Carton (matériau)

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Feuille de carton et tranche d'une feuille de carton ondulé

Le carton est un matériau léger et rigide de même origine que le papier ordinaire, qui s'éloigne cependant des caractéristiques et usages de ce dernier selon sa composition, épaisseur et structure. Du point de vue du grammage, le passage du papier au carton se fait à 224 g/m² et 175 µm d'épaisseur, le carton occupant les grammages de 224 à 500 g/m².

Depuis les premiers procédés, en général de contrecollage de couches de papier, les techniques ont évolué pour satisfaire des besoins variés de résistance et d'aspect. Ainsi pour améliorer leur état de surface et profil, certains cartons sont soumis au calandrage qui force leur passage entre deux ou plusieurs rouleaux horizontaux.

La norme ISO 5651:1989 fixe les unités pour l'expression des propriétés mécaniques et optiques des cartons.

L'invention du carton en France remonte à 1751 et est attribué à un élève de René-Antoine Ferchault de Réaumur qui l'aurait élaboré pour des applications bien précises comme les plats, les emboîtages de reliure et les cartes à jouer.

Usages[modifier | modifier le code]

Les usages du carton sont principalement l'emballage et l'industrie de l'édition, mais aussi toutes les industries de cartonnage où ses qualités d'isolant phonique, mécanique et électrique sont utilisées. Depuis l'origine, il est utilisé comme matériau support de réalisations artistiques dans l'emboîtage de luxe, la reliure, l'encadrement et même le maquettisme.

Le carton a aussi trouvé un rôle comme matériau principal du mobilier, du fait d'amateurs ou d'entreprises du secteur. Auparavant cette technique était surtout le fait de designers et d'artistes (Cf. les chaises de Gehry, années 1970), avant de devenir la spécialité et loisir de cartonnistes (à ne pas confondre avec les cartonniers), qui apprécient de pouvoir créer leurs meubles, objets usuels ou décoratifs, le carton permettant beaucoup de fantaisie.

Article détaillé : Meuble en carton.

Pendant la Première Guerre mondiale, les pièces de monnaie (en argent et en bronze) furent thésaurisées. Pour pallier le manque de monnaie, des villes, des chambres de commerce, des commerçants émirent des monnaies de nécessité : c'étaient des pièces en métal (en aluminium…), des billets en papier et des monnaies-carton.

Intérêt[modifier | modifier le code]

Avantages[modifier | modifier le code]

Comme matériau le carton est :

  • relativement économique à fabriquer pour une vaste gamme de propriétés mécaniques et esthétiques quelles que soient ses dimensions ;
  • léger et facile à travailler par découpage, pliage ;
  • facile à imprimer (en flexographie et en offset par exemple) ;
  • supportant différents types d'assemblage (agrafage, collage, pattes) ;
  • facile et peu encombrant à stocker à plat ;
  • adaptable à différentes contraintes par contre-collage (protection, imperméabilisation, contact alimentaire, etc.), vernissage ou pelliculage (brillance), dorure ou gaufrage (boîtage de luxe) ;
  • apte à subir différents traitements ;
  • aisé à manipuler ;
  • assez facile à réparer ;
  • recyclable et biodégradable.

Inconvénients[modifier | modifier le code]

Non traité, le carton craint l'humidité et le feu aussi bien lors du stockage que de l'utilisation, tout comme le bois. En surface, le carton reste sensible à l'usure de son revêtement.

Types[modifier | modifier le code]

Structure de carton ondulé à une (simple cannelure, double-face) ou deux (double cannelure, double-face ou "double-double") couches de cannelures
Carton ondulé utilisé par un designer pour fabriquer un fauteuil
Table en carton ondulé

Carton ondulé[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Carton ondulé.

Carton constitué par une ou plusieurs feuilles de papier cannelé collées sur une ou plusieurs feuilles de papier plan : son nom varie selon le nombre de feuilles : ondulé simple face (1 face lisse, 1 face ondulée, épaisseur de 0,4 à 4 mm), ondulé simple cannelure ou double face (2 faces lisses), ondulé double cannelure ou double-double face (épaisseur 7 mm) et ondulé triple cannelure (épaisseur 15 mm).

C'est en 1871 qu'il est utilisé pour la première fois aux États-Unis et en 1889 qu'une machine onduleuse anglaise est installée en France (S.F.P.O, Société Française de Papiers Ondulés). En 1914, la première machine française de fabrication de caisses en carton ondulé est construite. Ce type de carton est caractérisé par un « coefficient d'ondulation » : longueur nécessaire en mètres de papier cannelé pour fabriquer un mètre linéaire de carton ondulé.

Il est très utilisé pour les emballages ordinaires avec une face en papier imprimé (boîtage de produits blancs, de produits bruns...) et tous les emboîtages de transport et de stockage, même de grande dimension (container carton 3x1,5 m pour moto par exemple). Son principal défaut est qu'un écrasement à plat lui fait perdre toutes ses qualités de rigidité.

La fabrication du carton est assurée par une onduleuse. Pour fabriquer du carton ondulé, il faut du papier, de la colle et de la chaleur. Le papier est de type recyclé (testliner) ou vierge (kraftliner). La colle est de type amylacé (généralement du maïs ou du blé). Le procédé de fabrication le plus répandu est le procédé Stein-Hall. La chaleur est assurée par de la vapeur, issue d'une chaudière, à 13 bars (cas général).

L'onduleuse se décompose en plusieurs parties : la ou les simples-faces, la double face, la ou les colleuses double-face, les tables chauffantes, la coupeuse auxiliaire, la mitrailleuse, les coupeuses transversales et les réceptions.

La laize de fabrication la plus répandu est de 2,5 mètres mais peut aller jusqu'à 3,3 mètres. La vitesse maximale de fabrication peut atteindre 400 m/min.

Huit types de cannelures sont fabriqués, combinables les unes avec les autres selon le résultat attendu. De la plus grande à la plus petite :

  • cannelure K ou D, appelée également cannelure géante, mesurant plus de 7 mm ;
  • cannelure A, appelée également GC, mesurant en général plus de 4,5 mm ;
  • cannelure C, appelée également MC, mesurant de 3,5 à 4,5 mm ;
  • cannelure B, appelée également PC, de 2,5 à 3,5 mm ;
  • cannelure E, appelée également micro-cannelure, de 2 à 1,5 mm ;
  • cannelure F, dite Minimicro, environ 1,2 mm ;
  • cannelure G ou N, dite Nano-cannelure, environ 0,8 mm ;
  • cannelure O, environ 0,5 mm.

Ces cannelures peuvent être combinées, tout en restant parallèles entre elles, afin d'obtenir de meilleures caractéristiques mécaniques et un meilleur état de surface (imprimabilité), par exemple : EB ou BC, il est dans ce cas question de carton double-cannelure ou "double-double". Il est possible d'associer de la sorte jusqu'à trois ou quatre cannelures, on parle alors de carton triple ou quadruple-cannelure.

Dans le monde entier les emballages en carton ondulé et rigide sont conçus sur la base du Code international pour emballage carton. Ce code fut développé par la FEFCO et l’ESBO il y a plus de 40 ans. Il permet de décrire des emballages en carton par des modèles et symboles simples, internationalement compréhensibles, et pour être utilisé dans toutes les spécifications d’emballages, ainsi que dans les transactions commerciales. Code international FEFCO ESBO

Carton gris[modifier | modifier le code]

Carton très souvent recyclé, neutre : très solide, il est disponible en plusieurs épaisseurs, de 1 à 3 mm ; c'est le carton très utilisé pour le cartonnage amateur « tout venant » comme les emboîtages et plats de reliure. Il est disponible en plusieurs états de surface : gris, une ou deux faces blanches (blanc "nuageux"), une ou deux faces apprêtées pour l'impression ("blanc couché").

Carton bois[modifier | modifier le code]

À base de pâte de bois : très rigide et avec une surface lisse résistante à l'enfoncement, il est aussi disponible dans une gamme très large d'épaisseurs de 0,75 à 4 mm.

Cartons pliants[modifier | modifier le code]

Carton à base de cellulose et à pH neutre : ce sont les cartons utilisés pour l'emballage imprimé de produits courants comme les produits pharmaceutiques, des présentations originales et des cartons blancs de qualité utilisés pour le cartonnage artistique (encadrement par exemple) et des travaux d'imprimerie (couvertures d'ouvrages…). Le carton bristol dense et fin (210 g/m²) peut rentrer dans cette catégorie.

Carton laminé[modifier | modifier le code]

Cartons minces très rigides : un bon exemple de ce type de support sont les cartes à jouer.

Contrecollés[modifier | modifier le code]

En fait un carton est souvent par nature un contrecollé :

  • carton recouver : recouvert sur une face de feuille d'aluminium et/ou de feuille de polyéthylène fine pour l'emballage de liquides alimentaires ;
  • contrecollé couleur à âme blanche et contrecollé couleurs (encadrement…) ;
  • carton plume : feuille de mousse polyuréthane rigide et épaisse (2 à 5 mm), collée entre deux feuilles de carton couché très mince (disponibles en feuilles de format 40x50 cm). Ce panneau se découpe facilement sans se déformer avec un outil du type cutter. Carton Plume est aussi une marque déposée par Canson.
  • carte à gratter : carton blanc revêtu d'une surface vernie noire sur laquelle on grave avec une plume permettant les pleins et les déliés.

Carton bouilli[modifier | modifier le code]

Le carton bouilli sert, par exemple, à la fabrication de valises ou de mallettes assez fragiles.

Choix des cartons[modifier | modifier le code]

Selon l'utilisation prévue, il faut savoir sélectionner un carton qui ne doit être ni trop rigide, ni trop souple. Sa résistance à la pliure ne dépend pas de son épaisseur : un carton couché peut trop facilement craquer à la pliure et le sens des fibres du carton doit être pris en compte dans les travaux de façonnage.

Avant utilisation, un carton (comme une feuille de papier) ne doit pas trop « tuiler », trace d'un stockage défectueux ou d'un mauvais taux d'humidités au passage à l'onduleuse, au risque de compromettre son utilisation sur des machines automatisées. Le sens des cannelures d'un carton ondulé est à prendre en compte lors de la conception du cartonnage : une pliure en travers est plus rigide qu'une pliure en long qui peut être un point de faiblesse mécanique..

Notes et références[modifier | modifier le code]

Annexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

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