Conception et fabrication du produit fini

Comment utiliser le carton et comment en tirer le meilleur parti ? Qu’on destine le carton à une couverture de livre ou de brochure, ou à un emballage, il est important de disposer de connaissances détaillées sur sa mise en oeuvre et sur les exigences posées par les différents acteurs de la chaîne allant du fabricant au consommateur ou de l’expéditeur au destinataire.

Allier les exigences d’une conception attirante à celles d’une production économique, d’une logistique simple et d’un bon fonctionnement au point de vente n’est pas tâche facile. Au cours des chapitres suivants, nous allons passer en revue les exigences fonctionnelles, surtout dans la chaîne d’emballage, avant d’examiner les propriétés du carton qui affectent votre choix du matériau approprié.

L’aspect d’un emballage ou d’un produit graphique se décide au cours de la phase de conception. Le carton est un matériau polyvalent offrant des possibilités pratiquement illimitées. Le carton peut épouser toutes les formes que l’imagination peut créer. En fait, la conception met en jeu deux facteurs : l’aspect, d’une part, la forme ou structure, d’autre part. Nous examinerons séparément l’un et l’autre aspect.

Les propriétaires de marques comme les concepteurs doivent bien connaître les différents acteurs et leurs besoins respectifs s’ils veulent tirer le meilleur parti de l’emballage et de son potentiel.

Exemples de facteurs pouvant intervenir:

• la marque elle-même
• le produit de base
• l’imprimeur/le transformateur
• le conditionneur
• le distributeur
• le détaillant
• le consommateur
• la réglementation
• les organisations non-gouvernementales comme les associations pour l’environnement.

Conception et surface

Concevoir la surface d’un emballage ou d’un produit graphique en carton, c’est se pencher sur l’effet visuel global d’une présentation graphique qui peut être rehaussée par un vernis, un gaufrage, un marquage à chaud, une enduction ou un contrecollage.

L’utilisateur final doit définir et préciser les exigences auxquelles son emballage ou son produit graphique devront satisfaire en matière de conception de surface. En général, ces dernières sont liées aux impératifs de promotion et d’information du produit, ainsi qu’à son utilisation.

Une fois ces exigences formulées, le concepteur ébauche des solutions susceptibles de matérialiser les souhaits de l’utilisateur. A ce stade, une option prise influence le choix du procédé de transformation, et donc le choix du carton.

Le transformateur est tenu de réaliser la qualité conforme au type de surface convenu à l’aide du type de carton spécifié.

L’effet visuel optimal s’obtient en partant d’un carton contenant exclusivement des fibres vierges, doté de surfaces couchées uniformément blanches, parfaitement lisse et apte à l’impression.

Lorsqu’on parle de conception de surface, on fait généralement allusion à l’extérieur ou au recto du produit. Suivant sa nature ou son usage, cependant, la conception peut également porter sur le verso ou la surface intérieure. C’est le cas des emballages de chocolat et de cosmétiques, par exemple, dont l’intérieur est imprimé, ou des produits alimentaires ou pharmaceutiques dont il faut accentuer l’aspect hygiénique.

Exemples de conception de surface

Les éléments pouvant intervenir dans la conception de la surface sont décrits ci-dessous. Les techniques sont souvent combinées : le texte et les images communiquent le message au client, la forme et la couleur créent l’image du produit. Une blancheur élevée et le lissé de la surface donnent une bonne qualité de reproduction à l’impression.

Propriétés déterminantes du carton

Les propriétés suivantes du carton déterminent la qualité de la surface:
• imprimabilité
• blancheur
• lissé de surface
• capacité d’absorption et séchage de l’encre
• résistance au frottement
• tenue à la lumière
•résistance et élasticité.

 

 

 

 

résistance et élasticité
  Description
  Accompli parby
Impression
  Le texte et les images communiquent le message au client, la forme et la couleur créent l’image du produit. Une blancheur élevée et le lissé de la surface donnent une bonne qualité de reproduction à l’impression.
  • choix du carton
• méthode d’impression
• finition
Aspect métallique
  Un aspect métallique donne l’image d’un produit de luxe.
  • choix du carton
• contrecollage d’une feuille d’aluminium
• contrecollage d’un film de polyester métallisé
• impression d’encre métallisée
• marquage à chaud
• marquage à froid
• vernis à effet
Aspect brillant ou mat
  Le contraste entre des zones brillantes et des zones mates attire l’attention sur le produit.

  • choix du carton
• vernissage
• enduction par extrusion de PE brillant
• pelliculage
Relief   Le gaufré toilé ou la mise en relief de certaines parties renforcent l’image de luxe du produit.   • choix du carton
• gaufrage et estampage
• vernis à effet

Conception et structure

Le carton est d’un usage très répandu dans les applications graphiques et d’emballage. En effet, son aptitude à la découpe, au rainage, au pliage, au scellage et au collage, ainsi que sa résistance, le rendent parfaitement adapté à une large variété de conceptions aux formes créatives et fonctionnelles.

La conception structurelle porte à la fois sur l’aspect créatif et l’aspect fonctionnel. Les emballages doivent satisfaire aux exigences découlant de leurs fonctions. La protection pendant la distribution et le stockage, la facilité de manutention et la présentation au point de vente sont évidemment des caractères essentiels, de même que l’aptitude à répondre aux exigences du consommateur. Une forme créative peut renforcer le rôle promotionnel. Le concepteur de produits graphiques dispose à cet effet d’un choix très étendu de formes.

Les critères de base de la conception structurelle diffèrent selon le procédé de transformation et d’emballage envisagé et la destination finale du produit. Pour un transformateur, la rigidité, l’aptitude au rainage et la machinabilité sont des qualités décisives.

Pour sa part, l’utilisateur ne verra que le format définitif de l’emballage. Pour lui, la présentation, et, si la boîte est destinée à un usage prolongé ou intensif, l’efficacité de la protection et la durabilité sont des critères essentiels.

Un commercial insistera pour que la forme ou la conception de l’emballage en carton attire le regard.

Le concepteur peut recourir à des idées créatives pour promouvoir de nouveaux produits, mais sa responsabilité principale consiste à donner au produit une forme adaptée à sa fonction, et le plus souvent basée sur des formats courants ou spécifiés.

Les boîtes de formes courantes

Les formes que peut prendre le carton sont pratiquement illimitées. Nous en décrirons quelques-unes parmi les plus courantes en expliquant, en regard, les implications au stade de la transformation et de l’utilisation.

 

Type de boîte       Description
Boîte simple, rectangulaire ou carrée
 

 

La boîte de section rectangulaire ou carrée avec une large face de présentation est le format le plus répandu. Il s’obtient à partir d’une feuille de carton plane, carrée ou rectangulaire, découpée et rainée. Les flancs se forment par pliage et collage, les extrémités se ferment après remplissage de la boîte.

Le produit, la méthode de remplissage, le stockage et l’exposition ultérieurs ont une grande influence sur les dimensions. Le rapport des côtés de la face principale est généralement compris entre 5/3 et 5/4 pour des dimensions esthétiques. On adopte évidemment d’autres proportions lorsque les dimensions du ou des objets à emballer sont différentes. La section rectangulaire permet d’optimiser l’espace aux étapes du stockage, de la distribution et sur le point de vente.

Les dimensions tiennent aussi compte de la stabilité de la boîte sur le rayon et, dans le cas des produits vendus en supermarché, de la largeur disponible à la présentation. Les dimensions de la boîte conditionnent aussi celles de l’emballage de transport (emballage secondaire) et la surface de la palette. Il est utile de prendre cette dernière en considération dès le début car une différence de quelques millimètres sur une ou deux dimensions peut peser lourdement sur les coûts de distribution.

Etui à couvercle rabattable
 

 

Ce type de boîte en carton est très utilisé pour les cigaret-tes. Il comporte un cadre intérieur en forme de U qui participe à l’emballage du produit, constitue un élément du couvercle à rabat et renforce la résistance à la compression. Un film plastique transparent thermoscellé enveloppe le tout et renforce la sécurité du produit et sa protection.

Boîte pliante à doubles parois et boîte à trottoir    

Ces modèles ont une résistance et une rigidité renforcées. On les utilise couramment pour les assortiments de chocolats. Ils peuvent avoir un couvercle à rabat à double paroi ou un couvercle indépendant de la base.

Barquettes  

 

Deux usages courants:
1. Barquettes en carton thermoformé enduit par extrusion avec opercule thermoscellable. Elles peuvent avoir des flancs légèrement inclinés. Revêtues d’un film plastique résistant à la chaleur enduit par extrusion, par exemple du PET, ces barquettes s’utilisent pour emballer des aliments réfrigérés et surgelés à cuire au four à micro-ondes ou au four conventionnel. Elles conviennent également à la cuisson des produits boulangers.
2. Barquettes basses (25–38 mm de profondeur) à coins collés ou assemblés par encliquetage, destinées au regroupement de plusieurs emballages rigides ou produits sous film thermorétractable.

Boîtes montées à chargement vertical
 

 

Ces boîtes comprennent un cartonnage monté comme une barquette (coins collés ou encliquetés) avec couvercle à rabat. Le produit se charge par le dessus. Il existe deux types principaux de fermeture:
1. Le rabat supérieur possède une patte rentrante qui pénètre dans une fente du panneau frontal de la boîte. Ce type d’emballage est généralement surenveloppé d’un film qui assure la protection et la sécurité du produit.
2. Le rabat supérieur est pourvu, sur ses trois côtés, de pattes à replier au-dessus des trois panneaux de la boîte. Ces rabats latéraux sont scellés à l’aide d’une colle thermofusible. Si le carton est recouvert de PE sur une ou deux faces, la fermeture peut être thermoscellée.

Boîtes à fenêtres ou panneaux plastique
   

Ces boîtes servent à montrer le produit à l’intérieur de son emballage. Les fenêtres remplacent simplement les découpes pratiquées dans une paroi, ou font partie de systèmes brevetés plus sophistiqués utilisant du plastique transparent rainé qui remplace le carton sur deux côtés ou plus de la boîte.

Boîtes-présentoirs  

 

Ces boîtes ont des fonds automatiques ou à verrouillage par encliquetage et des rabats de conception spéciale. Elles renferment un certain nombre de produits unitaires vendus individuellement sur le point de vente. Le rabat supérieur et parfois des portions supplémentaires des parois latérales sont rainés et perforés pour qu’on puisse les ouvrir, les rabattre partiellement derrière le produit et le panneau arrière, et ainsi attirer l’attention et promouvoir la vente du produit.

Boîtes avec sachet intérieur
   

Pour les boîtes de ce genre, un matériau souple (papier/PE, papier/feuille métallique/PE, etc.) est soit placé à l’intérieur de l’étui pliant par le fabricant, soit incorporé sur la ligne de conditionnement. La machine soude ou plie la base du matériau formant barrière, scelle la base de la boîte, remplit le produit, scelle ou plie le sachet et enfin colle les rabats supérieurs ou ferme la patte rentrante. Cette catégorie comprend également les boîtes munies de fonds plastique inviolables et de diaphragmes protégeant le produit. Ces boîtes s’utilisent pour protéger des produits délicats ; on peut les remplir de gaz ou y faire le vide, par exemple pour le café ; on peut les rendre étanches aux liquides ou prévoir une protection contre la pénétration d’humidité.

Boîtes présentoirs à compartiments
   

Ces boîtes ont des parois intérieures en carton qui maintiennent et mettent en valeur le contenu. La boîte peut avoir un couvercle attenant ou séparé et des fenêtres comme celles décrites précédemment. Les séparations intérieures peuvent faire partie de la découpe du carton ou peuvent s’ajouter au cours du conditionnement. Un autre type de séparation consiste en un cloisonnement qui peut être intégré ou non à la boîte.

Manchons
   

Les manchons de carton sont enroulés serrés autour d’autres articles, par exemple dans le cas d’un plat cuisiné dans une barquette à couvercle, les porte-canettes ou les produits préemballés comme le fromage. Les manchons sont fermés par des languettes ou un adhésif.

Manchons avec éléments intérieurs coulissants
    Exemples types:
1. boîte d’allumettes
2. étui à cigarettes à tiroir coulissant.
Autres formes d’emballages  

  Exemples types:
1. section triangulaire, par ex. pour chocolats
2. section hexagonale, par ex. pour chocolats
3. style portefeuille pour bonneterie
4. tubes, par ex. tubes avec extrémités en carton ou plastique pour la confiserie ou les cosmétiques. D’autres emballages de conception ingénieuse présentent le produit tout en utilisant souvent d’autres éléments de carton pour le mettre en valeur.
Boîtes à suspendre
    On peut ajouter cette fonction en prolongeant le panneau arrière d’une boîte rectangulaire de présentation, puis en repliant le panneau et en le rentrant dans la boîte. Le trou pratiqué dans la partie à double épaisseur de carton peut être renforcé par une attache plastique pour le point de vente.
Boîtes à parois cintrées
    On peut créer des formes intéressantes en pratiquant des rainures incurvées ou des rainures droites qui se coupent selon des angles différents de 90°. Exemples typese:
1. panneaux cintrés
2. coins arrondis.
Emballage coque et sous film
 

  Une carte, souvent imprimée sur les deux faces, sert de support au produit. Le produit est protégé dans une coque en plastique dont les rebords sont soit scellés à la carte, soit repliés autour des arêtes de la carte, ou sous un film plastique transparent scellé sur toute la surface de la carte.
Cornets  

  Par exemple, cornets de glace. Les cornets de ce type peuvent aussi avoir des opercules circulaires en carton.
Emballages composites
 

  Pour produits en poudre ou granuleux, et par exemple les emballages stérilisables. Carton plastifié ou contrecollé avec un film.
Briques en carton à barrière plastique
 

  1. Emballage pour le lait et les jus de fruits par exemple. Carton à enduction de PE sur les deux faces et contrecollage de films.
2. Les boîtes en carton recouvertes de PE sur les deux faces peuvent avoir les côtés et le fond thermoscellés. Elles sont étanches aux liquides et à la vapeur d’eau. On peut aussi ne revêtir de PE que l’intérieur et dans ce cas on assure le scellage par une cloison souple enduite de PE sur une face pour obtenir un joint étanche.
CD et DVD     Il existe diverses solutions pour réaliser des pochettes entièrement en carton. Elles peuvent avoir des compartiments coulissants, une fente perforée ou coupée à la forme ou des plis qui retiennent les disques.

Fermeture

Il existe un grand choix d’options de fermeture, d’ouverture et même de refermeture. Ces dispositifs assurent sécurité et protection au contenu pendant le stockage, la distribution et la vente. Ils contribuent donc aussi au confort du consommateur.

 

Type de fermeture       Description
Rabat collé ou scellé
 

  Ce type de fermeture comporte des rabats extérieurs qui se superposent complètement et des rabats intérieurs jointifs. Il est étanche pour les produits en poudre ou granuleux en contact direct avec le carton.
Les rabats intérieurs ne dépassent jamais la profondeur des rabats extérieurs, pour des raisons d’économie de carton. Les rabats extérieurs peuvent être plus courts que la profondeur de la boîte, auquel cas on les appelle « rabats économiques ». L’adhésif le plus courant est la colle thermofusible, mais on emploie également des colles à émulsion. La position et le motif de l’adhésif utilisé varient selon les impératifs de sécurité, de facilité d’ouverture et de refermeture. Si le carton est enduit de PE (ou de tout autre matériau thermoplastique) sur une face ou les deux, le thermoscellage à l’air chaud ou à la flamme directe constitue également un système de fermeture très sûr.
Rabat à pattes rentrantes
 

  Le rabat supérieur est muni d’une patte basculante pliée à 90° qui se rentre simplement à l’intérieur de la boîte. Lorsqu’il y a des pattes rentrantes à chaque extrémité, elles peuvent faire partie de la même paroi ou de parois opposées. De petites entailles à chaque extrémité de la rainure du rabat renforcent la protection contre une ouverture intempestive. Le suremballage par film transparent thermo-scellé par exemple, augmente la sécurité et la protection du produit.
Une autre solution consiste à coller un ruban auto-adhésif sur l’angle droit formé par le panneau principal et le fond, autrement dit à l’endroit où pénètre la patte rentrante. On peut aussi appliquer un adhésif entre la face inférieure du panneau rentrant et les rabats intérieurs. Dans ce cas, il faut déchirer le joint collé pour ouvrir la patte rentrante.
Verrouillage par encliquetage
    1. Constitue le fond d’une boîte fermée par une simple patte rentrante en partie supérieure.
2. Chacun des rabats des panneaux latéraux présente des entailles de sécurité. Pour une sécurité accrue et une meilleure protection du produit, on peut ajouter un suremballage en film transparent thermoscellé.
Fond automatique     Ce type de fermeture est préencollé par le fabricant pour accélérer le montage chez le conditionneur. Il s’utilise pour le fond des boîtes et peut supporter un poids important.

 

Dispositifs d’ouverture et de fermeture

La boîte en carton à pattes rentrantes s’ouvre et se referme très facilement dès que le suremballage ou autre dispositif de sécurité est brisé. Il existe plusieurs systèmes d’ouverture pour les boîtes à fond collé – certains avec système de refermeture.

 

Type d'ouverture
      Description
Bande d’arrachage
 

  Si les rabats se chevauchent complètement ou presque, on peut intercaler sur toute la longueur du panneau, entre la ligne de colle et la rainure du rabat, une bande d’arrachage avec une amorce comprenant deux lignes d’entailles en pointillés. Ce système ne s’utilise normalement pas pour une refermeture, bien qu’il puisse s’y adapter pour répondre à certaines exigences.
Perforation
 

  Les deux rabats qui se superposent sont perforés au même endroit sur deux lignes parallèles de manière à ce que les deux épaisseurs de carton se retirent quand on tire sur la languette. Ce système d’ouverture ne permet pas la refermeture.
Languette
 

  L’arête du rabat extérieur se termine par une languette à tirer pour faciliter le déchirement – pas de refermeture possible.

Ouverture perforée à enfoncer
 

  Le haut du panneau frontal présente une zone perforée à enfoncer, les perforations s’élargissant jusque dans le panneau d’extrémité. Par enfoncement, on pratique dans la boîte une ouverture nette qui permet une refermeture partielle.
Lignes d’encollage
 

  Normalement le trait de colle est continu sur toute la largeur du rabat d’extrémité. Si toutefois l’encollage est interrompu au centre, il est possible d’introduire un doigt sous le rabat, de faire sauter la zone collée à droite et à gauche et d’ouvrir la boîte. On referme en introduisant une languette du rabat extérieur dans une fente du rabat inférieur.
Une variante de ce système consiste à remplacer le trait de colle par une ligne de points de colle, ce qui facilite l’ouverture. Une autre variante utilise un trait de colle ininterrompu. Dans ce cas, le rabat inférieur imprimé et verni présente de petites zones sans impression ni vernis qui délimitent les seules zones à bonne adhérence. Le pourtour de ces zones est découpé en pointillés pour que la déchirure soit nette.
Panneau perforé
    Un des grands panneaux de la boîte présente une zone délimitée par une découpe en pointillés qu’il suffit d’enfoncer pour avoir accès au produit, par exemple des mouchoirs en papier.

Concora  
  Technique de découpe à mi-chair sur les deux côtés (recto et verso) du carton, qui permet de délimiter des languettes à déchirer, afin d’assurer l’ouverture sans faute de l’emballage sans l’aide d’une bande plastique.
L’aspect de l’emballage de vente sur le rayon ne sera pas affecté par ces entailles.

Transformation, conditionnement et opérations de finition

Les transformateurs et conditionneurs disposent des procédés suivants pour réaliser des formes décoratives et fonctionnelles:

Rainage: il permet de plier le carton avec précision selon un tracé défini.

Découpe: elle donne une découpe à plat qui subira une transformation ultérieure. La découpe et le rainage sont généralement simultanés. Des perforations peuvent être pratiquées pour faciliter l’ouverture. Languettes et fentes peuvent être découpées dans des panneaux séparés. L’insertion des languettes dans les fentes crée un verrouillage automatique.

Pliage: généralement à 90° ou 180°.

Collage: la colle s’applique sur un rabat latéral, qui est ensuite pressé contre une paroi de la boîte jusqu’à ce que la colle prenne. Le carton prend alors une forme permanente.

Thermoscellage: chaleur et pression interviennent pour sceller entre elles des surfaces revêtues d’une enduction plastique ou des surfaces sur lesquelles on a appliqué une colle thermofusible.

Propriétés déterminantes du carton

La rigidité est sans doute la plus importante des propriétés qui influencent la conception structurelle d’un emballage. Comme nous l’avons vu précédemment, la rigidité est intimement liée à d’autres facteurs de résistance comme la composition des fibres, notamment celle des jets extérieurs, et l’épaisseur.

Pour une paroi de boîte en carton, la rigidité, les dimensions, la qualité du carton et l’orientation des fibres sont autant de points importants. La rigidité du carton est anisotrope, c’est-à-dire différente dans le sens machine (SM) et le sens travers (ST).

La résistance à la compression de la boîte est un des éléments étroitement liés aux exigences de structure.

Lorsque l’on stocke ou transporte des boîtes remplies, on les empile les unes sur les autres. Elles sont donc soumises à un effort de compression. Pratiquement, la résistance de la boîte pleine est fonction des caractéristiques suivantes:
• conception de l’emballage, c’est-à-dire sa forme et sa résistance d’ensemble liée à sa structure
• participation du contenu à la rigidité de l’emballage
• conception et résistance de l’emballage de transport (présentoir, etc.)
• système de stockage et de distribution – palettisation, empilage et conditions ambiantes
• méthode de transformation – la présence de matériaux formant barrière pouvant jouer un rôle dans certains modes de distribution.

La conception d’une boîte doit prendre en compte les contraintes qui s’exerceront sur les rainures pendant le conditionnement et pendant son utilisation. Pour prévenir l’écrasement prématuré, il faut donc pratiquer correctement ces rainures. Leur rigidité ne doit pas compromettre les opérations d’emballage. Le pliage au niveau des rainures et la taille du panneau adjacent ne doivent pas induire de sollicitations non voulues pendant l’encollage, les manipulations et le stockage ultérieurs.

Propriétés déterminantes du carton

Une structure correcte demande la prise en compte des propriétés suivantes:
• rigidité
• résistance à la traction
• résistance à la compression
• résistance à la compression de la boîte
• résistance au déchirement
• rainage et pliage
• élasticité
• densité
• cohésion interne
• résistance du contrecollage (pour les cartons plastifiés et contrecollés).

 

 

 

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