Résistance et ténacité

Résistance et ténacité sont des termes complémentaires utilisés pour décrire une ou plusieurs propriétés physiques (mécaniques) du carton. Elles jouent un rôle important – direct ou indirect – dans un grand nombre d’applications du carton et de conditions d’utilisation. En matière de comportement, elles revêtent une importance particulière pour les critères suivants:
• promotion
conception sophistiquée : gaufrage, boîtes aux formes complexes, forme créative ou fonctionnelle.
• protection
protection physique et résistance à l’empilage, aux manipulations et sollicitations extérieures.
• production
transformation et traitement du carton : gaufrage, découpe, rainage et pliage. Propriété importante pour l’emballage et le rendement de la transformation.

Les propriétés physiques du carton peuvent se classer en deux groupes:
• les propriétés physiques clairement définies
• les propriétés physiques complexes (moins bien définies).

Les propriétés clairement définies sont celles pour lesquelles existent des définitions et des méthodes de mesure reconnues, dérivées de la physique et appliquées au carton. Exemple : la résistance à la traction. Les propriétés complexes ou moins bien définies sont celles qui sont liées à la fonction par une ou plusieurs propriétés associées ou encore celles qu’il faut mesurer par des méthodes simulant une situation d’utilisation réelle. La résistance à la compression et la résistance au déchirement sont des exemples de cette dernière catégorie.

Résistance á la traction. Cliquez pour agrandir.

Le choix du carton

Dans l’emballage, la fonction de protection est prépondérante. Pour cette raison, la résistance à de multiples sollicitations extérieures sera l’un des critères importants de sélection du carton. Cette exigence est satisfaite par les propriétés de résistance et de ténacité du carton.

Une première étape de la sélection consiste à identifier les sollicitations auxquelles le carton sera soumis pendant l’impression, la transformation et le conditionnement, ainsi que pendant la distribution et l’utilisation chez le consommateur. Toute exposition à des températures ou des degrés d’humidité extrêmes modifie la teneur en humidité du carton. Une teneur élevée en humidité diminue la résistance de manière significative. Le poids du contenu, sa forme, la présence d’angles vifs, sa présentation sous forme solide, granuleuse, en poudre ou liquide sont autant d’éléments qui déterminent les exigences auxquelles le carton devra satisfaire.

La résistance et la ténacité sont des propriétés complexes, définies par l’élasticité, l’allongement, la rigidité, la résistance à la traction, la résistance à la compression de la boîte, etc. Certaines propriétés sont bien définies et faciles à mesurer, par exemple la résistance à la traction. D’autres le sont moins, par exemple la résistance à la compression. Les essais de compression de boîte, les simulations de transport ou toute autre expérimentation en situation réelle constituent les meilleurs moyens d’étudier l’incidence de la conception structurale sur des propriétés complexes telles que la résistance à la compression de la boîte.

Les transformateurs de carton émettent souvent des exigences en termes de solidité, en ayant à l’esprit certaines opérations d’impression et de découpe qu’ils veulent exécuter sans arrêts ni retards de production. Parfois, les exigences dictées par la nécessité de la transformation sont contradictoires. Une faible valeur de la résistance au déchirement peut se révéler indispensable si l’emballage s’ouvre à l’aide d’une bandelette d’arrachage. À l’inverse, une valeur élevée est préférable si l’emballage doit s’ouvrir et se fermer un certain nombre de fois. Le carton est un matériau viscoélastique ; le rainage et le gaufrage provoquent une déformation permanente qu’il faut empêcher pendant l’impression. Il faut donc que le carton ait une résistance au délaminage bien calibrée pour permettre le délaminage pendant le rainage mais empêcher toute déformation à d’autres étapes ou lors de son utilisation.

Le type de fibre influence la résistance : plus la fibre est longue, plus la résistance est grande. Le carton homogène blanchi (base unique de pâte chimique blanchie) est très résistant et le carton intérieur bois (pâte mécanique prise en sandwich entre des jets extérieurs de pâte chimique blanchie) est très rigide. Le type d’impression, de transformation et d’utilisation détermine l’importance relative des résistances aux diverses sollicitations. En outre, la résistance de toutes les qualités de carton varie selon le grammage et l’épaisseur.

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