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Collage
Collage
Le collage ou scellage est la dernière d’une longue succession d’opérations qui transforment le carton en un
emballage fonctionnel et attrayant. Elle se doit d’être
aussi soignée que les précédentes. L’opération n’est
pas compliquée mais une négligence peut être lourde de
conséquences.
L’encollage sur le pli longitudinal consiste à appliquer
de la colle sur un volet latéral, à presser fermement ce
volet sur un panneau et à maintenir la pression jusqu’à ce
que la colle prenne. Les étuis collés sont ensuite stockés
en boîtes de manière à ce qu’une certaine pression continue à s’exercer sur le joint collé et le séchage se poursuit pendant le stockage. Le déroulement de cette phase
de la production doit être très bien maîtrisé pour éliminer
tout risque d’incident. Deux conditions sont impératives :
employer une colle bien adaptée au type particulier de
conception de l’étui, et contrôler soigneusement
l’application.
La réalisation d’un collage hot-melt demande la mise en
œuvre de machines réglées avec précision. Le joint collé
n’est complètement formé qu’après mise sous pression.
Dans le cas des boîtes remplies par la base, collées à la
colle à base aqueuse, le joint doit prendre rapidement
et la résistance du carton à l’état humide doit être suffisante pour maintenir le rabat du fond en position avant
le séchage complet du joint de colle. Ces exigences sont
superflues pour les joints à la colle hot-melt dont la liaison
est obtenue par un refroidissement rapide.
Les boîtes remplies par le haut, mises en volume en
machine, sont fermées mécaniquement ou collées. Le
thermoscellage est la méthode la plus fréquente pour les
cartons enduits de plastique . Lorsque la contre-pression
de collage n’est pas suffisante dans les zones de contact,
on a recours au collage hotmelt.
La température du produit exerce aussi une influence
sur le collage.
Applicateur
Pression
Colle
Colle
CARTON
CARTON
1. DÉPÔT DE LA COLLE
2. TEMPS D’EXPOSITION
CARTON
CARTON
Joint de colle
3. TEMPS DE PRESSION
5IFHMVJOHPQFSBUJPO
Type de colle
Description
Applications
Colles à l’amidon/protéines (base aqueuse)
La colle est une solution d’amidon ou de
protéines pouvant contenir des gommes.
Collage de surfaces couchées et non couchées par procédés relativement lents,
avec temps de maintien de la pression
suffisant pour développer la liaison.
Colles à dispersion ou
colles blanches
Contient des particules de plastique en
dispersion dans l’eau, avec divers additifs pour adoucir, mouiller et améliorer
l’adhésion.
D’usage général pour les opérations
lentes à moyennement rapides. Les colles
blanches sont d’un prix raisonnable et il
en faut peu. Elles s’utilisent aussi parfois
pour le carton enduit de PE sur une face.
Colles hot-melt
Se compose de matières thermoplastiques et d’additifs de type résine,
cire, et antioxydants. La température
d’application varie entre 100° et 200°
selon la composition.
Très largement utilisées dans les systèmes rapides, pour presque tous les
types de surface et lorsque la durée de
maintien de la pression ou contre-pression n’est pas suffisante pour d’autres
types de liaison. Faible résistance à la
chaleur.
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Guide Pratique d'Utilisation du carton | I G G ES U N D PAPE R B O AR D
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Le type de colle est capital. Il est fonction du carton et de
la machine. La colle ne doit pas dégager d’odeur ni affecter le contenu de l’emballage. Elle doit pouvoir adhérer
au carton et développer une liaison suffisante durant le
laps de temps réduit pendant lequel la pression s’applique
sur le joint. La majorité des fournisseurs de colle donnent
des modes d’emploi détaillés ; ils connaissent bien les
différents types de carton, les colleuses et les machines
de conditionnement les plus courantes et les systèmes
applicateurs de colle.
L’applicateur, de type variable, distribue la quantité
exacte de colle avec précision. Le temps d’exposition à
l’air ne doit pas être trop long et la durée d’application de
la pression doit être suffisante. Pour un bon collage, il faut
veiller aux points suivants :
• la colle doit mouiller et adhérer au support.
• la quantité de colle doit être suffisante pour former une
liaison mais non excessive pour éviter qu’elle déborde.
• le joint doit être bien positionné.
• la pression doit être maintenue suffisamment longtemps
pour que la liaison résiste.
Description des méthodes de collage
Un applicateur dépose la colle sur la première surface ; elle
la mouille et commence à prendre. La seconde surface
de carton s’applique sur la première et la colle prend. S’il
s’agit d’une colle soluble à l’eau, c’est le carton qui provoque la prise de colle en absorbant l’eau. On doit refroidir
les colles hot-melt et les joints thermoscellés.
Le temps d’exposition à l’air libre est le temps qui
s’écoule entre le moment de l’application de la colle et
celui du contact de la seconde surface à coller. Ce temps
varie d’une machine d’emballage à l’autre. Il détermine le
type et la quantité de colle à appliquer. Il peut même avoir
une influence sur le choix de l’applicateur et la disposition du trait de colle. Supposons que l’on utilise une colle
hot-melt, mais avec un dispositif applicateur rotatif qui dispense une couche de colle trop mince. Celle-ci a tendance
à durcir avant l’application de la pression. Si l’on tente
alors d’augmenter le débit de colle, l’application risque
d’être inégale, la colle formant un cordon. La solution consiste à installer une buse distributrice qui permet d’ajuster
la forme du trait de colle pour qu’il refroidisse moins vite et
assure un collage correct.
La durée d’application de la pression doit être telle
qu’une liaison solide se développe avant son relâchement.
Le type de colle
Le type de colle est fonction du carton et de la colleuse.
Le type de support est l’élément qui détermine le choix.
La majorité des fabricants de colle mettent une abondante
documentation à disposition.
Une colle doit généralement répondre aux conditions
suivantes :
• être applicable par la plupart des techniques disponibles
• donner de bons résultats sur tous les produits en carton
• permettre un nettoyage aisé de l’applicateur
• ne pas communiquer de substances odorantes ou
toxiques qui pourraient altérer la qualité des denrées ou
autres produits délicats
• résister aux conditions de l’ambiance où séjournera le
produit : par exemple pour les applications à température
élevée ou très basse (congélation).
L’applicateur de colle
Le rôle de l’applicateur consiste à distribuer au bon
endroit la quantité correcte de colle. La colle s’applique
selon divers schémas, en fonction de l’utilisation et de
l’applicateur.
Le concepteur d’un emballage doit savoir ce que ce
dernier va contenir. En effet, il doit tenir compte de toutes
les sollicitations auxquelles l’emballage peut être soumis
Exemples de traits de colle
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jusqu’à son utilisation par le consommateur. On peut citer
l’exemple d’une boîte remplie par le haut, qui contient un
produit n’offrant aucune résistance : il faudra créer une
contre-pression pour réaliser le scellage. Les méthodes
d’application de la colle les plus courantes sont décrites
ci-dessous.
L’applicateur à tampon : une série de doigts plongent
dans un bac de colle. Les doigts se soulèvent pendant la
mise en place de la découpe de carton. Ils y déposent de
la colle par contact.
C’est le type d’applicateur pour machines lentes.
L’équipement est robuste mais il demande une surveillance continue pour vérifier que tous les tampons assurent
le transfert correct de la colle. En outre, la quantité de colle
déposée a tendance à varier avec le temps, ce qui fait que
ce système est plus ou moins dépassé aujourd’hui.
L’applicateur rotatif : une roue plonge dans un bac de
colle à base aqueuse ou de colle hot-melt, de façon à
en être constamment couverte. La colle se dépose par
mise en contact de la roue avec les découpes de carton
qui défilent. C’est un type d’applicateur robuste, d’usage
courant.
L’inconvénient est un réglage délicat de la quantité
de colle. Le dispositif racleur a tendance à se colmater,
et dans ce cas la couche de colle s’amincit au point de
produire une liaison trop faible ; l’opérateur modifie alors
la position du racleur et le trait de colle devient trop épais.
Cet applicateur convient particulièrement pour la colle
blanche.
L’applicateur à buse : la colle est pompée d’un réservoir
vers une buse équipée d’une soupape à fermeture rapide.
La quantité de colle se règle de manière très précise et la
machine applique un trait de colle de forme prédéterminée
en lignes ou par points. C’est le type d’applicateur le plus
coûteux mais, grâce à son réglage intégré, il mesure avec
précision la quantité de colle et les paramètres du trait. Vu
ses qualités de fiabilité et d’uniformité, ce système s’avère
économique à l’usage.
Propriétés déterminantes du carton
Le collage – ou formation d’une liaison – est généralement la dernière opération pratiquée sur un emballage
ou un produit graphique. Il s’agit donc d’une fonction
d’importance capitale. La technique à mettre en œuvre
doit être compatible avec le carton utilisé. Il faut en outre
être sûr des propriétés intrinsèques du carton pour une
commande donnée et de la régularité de ces propriétés
d’une commande à l’autre. Si ces conditions sont réunies,
une fois le type de colle choisi, la machine bien réglée
fonctionnera sans problème en n’exigeant qu’une surveillance épisodique.
La constitution des jets du carton est d’une grande importance parce qu’elle conditionne l’aptitude au rainage.
Un allongement de rupture élevé dans les jets superficiels
permet de faire des rainures étroites et profondes et les
plis n’auront qu’une force de détente limitée. Le collage
sera plus facile parce que les rabats latéraux n’exerceront
qu’un effort modéré sur les joints fraîchement encollés ;
ils pourront sécher et développer la résistance correspondant à un contact intégral entre les deux parties du joint.
Propriétés déterminantes
Comme l’opération de collage est influencée par la qualité
du jet superficiel, les résistances de la surface ont une
grande importance.
F
ZONE DE COLLAGE
Produit dur offrant
une contrepression
f
ZONE DE COLLAGE
Produit mou ou remplissage partiel
qui n’oppose pas de contrepression
Obtention d’une
contrepression
par modification
des dimensions
des rabats
Importance de la conception
La résistance au rainage dans le rabat collé doit être équilibrée car une
SÄTJTUBODFUSPQGPSUFPVUSPQGBJCMFBGGBJCMJSBJUMFKPJOU
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Collage du carton à d’autres matériaux
Pour coller une fenêtre sur une découpe en carton, il faut
coller un film d’acétate de cellulose ou de polypropylène
orienté au verso du carton. Généralement, on utilise à
cet effet une colle à dispersion mais les colles hot-melt
s’emploient également. Il importe de choisir une colle
convenable qui adhère réellement au film et qui n’est pas
absorbée par le carton, ce qui réduirait la solidité de la
liaison. La colle doit être entièrement sèche avant de subir
l’opération suivante et elle doit rester souple et tenace. La
colle doit être correctement choisie et l’applicateur doit
dispenser la bonne quantité de colle. S’il y en a trop peu,
la fenêtre ne collera pas, s’il y en a trop, les découpes se
déformeront et la colle mettra très longtemps à sécher.
Mises au point du procédé
Chaque phase du collage doit faire l’objet d’un protocole,
de façon à répéter les mêmes réglages lors des collages
ultérieurs. Il peut être dangereux de changer de colle sans
procéder à des essais approfondis. Procéder de même
avec les mélanges de colle. Utiliser un minimum de colles
différentes, l’idéal étant évidemment de n’en utiliser qu’un
seul type.
Le meilleur résultat s’obtient en enduisant d’abord
de colle la surface la plus délicate. Puisque la colle est à
même d’agir pendant le temps d’exposition, il importe que
la température ambiante et la ventilation restent constantes
pour que le pouvoir adhésif reste prévisible.
Le joint de colle est plus résistant s’il est placé sur une
surface adjacente à une arête et loin d’une rainure.
La pression et la température sont des éléments essentiels
d’un collage correct.
Collage du carton avec enduction plastique
Une couche de plastique est une « huile à l’état solide » qui
réagit de façon correspondante. Une surface de PE non
traitée a une tension superficielle d’environ 30 dynes/cm,
et la colle émulsion ne la mouille pas parce que sa teneur
en eau lui confère une tension de surface trop élevée. Pour
coller un carton recouvert de PE sur une face avec de la
colle émulsion, il faut augmenter la polarité de la surface
par un traitement corona et obtenir une tension supérieure
à celle de la colle.
La surface traitée corona doit être manipulée avec de
grandes précautions, la moindre abrasion ou altération
risquant de faire chuter la tension superficielle sous la
valeur de 40-41 dynes/cm. Le collage sur une surface de
PE est en réalité plus exigeant que l’impression, du moins
en ce qui concerne la tension superficielle. Des problèmes
d’impression se remarquent dès que l’encre est sèche,
alors que les problèmes de collage sont moins évidents et
il se peut qu’ils n’apparaissent qu’après le conditionnement.
S’il subsiste le moindre doute sur la possibilité de
réaliser un joint de colle de qualité avec un carton enduit
de PE sur une face, il est préférable de choisir un collage
hot-melt un peu plus coûteux.
Particularités du procédé
Les éléments suivants sont essentiels pour un bon collage :
• quantité de colle
• temps d’exposition
• pression et durée d’application de la pression.
Colle à froid
La colle à froid nécessite une surface absorbante pour être
vraiment efficace. Pour la surface non absorbante (par ex.
la couche plastique), il est essentiel que la tension de surface soit assez élevée pour être mouillée par la colle. Normalement, l’énergie de surface d’une couche plastique est
trop faible en raison de la nature chimique du plastique.
Par conséquent, il faudra toujours traiter cette couche
Problème
Cause
Joint de colle fragile
• trop peu de colle
• durée d’application de la pression trop courte
Le joint s’ouvre (la colle ne s’étale que sur une seule
surface du carton)
• pression trop faible
• trop peu de colle
• température trop basse (hot-melt)
• temps d’exposition trop long
Le joint s’ouvre (la colle s’étale sur les deux surfaces du
carton)
• trop de colle
• durée d’application de la pression trop courte
• température trop élevée au moment de l’application
(hot-melt)
• temps d’exposition trop court
Les boîtes restent collées les unes aux autres après
encollage
• trop de colle – elle déborde sur le côté du joint
• joint de travers
• trop de colle trop proche de l’arête du carton
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Collage
plastique par une décharge corona ou un traitement
oxydant similaire afin de donner au plastique une nature
plus polaire grâce à l’introduction d’oxygène dans les
molécules de surface.
Le carton avec enduction plastique a une durée de vie
limitée et est sensible aux dommages causés par la
manipulation, le stockage et les contraintes mécaniques.
Hot-melt
Après le scellage à chaud (voir la section traitant de cette
opération), le collage hot-melt est l’autre méthode utilisée
pour sceller un carton enduit de plastique sur les deux
faces, car il ne nécessite pas la présence d’un traitement
corona. Sur un carton enduit de plastique sur les deux
faces, le traitement corona s’applique normalement sur
la face à imprimer, pour permettre à l’encre de mouiller la
surface. Il n’est pas recommandé d’ajouter un traitement
corona sur les deux faces car le risque de blocage serait
inévitable.
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Vérification des performances
Un laboratoire au bout des doigts
Une façon sûre de tester une colle ou un joint collé est de
découper des bandes de 20 mm de largeur, de leur laisser
prendre la température et l’humidité de l’ambiance du
lieu du test, et de séparer lentement les deux parties en
tenant leurs extrémités entre l’index et le pouce des deux
mains. Si l’on parvient à répéter l’opération sur plusieurs
échantillons sans déchirer le carton, le joint de colle ou le
scellage peut très bien s’ouvrir pendant le transport ou en
le manipulant à l’état surgelé. Un problème existe. Il faut
revoir le procédé et vérifier tous les points délicats.
Si au contraire tous les joints de colle se rompent en entraînant une déchirure des fibres de carton, on peut supposer que le joint se comportera de manière satisfaisante.
Cette situation dénote un rapport favorable entre la
résistance du joint de colle et la résistance interne du support. L’adhésif lui-même est la partie la plus solide de la
liaison.
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