from the inside of the box, the outer surface of the box can be covered.
On peut envisager aussi, comme l'illustre schématiquement la figure 5, de couvrir d'une feuille imperméable les deux surface#s, intérieure et extérieure d'une boite. Par exemple, un plateau 13 est pourvu d'un premier moule positif 14 que l'on coiffe d'une boite 15 préalablement couverte d'une feuille sur sa surface intérieure. It is also conceivable, as illustrated diagrammatically in FIG. 5, to cover with an impermeable sheet the two surface # s, interior and exterior of a box. For example, a plate 13 is provided with a first positive mold 14 which is capped with a box 15 previously covered with a sheet on its inner surface.
Un second moule négatif 16 est disposé au-dessus du moule positif 14 pour le recevoir avec la boite 15. Ce moule 16 est pourvu d'une arrivée 17 d'air sous pression. Une feuille 7 étendue entre les deux moules 14, 16 est chauffée à la température voulue et, pendant l'entrée du moule 14 dans le moule 16, elle couvre la totalité de la surface extérieure de la boite 15. Quand les deux moules 14 > 16 sont appliqués l'un sur l'autre, la feuille 7 est serrée entre les bords périmétriques 18, 19 d'une manière étanche et on souffle de l'air dans le moule 16 par l'arrivée 17. Cet air plaque la feuille 7 sur la surface extérieure de la boite et produit l1adhé- rence voulue avec le carton.A second negative mold 16 is disposed above the positive mold 14 to receive it with the box 15. This mold 16 is provided with an inlet 17 for pressurized air. A sheet 7 extended between the two molds 14, 16 is heated to the desired temperature and, during the entry of the mold 14 into the mold 16, it covers the entire outer surface of the box 15. When the two molds 14> 16 are applied one on the other, the sheet 7 is clamped between the perimeter edges 18, 19 in a sealed manner and air is blown into the mold 16 through the inlet 17. This air presses the sheet 7 on the outer surface of the box and produces the desired adhesion to the carton.
On notera que l'application de la feuille 7 à l'intérieur de la boite obtenue par pliage du flan peut se faire aussi par soufflage d'air, dans le sens voulu. Par exemple, dans le cas illustré par la figure 3, le moule 6 pourrait être pourvu d'une arrivée d'air 20 (représentée en trait mixte) par laquelle il serait possible, après fermeture des deux moules ensemble et serrage de la feuille 7 par le bord périmétrique 21, de souffler de l'air sous pression. Note that the application of the sheet 7 inside the box obtained by folding the blank can also be done by blowing air, in the desired direction. For example, in the case illustrated in Figure 3, the mold 6 could be provided with an air inlet 20 (shown in phantom) by which it would be possible, after closing the two molds together and tightening the sheet 7 by the perimeter edge 21, to blow pressurized air.
Cette opération peut être exécutée en plus ou à la place de la dépression créée dans la boite à travers le carton et à travers le moule 3
L'avantage de l'emploi de l'air sous pression est que le procédé de l'invention ne dépend plus de la porosité du carton . La pression de l'air n'a pas une valeur critique. Les pressions utilisées couramment pour le formage par soufflage conviennent; pour fixer les idées on peut dire que la pression à employer peut être comprise entre 5 et 15 bars. This operation can be performed in addition to or in place of the vacuum created in the box through the carton and through the mold 3
The advantage of using pressurized air is that the process of the invention no longer depends on the porosity of the cardboard. Air pressure is not critical. The pressures commonly used for blow molding are suitable; to fix ideas we can say that the pressure to be used can be between 5 and 15 bars.
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