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(11) | EP 1 182 145 A2 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Matériau de calage et remplissage demballage et procédé et machine pour sa fabrication |
| (57) Matériau de calage (11) et remplissage d'emballage (19) constitué d'une pluralité
de pièces (11) calantes en papier Kraft en forme de godet ayant un fond (17) et des
parois épaisses (18) pourvues de plis irréguliers issus d'un écrasement d ces parois. Procédé de fabrication de ces pièces (11) calantes par déroulement d'une rouleau de papier (12), découpage de bandes de papier (1), emboutissage de ces feuilles de papier découpées et écrasement des parois (16) en direction du fond. Machine pour mettre en oeuvre ce procédé comprenant un mandrin (5) pour emboutir, un manchon (6) pour écraser et un butoir (4) retenant le papier lors de l'écrasement. |
[0001] La présente invention concerne un matériau de calage et remplissage d'emballage ainsi que le procédé et la machine pour sa fabrication.
[0002] Plus précisément, la présente invention concerne un matériau de protection des objets renfermés dans un emballage, le dit matériau ayant une action de calage et/ou de remplissage des espaces libres et/ou d'amortissement des chocs et de résistance à la pression.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
[0003] Divers matériaux et systèmes ont déjà été proposés comme matériau de calage et remplissage d'emballage.
[0004] Le principal matériau utilisé consiste en des mousses polymériques ou des matériaux synthétiques expansés. Ces matériaux sont utiles en ce qu'ils remplissent les cavités irrégulières formées entre l'objet emballé et le récipient d'emballage. Mais les grands inconvénients de ces matériaux sont de nécessiter d'être produits par des entreprises spécialisées, et d'exiger de grands volumes de transports et de stockage.
[0006] Le brevet US 3244347 décrit un système de calage et remplissage d'emballage, mais limité aux coins des emballages. Le système n'est pas adapté au remplissage des cavités irrégulières entre l'objet emballé et le récipient d'emballage.
[0008] Divers documents ont décrit des systèmes d'amortissement des chocs formant des matelas ou des éléments d'emballage, mais ces systèmes ne sont pas adaptés au remplissage de cavités irrégulières entre l'objet emballé et le récipient d'emballage.
[0009] Parmi les documents de ce type, on peut citer la demande de brevet européen 602580 qui met en oeuvre un matelas à structure en treillis ; la demande de brevet européen 888879 qui met en oeuvre un matelas à forme plissée ou ondulée ; la demande de brevet international WO 93/16940 qui met en oeuvre des éléments d'emballage préformé à poches coniques, l'angle d'ouverture du cône étant compris entre des limites bien précises.
[0010] Le brevet US 5173352 a proposé des bandelettes plissées en accordéon, mais les propriétés de ces matériaux sous l'aspect du calage et de la résistance à l'écrasement sont médiocres du fait que les bandelettes s'imbriquent plus ou moins les unes dans les autres.
[0011] La demande de brevet allemand 4018173 a proposé des matériaux protecteurs de calage (ou rembourrage) et de remplissage constitué de corps creux en forme de cylindres ou prismes dérivés de bandelettes prédécoupées dont les deux bouts sont collés ensemble ou coincés l'un dans l'autre. Mais ces matériaux ont une résistance à l'écrasement médiocre et s'aplatissent trop facilement. L'usage d'éléments en feuille de papier est reconnu comme permettant d'éviter le polystyrène expansé.
[0012] Plusieurs autres documents ont alors proposé des matériaux du type matériau de calage ou de remplissage en forme de cuvette ou de godets obtenus à partir de feuilles de papier.
[0013] Le brevet US 5595811 de priorité 31 janvier 1992 a proposé de tels éléments de papier en forme de cuvette avec un plissage du papier plus ou moins accentué, les divers plis partants tous du fond de la cuvette.
[0014] La demande de brevet international WO 94/07765, de priorité 5 octobre 1992, décrit des éléments d'amortissement des chocs, en forme de dé à coudre, ayant un fond plat de diamètre compris entre 1,27 et 2,54 cm, et une paroi de type tubulaire. Ces éléments de remplissage en forme de dé à coudre sont obtenus par emboutissage d'une feuille de papier par un mandrin traversant une matrice ; la feuille de papier conformée se dégage du mandrin grâce à l'expansion naturelle des plis de la paroi après que le mandrin ait traversé la matrice.
[0015] La demande de brevet européen 667304 décrit un matériau de rembourrage constitué de corps creux dérivés de bandelettes semblables à ceux de la demande allemande 4018173 ; mais ces corps creux peuvent aussi, soit être pourvus de plis longitudinaux, soit avoir un fond raide leur donnant une forme générale de pot. Dans ce cas les plis s'étendent parallèlement les uns aux autres à partir (ou en direction) du fond du pot.
[0016] Les matériaux de calage ou rembourrage ou remplissage ayant ces formes de cuvette selon ces trois derniers documents ont généralement une résistance médiocre à l'écrasement, notamment sous l'effet de forces de direction transversale aux parois latérales, et ils s'aplatissent facilement.
[0017] L'existence d'un fond raide selon la demande 667304 améliore la résistance à l'écrasement, mais insuffisamment. La conformation de type « petits dés à coudre » selon la demande internationale WO 94/07765 améliore aussi la résistance à l'écrasement mais la nécessité de fabriquer un grand nombre de ces « dés », vu leur petitesse, complique le procédé de fabrication.
BUTS DE L'INVENTION
[0018] Un but de la présente invention est de fournir un matériau de calage et remplissage d'emballage, évitant autant que possible les inconvénients des matériaux connus.
[0019] Un autre but de la présente invention est de fournir un matériau de calage et remplissage économique, peu coûteux, et facile à produire par des entreprises non spécialisées.
[0020] Un autre but de la présente invention est de fournir un matériau de calage et remplissage n'exigeant qu'un faible volume pour le transport et le stockage.
[0021] Un autre but de la présente invention est de fournir un matériau de calage et/ou remplissage ayant une bonne résistance à l'écrasement et produisant un bon amortissement des chocs.
[0022] Un autre but de la présente invention est de fournir des matériaux de calage susceptibles d'être préparés commodément à partir d'une matière première de départ ayant une densité relativement haute et un faible encombrement.
[0023] Un autre but de la présente invention est de fournir des matériaux de calage susceptibles d'être préparés à partir d'une matière première de départ peu inflammable (= peu enflammable), donc facile à stocker en toute sécurité.
[0024] Un autre but de la présente invention est de fournir des matériaux de calage susceptibles d'être préparé à partir de rouleaux de papiers, et plus particulièrement de rouleaux de papier à haute résistance, et plus particulièrement encore de rouleaux de papier de type banal.
[0025] Un autre but de la présente invention est de fournir des matériaux de calage et un procédé pour leur fabrication tels que ce procédé puisse être mis en oeuvre par l'utilisateur ou près du lieu d'utilisation du matériau de calage.
[0026] Un autre but de la présente invention est de fournir un matériau de calage et/ou remplissage approprié pour la publicité.
L'INVENTION
[0027] Sous un premier aspect, l'invention concerne un élément de calage et/ou remplissage d'emballage caractérisé en ce que
a) le dit élément est constitué de papier, et
b) l'élément a une forme générale de godet (ou cuvette), ayant un évidement central (b1) et un fond (b2) et une paroi latérale tout autour, et
c) cette paroi est épaisse et non unie, son épaisseur moyenne étant de préférence plus de 10 fois supérieure à celle du papier lui-même.
[0028] Dans la présente description on utilise le mot godet, ou cuvette, pour indiquer qu'il y a un fond comme dans un récipient quoique les parois plissées ne ressemblent pas à celles d'un godet habituel à parois unies.
[0029] Selon l'invention le fond du godet n'est pas plissé, mais ses parois sont non unies, et plus précisément plissées selon une configuration en zigzag irrégulier ; ce cette configuration en zigzag irrégulier est telle qu'obtenable (ou telle qu'obtenue) par l'écrasement d'une feuille de papier selon sa longueur, autrement dit transversalement à l'épaisseur de cette feuille, en direction du fond du godet.
[0030] Selon un autre aspect de l'invention les plis de la paroi du godet sont une pluralité de plis, généralement plus de 10, de préférence plus de 25 plis.
[0031] Selon un autre aspect de l'invention, la majorité des plis (mais non pas tous) ne s'étendent pas à partir du (ou jusqu'au) fond (b2) du godet, et, avantageusement, ils s'entrecroisent les uns les autres, ou forment des angles ou intersections entre eux.
[0032] Selon un autre aspect de l'invention, une partie importante des plis (plus de 20% d'entre eux), généralement plus de 40% d'entre eux (mais moins de 95%), a une orientation générale approximative parallèle au plan représentant le fond (b2) du godet. Cette orientation parallèle au fond du godet exprime, selon ce qui sera vu plus loin à propos du procédé de fabrication des godets, que les parois épaisses sont issues d'un écrasement des feuilles de papier selon une direction sensiblement perpendiculaire au fond du godet. Ces plis approximativement parallèles, peuvent former des angles allant jusqu'à 45°, d'un côté ou de l'autre, avec le fond du godet.
[0033] Les godets selon l'invention ont avantageusement une surface unie, de préférence le fond, plate ou arrondie permettant d'y inscrire de la publicité lisible commodément. Leur diamètre extérieur (moyen) global est compris entre 1 et 15 cm, de préférence entre 2.6 et 10 cm. Par contraste, les parois des godets, issues d'un écrasement, ne sont pas unies et ne permettent guère une publicité lisible commodément.
[0034] Selon un aspect préféré de l'invention, le rapport (ou ratio) du volume de la pièce calante sur la surface du papier mis en oeuvre est compris dans une gamme allant de 0.01 à 5 cm3/cm2, de préférence de 0.05 à 1 cm3/cm2, et plus préférentiellement de 0,1 à 1 cm3/cm2
[0035] Le rapport (ou ratio) du volume du matériau de calage selon l'invention par rapport au volume initial de papier nécessaire à sa réalisation, est généralement compris entre 10 et 300, de préférence entre 40 et 200, et plus préférentiellement encore entre 50 et 100.
[0036] Selon un autre aspect avantageux de l'invention, les pièces calantes en forme générale de cylindre creux à parois latérales épaisses ont un rapport (ou ratio) du diamètre extérieur moyen du cylindre sur la hauteur du cylindre avantageusement compris entre 0.2 et 8, de préférence entre 0,9 et 6, plus préférentiellement entre 0,9 et 3. Le rapport (ou ratio) du diamètre extérieur du cylindre sur l'épaisseur moyenne de la paroi latérale est avantageusement compris entre 2.1 et 8, de préférence entre 2.2 et 6.
[0037] L'élément de calage et/ou rembourrage et/ou remplissage d'emballage est aussi appelé « pièce calante » dans le présent texte.
[0038] L'invention porte également sur un matériau de calage et /ou remplissage d'emballage caractérisé en ce qu'il contient une pluralité d'éléments de calage selon l'invention, généralement plus de 10, avantageusement plus de 20. Cette pluralité peut comprendre jusqu'à une dizaine ou plusieurs dizaines de pièces calantes, voire des centaines, mais cela n'est pas une caractéristique essentielle de l'invention.
[0039] La forme générale de cylindre creux, à parois épaisses, des pièces calantes telles que définies dans l'invention donne à celles-ci et au(x) matériau(x) de calage les comprenant une excellente résistance à l'écrasement ou au chocs extérieurs.
[0040] Un avantage de l'invention est que les pièces calantes sont bien résistantes mécaniquement, notamment résistantes à l'écrasement ou aux forces déformantes diverses, les déformations étant d'autant plus à éviter qu'elles pourraient faire perdre le caractère calant des dites pièces.
[0041] Un autre avantage de l'invention est que le matériau de calage a un effet calant excellent, et un très bon taux d'occupation des volumes vides dans les emballages.
[0042] Un autre avantage des éléments de calage et de remplissage selon l'invention est qu'ils n'ont pas tendance à ou la possibilité de s'imbriquer les uns dans les autres.
[0043] L'utilisation de papier rigide, voire très rigide, est recommandée dans l'invention parce qu'il favorise l'obtention de pièces calantes résistant mieux à l'écrasement. Le papier connu sous le nom de papier Kraft est particulièrement avantageux pour obtenir ce résultat. On peux aussi utiliser des papiers recyclables et/ou recyclés, mais on préfère les papiers non recyclés et tous ceux n'ayant pas tendance naturellement à se déplier.
[0044] Le papier mis en oeuvre dans l'invention peut être multicouche, mais on préfère généralement, notamment pour des raisons d'efficacité et d'économie, utiliser du papier mono-couche.
PROCÉDÉ DE FABRICATION DU MATÉRIAU DE CALAGE
[0045] Par ailleurs, l'invention concerne également un procédé de fabrication de matériau de calage ainsi qu'une machine destinée à mettre en oeuvre ce procédé.
[0046] Le procédé selon l'invention est un procédé pour réaliser un matériau de calage, ou une pluralité de pièces calantes, ce procédé comprenant les étapes suivantes :
1) découper une bande de papier en une pluralité de petites feuilles de papier,
2) emboutir les feuilles de papier au travers d'un trou d'une matrice, cet emboutissage conduisant à la formation de cuvettes préliminaires en papier dont les bords ont une forme générale tubulaire,
3) écraser les parois de papier des cuvettes selon une direction sensiblement parallèle
à l'axe du tube de ces cuvettes préliminaires et en direction du fond de ces cuvettes.
Des aspects préférés du procédé selon l'invention sont les suivants, pris séparément
ou en combinaison :
4) l'emboutissage de la feuille de papier au travers d'un trou (ou canal creux) est tel que le trou a un diamètre approximativement égal au diamètre des éléments de calage qu'on cherche à fabriquer,
5) l'emboutissage se fait sur une pièce de papier découpée dans un rouleau de papier qu'on déroule,
6) la ou les bandes de papier qu'on découpe sont issues d'une rouleau de papier qu'on déroule,
7) les diverses étapes du procédé de l'invention (opérations de déroulement, découpage, emboutissage, écrasement) sont exécutées successivement et répétitivement, et en continu,
8) les moyens d'emboutissage sont un mandrin cylindrique ayant un axe de translation identique à celui du trou de la matrice.
9) les moyens d'écrasement sont un manchon cylindrique coulissant autour du mandrin,
10) l'emboutissage et l'écrasement se font en mettant en oeuvre des moyens empêchant le coinçage du papier d'une part entre les moyens d'écrasement et les parois du trou (ou canal creux) de la matrice, et d'autre part entre les moyens d'emboutissage et les moyens d'écrasement
11) les moyens empêchant le coinçage du papier sont constitués par un rainurage ou
une cannelure ou dentelure disposé longitudinalement sur les parties (cylindres en
général) dont on veut éviter le coincement (soit le mandrin et le manchon, soit le
manchon et le trou de la matrice). Ces rainurages ou dentelure ou cannelure ont des
formes correspondantes pour permettre un coulissage l'un dans l'autre.
Selon une modalité plus particulière du procédé selon l'invention, celui-ci consiste
à :
21) alimenter la machine à l'aide de papier sous forme de feuille plane (mono- ou multi-couche, de préférence mono-couche), cette alimentation amenant le papier plan en position obturant l'ouverture de canaux creux,
22) découper le dit papier selon des bandes parallèles, de préférence longitudinalement,
23) découper, de préférence transversalement, les bandes parallèles de manière à former des petites feuilles de surface restreinte (de préférence des rectangles ou carrés) de papier, les étapes 22) et 23) pouvant être simultanées ou différées par rapport à l'étape 21) ou pouvant la précéder,
24) enfoncer les petites feuilles de papier à l'intérieur des canaux creux d'une matrice à l'aide de moyens de poussage (ou emboutissage ; ces moyens, de préférence un mandrin, poussant les petites feuilles de préférence en leur centre), jusqu'à ce que les petites feuilles aient pénétré, de préférence entièrement, dans le(s) dit(s) canaux creux, et que les centres des dites petites feuilles butent contre des surfaces rigides ou butoirs,
25) pousser les parties latérales des dites petites feuilles en direction des butoirs ou surfaces rigides de manière à produire un écrasement, cet écrasement générant une forme multiplissée irrégulière pour les dites parties latérales écrasées,
26) retirer le butoir ou surface rigide pour libérer, hors des canaux creux, les pièces de papier ainsi formées,
27) faire sortir les dites pièces de papier ainsi formées (ou pièces calantes), hors des canaux creux de la matrice,
28) collecter les pièces de papier ainsi formées de manière à constituer un matériau de calage, lui-même constitué d'une pluralité de pièces calantes.
[0047] L'alimentation de la première étape à l'aide de papier sous forme de (grande) feuille plane est avantageusement réalisée par déroulement d'un rouleau de papier. Cette variante de l'invention est particulièrement avantageuse en ce que le stockage de tels rouleaux de papiers tient peu de volume, et est peu inflammable (= peu enflammable), en tout cas beaucoup moins inflammable que le matériau de calage en polystyrène expansé.
[0048] Les canaux creux sont de préférence de forme cylindrique, pouvant être notamment en forme d'un cylindre à base ronde ou polygonale, régulière ou irrégulière ; cette forme peut être dentelée ou cannelée ou rainurée.
[0049] Les petites feuilles de papier ont, comme indiqués ci-avant, une surface restreinte. Par surface restreinte, on entend que la surface des petites feuilles est plus petite que celle de la grande feuille initiale, dans la mesure ou la grande feuille a subi un découpage, et même deux découpages, l'un longitudinal, l'autre transversal. Sur un plan pratique ces petites feuilles de surface restreinte ont souvent une forme de rectangle ou de carré ou de cercle, la dimension des côtés (ou le diamètre pour un cercle) étant souvent comprise entre 3 et 40 cm, de préférence entre 4 et 25 cm, plus préférentiellement entre 5 et 20 cm.
MACHINE À FABRIQUER LE MATÉRIAU DE CALAGE
[0050] Par ailleurs, l'invention concerne également une machine destinée à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Les éléments de cette machine sont numérotés dans la description qui suit en utilisant les numéros des figures 1 à 5, étant entendu que la description suivante de la dite machine (et les revendications correspondantes) doit être comprise sans la mention de ces numéros, ceux-ci ne faisant pas partie de la description de la machine proprement dit et n'ayant qu'un rôle de faciliter la compréhension du texte.
[0051] Cette machine comprend
31) un trou ou canal creux (15) d'une matrice (3).
32) des moyens d'emboutissage (5) de petites feuilles (1) de papier au travers du trou de la matrice
33) des moyens d'écrasement (6) des parties latérales (16) des petites feuilles de papier (paroi latérale de la cuvette préliminaire)
34) un butoir (4) retenant les feuilles de papier soumises à l'écrasement et situé
de manière que les feuilles de papier soumises à l'écrasement soient entre le butoir
(4) et les moyens d'écrasement (6).
En outre la machine selon l'invention comporte l'une ou l'autre des caractéristiques
suivantes préférentielles, prises isolément ou en combinaison :
40) les moyens d'emboutissage sont un mandrin à forme générale cylindrique,
41) la forme cylindrique des moyens d'emboutissage est à base polygonale ou circulaire ou curviligne, de préférence avec des moyens anticoinçage, généralement sous forme de dentelures ou cannelures ou rainures longitudinales parallèles à l'axe du cylindre,
42) les moyens d'écrasement sont un manchon pouvant coulisser sur le mandrin et autour de lui,
43) le mandrin et le manchon peuvent agir successivement pour, d'abord générer la cuvette préliminaire, puis ensuite écraser ses parois pour générer les godets à parois épaisses et non unies selon l'invention,
44) le butoir est mobile et peut se retirer de manière à permettre à l'élément de calage à sortir du trou de la matrice,
45) les moyens pour empêcher le coinçage du papier entre le mandrin et le manchon
d'une part, et d'autre part entre le manchon et le trou de la matrice sont constitués
par des rainures ou dentelures ou cannelures longitudinales et parallèles à l'axe
des cylindres du mandrin et/ou du manchon et/ou du trou de la matrice, et situés en
vis à vis sur les surfaces coulissant l'une sur l'autre, d'une part la surface extérieure
du mandrin et la surface intérieure du manchon, et d'autre part la surface intérieure
du trou de la matrice et la surface extérieure du manchon.
Selon une autre manière d'exprimer l'invention relative à la machine, celle-ci comprend
51) au moins deux canaux creux (15)
52) des moyens (5) de poussage (ou emboutissage) du centre des petites feuilles (1) de papier,
53) des moyens (6) de poussage et écrasement des parties latérales (16) des petites feuilles de papier
54) des surfaces rigides (4) obturant la sortie des canaux creux (15) et sur lesquelles viennent buter les moyens (5) de poussage des centres des petites feuilles (1) de papier [les moyens (5) butent à travers ces feuilles de papier],
55) des moyens (non représentés sur les figures) permettant le retrait des surfaces rigides (4) de manière à libérer le passage des pièces calantes formées par la machine
56) des moyens (non représentés sur les figures) permettant un poussage différé des moyens (6) de poussage et écrasement des parties latérales, par rapport au poussage et emboutissage des moyens (5) de poussage des centres des petites feuilles (1) de papier,
57) des moyens pour empêcher le coincement du papier entre les moyens de poussage ou manchon (6) et les canaux creux (15)
58) des moyens pour empêcher le coincement du papier entre les moyens d'écrasement (6) des parties latérales (16) des petites feuilles de papier et les moyens de poussage (5) des centres des petites feuilles de papier,
59) des moyens d'alimentation en petite feuille de papier amenant ces petites feuilles en position obturant l'entrée des canaux creux (15), entre les canaux creux (15) et les moyens de poussage (5),
60) des moyens (non représentés sur les figures) de collecte des pièces calantes formées
par la machine.
De manière avantageuse, les moyens (59) d'alimentation en petite feuille de papier,
comprennent en outre,
61) des moyens d'alimentation en grande feuille de papier,
62) éventuellement des moyens de déroulement (14) d'un rouleau de papier (12) continu de manière à générer une grande feuille
63) le cas échéant, des moyens de découpage longitudinal en bandes parallèles de cette grande feuille,
64) des moyens de découpage transversal (13) de ces bandes parallèles en petites feuilles
de papier.
Dans la machine de l'invention, les moyens de poussage ou emboutissage sont aussi
pourvus de moyens actionnant ce poussage ou emboutissage.
De manière encore avantageuse, la machine de l'invention comprend :
65) des moyens actionnant le coulissage des moyens de poussage (5) des centres des petites feuilles dans les moyens de poussage (6) des parties latérales des petites feuilles,
66) des moyens actionnant le coulissage des moyens de poussage (6) des parties latérales des petites feuilles dans les canaux creux (15).
[0052] Plus précisément, les moyens sus-décrits peuvent être réalisés de la manière suivante :
Comme déjà dit à propos du procédé, les canaux creux sont de préférence cylindriques. Ces cylindres creux (15), aussi bien que les autres cylindres mentionnés dans la description de l'invention, peuvent être des cylindres à base ronde ou polygonale, régulière ou irrégulière.
Les moyens de poussage ou écrasement (6) peuvent être sous forme de cylindres, ou de disques (c'est-à-dire un cylindre de faible épaisseur) liés à une ou des tiges (ou barres), celles-ci servant à relier les moyens actionnant le mouvement et les disques exerçant le poussage ou écrasement des feuilles de papier. Ces moyens de poussage peuvent aussi avoir un forme de piston.
Les moyens de poussage ou écrasement (6) sont capables de coulisser dans les canaux (ou cylindre) creux (15).
Les moyens de poussage ou emboutissage (5) sont avantageusement des cylindres, pouvant coulisser à l'intérieur des moyens de poussages (6). Pour des raisons de qualité et de sécurité, il est avantageux que ces cylindres aient un bout arrondi, voire sphérique ou ovoïdal.
Les moyens d'éviter les coincements de papier sont avantageusement des rainurages ou dentelures ou cannelures disposés sur les parois intérieures ou extérieures des cylindres, notamment des canaux (ou cylindres) creux (15), des moyens de poussage (6), et des moyens de poussage (5), notamment lorsque ces moyens de poussages (5) et (6) sont cylindriques. La taille et la forme des cannelures ou rainures peuvent varier largement sans sortir du cadre de l'invention. Généralement la taille de ces rainures ou dentelures ou cannelures sont comprises entre 1/2 mm et 1 cm, mais des tailles dépassant ces limites peuvent aussi être utilisées sans sortir du cadre de l'invention. Les rainures ou dentelures ou cannelures sont avantageusement disposées sur plus de la moitié de la surface des cylindres (canaux creux et moyens de poussage), de préférence sur plus des 2/3 de ces surfaces, et encore plus préférentiellement sur la totalité de ces surfaces.
Les moyens (56) permettant un poussage différé des moyens (6) de poussage et écrasement des parties latérales (16) et des moyens (5) de poussage et emboutissage des centres des petites feuilles, sont avantageusement constitués par des ressorts (ou un moyen équivalent) conservant un décalage spatial entre les moyens (6) et les moyens (5). En actionnant le poussage des moyens (6), les moyens (5) qui sont maintenus en position décalée et avancée, poussent les centres des petites feuilles. Quand ces moyens (5) butent contre les surfaces rigides (4), alors les moyens actionnant le poussage des moyens de poussage (6) prévalent sur les ressorts [ou moyens (56) maintenant le décalage entre (6) et (5)] et le poussage des parties latérales (16) des petites feuilles se met en oeuvre postérieurement au poussage des centres (1) des petites feuilles.
Dans ce qui précède, le poussage différé des moyens (6) et (5) a été présenté comme réalisé par le moyen de ressorts. D'autres systèmes peuvent être utilisés, notamment des moteurs actionnant séparément et successivement les moyens (5) puis les moyens (6).
FIGURES
[0053] Des exemples particuliers de réalisation de l'invention sont illustrés dans les figures 1 à 9, ces exemples étant donnés à titre non limitatif et sans échelle déterminée, et simplement pour mieux faire comprendre l'invention.
[0054] Les figure 6, 7, et 8 montrent une vue en perspective de trois pièces calantes variées. En périphérie on voit les parois (10) écrasées, et, au centre, le fond (9) de la cuvette.
[0055] La figure 1 représente les moyens de poussage (et emboutissage) (5) et les moyens de poussage et écrasement (6) avant poussage (ou emboutissage) des petites feuilles de papier (1). Les canaux creux (15) (ou cylindres) sont alors obturés à leurs deux extrémités (ou ouvertures) ; à une extrémité, ils sont obturés par les petites feuilles de papier (1) et à l'autre extrémité par les butoirs ou surfaces rigides (4). Les moyens d'éviter le coincement du papier existent, mais ne sont pas représentés. Le papier se déroule à partir d'un rouleau (12) ; des moyens (14) d'entraînement du papier font dérouler le papier et l'amènent vers les moyens de découpage (13) et de là, en face (1) des moyens de d'emboutissage (5). Les moyens (5) sont un mandrin et les moyens (6) sont un manchon.
[0056] La figure 2 représente le stade suivant du procédé de l'invention où les moyens de poussage ou mandrin (5) ont poussé la petite feuille (1) complètement à l'intérieur du cylindre creux (15), sans que cette petite feuille se coince entre le manchon (6) et le mandrin (5), et jusqu'à ce que cette petite feuille entre en contact avec (ou bute contre) le butoir ou surface rigide (4). La partie de la petite feuille (1) entrant en contact avec la surface rigide (4) est destinée à constituer le fond de la cuvette des pièces calantes selon l'invention. À ce stade du procédé, selon la figure 2, les moyens (6) n'ont pas encore poussé ou écrasé les parties latérales (16) des petites feuilles, car ils ont une action différée.
[0057] La figure 3 représente le stade ultérieur du procédé de l'invention où les moyens de poussage ou manchon (6) ont poussé et écrasé les parties latérales (16) des petites feuilles (1) de papier. À ce stade, les pièces calantes (11) sont déjà formées [à partir des petites feuilles (1)], mais ne sont pas encore libérées de la machine.
[0058] La figure 4 représente le stade suivant du procédé selon l'invention où les pièces calantes (11) sont libérées de la machine grâce au poussage des moyens d'emboutissage (5) et au retrait des butoirs ou surfaces rigides (4), ces pièces calantes (11) devant alors être réunies avec d'autres pièces calantes formées simultanément et/ou parallèlement, les unes et les autres étant alors collectées pour constituer le matériau de calage.
[0059] La figure 5 représente deux cylindres rainurés ou dentelés et coulissant, l'un intérieur (7) et l'autre extérieur (8). Si le cylindre intérieur (7) représente les moyens (6) de poussage (ou manchon), alors le cylindre extérieur (8) représente le canal (ou cylindre) creux (15). Si le cylindre intérieur (7) représente les moyens (5) de poussage (ou mandrin), alors le cylindre extérieur (8) représente les moyens (6) de poussage ou manchon.
[0060] Les figures 6, 7 et 8 représentent des pièces calantes selon l'invention. On voit le fond (17) des pièces calantes. Un évidement central est entre les parois épaisses (18) ; la forme globale des pièces calantes est celle d'un godet ou cuvette à parois épaisses. Ces dessins font ressortir le caractère irrégulier des épaisseurs et des plissages des parois épaisses. Malgré les irrégularités d'épaisseur des parois épaisses, on peut déterminer une épaisseur approximative moyenne de ces parois épaisses ainsi qu'un diamètre interne et externe du cylindre ou tube des parois.
[0061] La figure 7 se distingue par la hauteur plus basse du godet et sa forme un peu évasée au bas.
[0063] Ces pièces calantes peuvent être telles quelles, grandeur nature, mais des variations en plus ou en moins peuvent parfaitement être réalisées.
[0064] Les plissements des parois sont très irréguliers : cela est du à l'effet de l'écrasement. Mais on peut néanmoins discerner une tendance à une orientation générale approximativement parallèle aux fonds des godets, l'écrasement ayant eu lieu approximativement perpendiculairement à ces fonds des godets.
[0065] La figure 9 illustre un emballage (19) contenant un objet (20) à emballer et calé par un matériau de calage selon l'invention, lui-même constitué d'une pluralité de pièces calantes (11). L'emballage final comprend un supplément de pièces calantes de manière à recouvrir entièrement l'objet à emballer.
a) le dit élément est constitué de papier, de préférence en papier Kraft, et
b) l'élément a une forme générale de godet (ou cuvette), ayant un évidement central et un fond et une paroi latérale tout autour, et
c) cette paroi est épaisse et non unie, son épaisseur moyenne étant de préférence plus de 10 fois supérieure à celle du papier lui-même.
a) le rapport du volume de la pièce calante sur la surface du papier mis en oeuvre est compris dans une gamme allant de 0.01 à 5 cm3/cm2 , de préférence de 0.05 à 1 cm3/cm2, et plus préférentiellement de 0,1 à 1 cm3/cm2, et/ou
b) le rapport du volume du matériau de calage selon l'invention par rapport au volume initial de papier nécessaire à sa réalisation, est généralement compris entre 10 et 300, de préférence entre 40 et 200, et plus préférentiellement encore entre 50 et 100, et/ou
c) les pièces calantes en forme générale de cylindre creux à parois latérales épaisses et que le rapport du diamètre extérieur moyen du cylindre sur la hauteur du cylindre avantageusement compris entre 0.2 et 8, de préférence entre 0,9 et 6, plus préférentiellement entre 0,9 et 3, et/ou
d) le rapport du diamètre extérieur du cylindre sur l'épaisseur moyenne de la paroi latérale est avantageusement compris entre 2.1 et 8, de préférence entre 2.2 et 6.
5.1) découper une bande de papier, de préférence du papier Kraft, en une pluralité de petites feuilles de papier,
5.2) emboutir les feuilles de papier au travers d'un trou d'une matrice, cet emboutissage conduisant à la formation de cuvettes préliminaires en papier dont les bords ont une forme générale tubulaire,
5.3) écraser les parois de papier des cuvettes selon une direction sensiblement parallèle à l'axe du tube de ces cuvettes préliminaires et en direction du fond de ces cuvettes.
6.1 l'emboutissage se fait sur une pièce de papier découpée dans un rouleau de papier qu'on déroule,
6.2) les diverses étapes du procédé de l'invention (opérations de déroulement, découpage, emboutissage, écrasement) sont exécutées successivement et répétitivement, et en continu,
6.3) l'emboutissage et l'écrasement se font en mettant en oeuvre des moyens empêchant
le coinçage du papier d'une part entre les moyens d'écrasement et les parois du trou
de la matrice, et d'autre part entre les moyens d'emboutissage et les moyens d'écrasement
et que, de préférence,
6.4) les moyens empêchant le coinçage du papier sont constitués par un rainurage ou une cannelure ou dentelure disposé longitudinalement sur les parties dont on veut éviter le coincement.
7.1) un trou ou canal creux (15) d'une matrice (3).
7.2) des moyens d'emboutissage (5) de petites feuilles (1) de papier au travers du trou de la matrice
7.3) des moyens d'écrasement (6) des parties latérales (16) des petites feuilles de papier (paroi latérale de la cuvette préliminaire)
7.4) un butoir (4) retenant les feuilles de papier soumises à l'écrasement et situé de manière que les feuilles de papier soumises à l'écrasement soient entre le butoir (4) et les moyens d'écrasement (6).
8.1) les moyens d'emboutissage sont un mandrin à forme générale d'un cylindre à base polygonale ou circulaire ou curviligne,
8.2) les moyens d'écrasement sont un manchon pouvant coulisser sur le mandrin et autour de lui,
8.3) le mandrin et le manchon peuvent agir successivement pour, d'abord générer la cuvette préliminaire, puis ensuite écraser ses parois pour générer les godets à parois épaisses et non unies selon l'invention,
8.4) le butoir est mobile et peut se retirer de manière à permettre à l'élément de calage à sortir du trou de la matrice,
8.5) les moyens pour empêcher le coinçage du papier entre le mandrin et le manchon d'une part, et d'autre part entre le manchon et le trou de la matrice sont constitués par des rainures ou dentelures ou cannelures longitudinales et parallèles à l'axe des cylindres du mandrin et/ou du manchon et/ou du trou de la matrice, et situés en vis à vis sur les surfaces coulissant l'une sur l'autre, d'une part la surface extérieure du mandrin et la surface intérieure du manchon, et d'autre part la surface intérieure du trou de la matrice et la surface extérieure du manchon.
8.6) des moyens de déroulement d'un rouleau de papier continu de manière à générer une grande feuille,
8.7) des moyens de découpage du papier en petites feuilles de papier.
8.8) de préférence, la taille des rainures ou dentelures ou cannelures anticoinçage sont comprises entre 1/2 mm et 1 cm
9.1) des moyens permettant un poussage différé des moyens de poussage et écrasement des parties latérales par rapport à l'action des moyens de poussage et emboutissage des centres des petites feuilles