La présente invention concerne un procédé de fabrication en continu de feuilles de carton multicouche compact, au moyen de bandes de papier contrecollées provenant de bobines montées sur des dérouleurs disposés en ligne, dans lequel l'on superpose et l'on colle au moins trois bandes de papier, la première bande étant encollée sur une de ses faces, la deuxième bande étant ensuite appliquée et pressée contre la première bande, les bandes ainsi contrecollées étant encollées sur une de leur faces et la bande suivante étant appliquée et pressée contre elles.

Elle concerne également un dispositif de fabrication en continu de feuilles de carton multicouche compact, ce dispositif comportant au moins trois dérouleurs disposés en ligne et portant chacun une bobine d'une bande de papier, des moyens pour superposer, encoller, appliquer les bandes les unes contre les autres et les presser.

On connaît déjà un dispositif de ce type décrit notamment dans la demande de brevet européen EP-A-0 598 960. Ce dispositif est conçu pour fabriquer en continu et à grande vitesse des feuilles de carton compact à partir de bobines portées par des dérouleurs. La première et la dernière bobine portent du papier recouvert sur une face d'un film de matière plastique alimentaire, les autres bobines portent par exemple du papier recyclé.

La réalisation d'emballages alimentaires en papier recyclé n'est pas autorisée si les faces intérieures et extérieures des emballages, c'est-à-dire notamment les parties en contact avec les produits alimentaires ne sont pas protégées par un film en plastique alimentaire ou similaire.

En outre, pour ces emballages, se pose le problème de l'étanchéité. Qu'ils soient constitués de cageots ou de boîtes, destinés à contenir des fruits, des légumes, des produits surgelés ou autres, l'humidité ambiante ou celle dégagée par les produits eux- mêmes risque, si les emballages ne sont pas plastifiés, de subir des déformations ou de s'affaiblir suite à l'absorption de cette humidité.

En conséquence, la plastification des feuilles de carton est nécessaire. Toutefois, la technique utilisée dans la publication européenne, illustrant l'art antérieur le plus proche, présente des inconvénients.

Les colles employées pour coller entre elles les différentes feuilles de papier qui formeront le carton, sont des colles relativement coûteuses parce que la fabrication en contmu et à grande vitesse, implique un séchage rapide de ces colles. L'emploi de colles moins coûteuses pourrait être envisagé à condition toutefois de monter des rampes de chauffage sur la ligne de production.

Malheureusement, l'emploi de ces rampes n'est pas compatible avec l'utilisation de feuilles de papier recouvertes d'un film de plastique qui subit des déformations, plisse et éventuellement se déchire lorsqu'il est soumis à un flux thermique intense délivré par lesdites rampes de chauffage.

De ce fait, l'utilisation de feuilles pourvues d'un film de matière plastique implique l'utilisation de colles coûteuses à temps d'ouverture faible et limite les cadences de production.

Des dispositifs de chauffage sont décrits dans la publication allemande DE-A-22 19

265 et prévus dans une machine de production de feuilles multicouche qui est alimentée par plusieurs bandes préimprégnées de résine polyester par exemple. Ces bandes sont chauffées dans un four puis assemblées par superposition et pressées au moyen d'un tambour de presse également chauffé qui provoque une polymérisation des résines et par conséquent le contrecollage des bandes. Cette machine nécessite la préparation préalable des bandes, ce qui rend le coût de fabrication très élevé.

La présente invention se propose de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus en offrant un procédé et un dispositif de fabrication en continu de feuilles de carton multicouche, pouvant être produites à des cadences de production très élevées et à des coûts particulièrement compétitifs sans avoir besoin de préparation les couches préalablement.

Ce but est atteint par le procédé selon l'invention, caractérisé en ce que :

- l'on procède à un préchauffage de chaque bande de papier avant son encollage au moyen d'un dispositif de préchauffage pour réduire l'humidité résiduelle du papier et réduire ainsi le temps de prise de la colle,

- l'on procède au séchage accéléré de la colle par génération d'un flux thermique sur les bandes de papier après chaque superposition et pressage des bandes suite à leur encollage,

- l'on procède à la détection de rhumidité résiduelle des bandes contrecollées et l'on procède à la régulation du flux thermique en fonction de cette humidité pour uniformiser le séchage, et - l'on procède à une imprégnation au moyen d'au moins une substance imperméabilisante d'au moins une face de ladite première et de ladite dernière bande.

Selon un premier mode de réalisation avantageux, l'on effectue l'imprégnation antérieurement au collage des bandes les unes contre les autres.

Selon un second mode de réalisation avantageux, l'on effectue l'imprégnation en bout de ligne après le collage des bandes les unes contre les autres.

De préférence, l'on effectue le préchauffage sur les bandes contrecollées avant leur encollage pour recevoir une nouvelle bande de papier.

Le flux thermique peut être généré par au moins une rampe de rayonnement infrarouge, ou un courant d'air chaud, mais peut aussi être généré par au moins une rampe de rayonnement infrarouge combinée à au moins un courant d'air chaud.

Ce but est également atteint par le dispositif selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte :

- des moyens de préchauffage de chaque bande de papier avant son encollage pour réduire l'humidité résiduelle du papier et réduire ainsi le temps de prise de la colle, - des moyens de séchage accéléré de la colle par génération d'un flux thermique après chaque superposition et pressage des bandes suite à leur encollage,

- des moyens de détection de l'humidité résiduelle des bandes contrecollées et des moyens de régulation du flux thermique en fonction de cette humidité pour uniformiser le séchage, et

- des moyens pour imprégner avec une substance imperméabilisante au moins une face de la première et de la dernière bande de papier.

Selon un premier mode de réaUsation avantageux, lesdits moyens d'imprégnation sont agencés pour assurer rimprégnation des bandes antérieurement à leur collage les unes contre les autres. Dans ce cas, ces moyens sont avantageusement associés à un tunnel de séchage.

Selon un second moyen de réalisation avantageux, lesdits moyens d'imprégnation sont agencés pour assurer l'imprégnation des bandes postérieurement à leur collage les unes contre les autres.

Les moyens de préchauffage peuvent être agencés pour assurer le préchauffage des bandes contrecollées avant leur encollage pour recevoir une nouvelle bande de papier.

De façon préférentielle, lesdits moyens d'imprégnation comportent au moins un rouleau distributeur de ladite substance imperméabilisante et au moins un rouleau d'imprégnation, ces rouleaux étant disposés à distance l'un de l'autre et leur écart correspondant à l'épaisseur d'un film de substance imperméabilisante à reporter sur les bandes de papier.

Lesdits moyens de séchage accéléré peuvent comporter au moins une rampe de rayonnement infrarouge ou un organe générateur d'un courant d'air chaud ou encore une combinaison des deux.

Chaque rampe de rayonnement infrarouge comporte avantageusement plusieurs éléments de rampe commandés par les moyens de détection de l'humidité qui peuvent être constitués d'au moins un capteur optique.

Ces moyens de détection peuvent être disposés avant les moyens de séchage accéléré ou en bout de ligne après le collage des bandes les unes contre les autres.

Lesdits moyens de préchauffage comportent de préférence des cylindres chauffants.

L'invention sera mieux comprise en référence au dessin annexé dont la figure unique représente à titre d'exemple non limitatif une forme de réahsation préférée du procédé et du dispositif selon l'invention.

En référence à la figure, le dispositif 10 comporte un premier dérouleur 11 comprenant par exemple une première bobine l ia portant une première bande de papier 12 et une deuxième bobine 11b qui est une bobine de réserve. Cette première bande 12 est amenée vers une station d'encollage 13 qui comporte un rouleau distributeur 13a qui trempe dans un bac 13b contenant de la colle, un rouleau d'imprégnation 13c et un rouleau d'appui 13d.

Le rouleau d'imprégnation 13c est disposé à une distance du rouleau distributeur 13a telle que l'espace entre leurs surfaces périphériques correspond sensiblement à l'épaisseur de colle que l'on souhaite déposer sur la surface inférieure de la bande de papier 12.

Le dispositif comporte un deuxième dérouleur 21 identique au dérouleur 11 qui comporte une bobine 21a et une bobine de réserve 21b. Ce dérouleur délivre une deuxième bande de papier 22 qui est appliquée et pressée contre la première bande de papier 12 au moyen de deux rouleaux presseurs 14 et 15.

Pour accélérer le séchage de la colle et assurer la liaison des deux bandes de papier 12 et 22, le dispositif comporte avantageusement au moins une, mais de préférence deux rampes de chauffage de rayonnement infrarouge 16 et 17 disposées respectivement au-dessus et en dessous des deux bandes de papier 12 et 22 contrecollées.

Dans l'exemple représenté, le dispositif comprend deux autres dérouleurs, respectivement 31 et 41 sensiblement identiques aux dérouleurs 11 et 21 et qui délivrent chacun une bande de papier respectivement 32 et 42. A chacun de ces dérouleurs est associée une station d'encollage respectivement 23 et 33 qui ont pour fonction l'une d'encoller la face inférieure des deux premières bandes 12 et 22 contrecollées, et l'autre d'encoller la face inférieure des trois premières bandes 12, 22 et 32 préalablement contrecollées. Des unités de pressage comportant des rouleaux presseurs 24, 25 et 34, 35 sont disposées à la suite des stations d'encollage. Enfin des

rampes de rayonnement infrarouge 26, 27 d'une part, 36, 37 d'autre part sont montées à la suite des unités de pressage.

A la sortie des composants décrits ci-dessus sont disposés deux rouleaux de mise en forme 40a, 40b de la feuille de carton compact 50 obtenue par contrecollage des quatre feuilles de papier 12, 22, 32 et 42.

Deux unités d'imprégnation 43 et 44 sont disposées, dans l'exemple décrit à la sortie de la ligne qui suit les rouleaux 40a et 40b. Ces unités comportent chacune un rouleau de distribution 43a, 44a et un rouleau d'imprégnation 43b, 44b, ainsi qu'un rouleau presseur 43c, 44c.

On notera que l'unité d'imprégnation 43 est agencée pour assurer l'imprégnation de la couche inférieure de la feuille de carton et l'unité d'imprégnation 44 est agencée pour assurer l'imprégnation de la couche supérieure.

Comme mentionné précédemment, rimprégnation peut être effectuée soit sur la feuille de carton collée. Dans ce cas, les unités 43 et 44 sont disposées à l'emplacement indiqué sur la figure. Mais cette imprégnation peut également se faire au niveau des bandes de papier avant encollage. Dans ce cas, les unités d'imprégnation 43' et 44', représentées en traits interrompus, sont respectivement disposées entre les dérouleurs 11 et 21 et après le dérouleur 41.

Dans ce dernier cas, il est avantageux de prévoir un tunnel de séchage 60, représenté en traits interrompus, à la sortie de la station d'imprégnation 43'. Le même équipement, à savoir un tunnel de séchage 61 associé à une unité d'imprégnation 44', est disposé après le dérouleur 41.

Alors que dans les lignes connues de l'art antérieur, la vitesse de fabrication en continu de feuilles de carton multicouche n'atteint que 60 à 80 mètres par minute, la ligne décrite ci-dessus peut atteindre des vitesses de l'ordre de 200 à 250 mètres par minute. En conséquence, la productivité de cette ligne est triplée voire quadruplée par rapport aux lignes connues. Cette amélioration de performance est due à un perfectionnement au niveau de la préparation des bandes de papier avant leur encollage. Le papier a une humidité naturelle assez élevée. Cette humidité constitue un facteur de ralentissement

du séchage de la colle. Or, tout le processus de fabrication est conditionné par la vitesse de séchage de la colle. En conséquence, si on parvient à réduire le temps de prise de la colle, on peut accélérer le processus de fabrication du carton multicouche.

La ligne décrite ci-dessus comporte des dispositifs de préchauffage 70 à 75 constitués par des cylindres chauffés montés après chaque dérouleur 11, 21, 31 et 41 et avant chaque station d'encollage 13, 23 et 33. Ces dispositifs de préchauffage permettent de ramener la valeur résiduelle de l'humidité de chaque bande de papier (pour les dispositifs 70, 71, 73 et 75) et des bandes en couches multiples (pour les dispositifs suivants 72 et 74) à moins de 7 %. De ce fait, le collage à grande vitesse peut être effectué. Par ailleurs, les rampes de chauffage par rayonnement infrarouge 16 et 17, 26 et 27, 36 et 37, qui sont constituées chacune de plusieurs éléments de rampes, sont associées à des détecteurs d'humidité respectivement 80, 81 et 82 qui captent le taux d'humidité résiduelle et transmettent un signal qui commande l'enclenchement d'un ou de plusieurs éléments de chacune des rampes en fonction de cette humidité. Par ce moyen, on parvient à maîtriser l'uniformité du séchage des bandes de carton qui influe sur la planéité du produit final. Les détecteurs d'humidité 80, 81 et 82 peuvent être, par exemple, constitués de capteurs optiques qui fournissent un signal électrique dépendant de la capacité de réflexion de la lumière des bandes de papier. En effet, les différences d'humidité résiduelle du papier engendrent des pouvoirs de réflexion différents. Dans l'exemple représenté, ces détecteurs d'humidité sont positionnés avant chaque rampe de chauffage. Une autre solution envisageable est de prévoir un seul détecteur d'humidité disposé à la fin de la chaîne de fabrication 10, par exemple, avant les dispositifs d'imprégnation 43 et 44, ce détecteur agissant en amont.

Cette ligne permet de réaliser des bandes de carton multicouche de grande qualité, à des prix particulièrement compétitifs. De ce fait, le produit peut être utilisé pour réaliser des emballages de qualité, très performants, susceptibles de remplacer des produits réalisés avec d'autres matériaux tels que le bois, le polystyrène ou d'autres matières synthétiques.

Les autres éléments composant la ligne à savoir des installations de mise en forme et de coupe, sont conventionnels et ne font pas partie de l'invention.

Le procédé de fabrication en continu de feuilles de carton multicouche destiné à la mise en oeuvre du dispositif de fabrication décrit ci-dessus comporte les différentes étapes suivantes :

- on déroule une première bande de papier 12 d'un premier dérouleur 11, on la préchauffe dans un premier dispositif de préchauffage 70 pour réduire son humidité résiduelle et on encolle sa face inférieure dans une station d'encollage 13,

- on déroule une deuxième bande de papier 22 d'un deuxième dérouleur 21, on la préchauffe dans un deuxième dispositif de préchauffage 71 puis on l'applique et on la presse contre la face inférieure de la première bande de papier 12 encollée entre deux rouleaux presseurs 14 et 15, et on accélère le séchage de la colle entre deux rampes de chauffage 16 et 17,

- on préchauffe les deux premières bandes 12 et 22 contrecollées dans un troisième dispositif de préchauffage 72 et on encolle leur face inférieure dans une station d'encollage 23, - on déroule une troisième bande de papier 32 d'un troisième dérouleur 31, on la préchauffe dans un quatrième dispositif de préchauffage 73 puis on l'applique et on la presse contre la face inférieure des deux premières bandes contrecollées et encollées entre deux rouleaux presseurs 24 et 25, et on accélère le séchage de la colle entre deux rampes de chauffage 26 et 27, - on préchauffe les trois premières bandes 12, 22 et 32 contrecollées dans un cinquième dispositif de préchauffage 74 et on encolle leur face inférieure dans une station d'encollage 33,

- on déroule une quatrième bande de papier 42 d'un quatrième dérouleur 41, on la préchauffe dans un sixième dispositif de préchauffage 75 puis on l'applique et on la presse contre la face inférieure des trois premières bandes contrecollées et encollées entre deux rouleaux presseurs 34 et 35, et on accélère le séchage de la colle entre deux rampes de chauffage 36 et 37,

- on met en forme la feuille de carton multicouche compact 50 obtenue par contrecollage des quatre feuilles de papier 12, 22, 32 et 42 autour de deux rouleaux successifs de mise en forme 40a et 40b,

- on imprègne ensuite les faces inférieure et supérieure de la feuille obtenue 50 respectivement dans une première unité d'imprégnation 43 puis une seconde unité d'imprégnation 44 disposées en ligne.

Dans ce procédé de fabrication, on régule les rampes de chauffage 16, 17, 24, 25, 34 et 35 en fonction de l'humidité résiduelle des bandes contrecollées par des détecteurs d'humidité 80, 81 et 82 placés avant chaque paire de rampe de chauffage, de manière à uniformiser au maximum cette humidité résiduelle.

Les opérations ultérieures de mise en forme et de coupe sont conventionnelles et ne font pas partie de l'invention.

La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réahsation et de procédé décrit mais s'étend à toute modification et variante évidente pour l'homme de l'art.

Notamment, le nombre de bandes de papier n'est pas limité, les dispositifs de préchauffage peuvent être prévus soit sur chaque bande, soit avant chaque station d'encollage, les détecteurs d'humidité peuvent être limités à un seul placé à la fin de la chaîne de fabrication, les unités d'imprégnation peuvent être prévues respectivement sur la première et la dernière bande avant collage et d'autres modifications.