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CA 02429417 2003-05-14
WO 02/40610 PCT/FRO1/03600
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COMPOSITION COLLANTE A RUPTURE COHESIVE
10 L'invention a pour objet une nouvelle composition
collante, son procédé de préparation et son utilisation
dans des emballages ayant une structure
pelable/repositionable.
On connaît diverses structures pelables utilisées dans
des emballages refermables. Ces structures comprennent en
général un récipient (par exemple une barquette) sur lequel
est soudé un opercule. Cet opercule comprend une couche
soudante (en général en polyéthylène), une couche d'adhésif
permanent (en général un hot-melt) et une couche supérieure
(en général en PET, PA, OPA, OPP, etc., en général formant
barrière), avec éventuellement une couche de °liant entre
ces couches (3 couches ou 5 couches). Cet opercule est
soudé selon un cordon sur la barquette, sur une couche
soudante correspondante, dans le même matériau en général.
. Dans la zone du cordon, il y a soudure entre les deux
couches soudantes en PE. Quand un utilisateur tire sur
l'opercule, celui-ci se déchire dans la zone de cordon,
mais en mettant à nu l'adhésif, puisque le PE des couches
soudantes s'est solidarisé lors de la soudure.
L'utilisateur peut alors refermer l'opercule, puisque
l'adhésif peut venir en contact avec la couche supérieure
et jouer son rôle de "collant". Lors de la déchirure,
l'adhésif peut se retrouver sur une des faces découvertes
seulement, ou sur les deux faces. Un tel adhésif est
classiquement un hot-melt, appliqué à chaud (par
(co)extrusion, plaxage, lamination, etc.). On peut aussi
placer cet adhésif dans la barquette, et non plus dans
l'opercule.
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De telles structures sont décrites par exemple dans
les demandes de brevet et brevets suivants:
WO-A-9719867; US-A-4673601; FR-A-2669607;
EP-A-0661154; WO-A-9308982; US-P-5061532; US-A-3335939;
US-A-5089320; US-A-4913307; US-A-5382472; US-A-5145737;
GB-A-1536428; GB-A-1461698; US-A-4280653; US-A-4381848;
US-A-4438850; EP-A-0554152; US-A-4693390; US-A-4801041;
US-A-4858780; US-A'-3946872; US-A-5686127; US-A-5316603;
US-A-5178293; US-P-3454210; WO-A-9640504; GB-A-2319746;
WO-A-9640504; EP-A-0403393; EP-A-0306982; US-A-5747127; et
EP-A-1006056.
Si ces emballages sont maintenant très courants, il
est cependant souhaitable d'optimiser leurs propriétés lors
de l'ouverture. Il serait souhaitable que le hot-malt se
déchire selon une rupture dite cohésive, de sorte que le
hot-malt soit présent sur les deux côtés à recoller.
En fait, on souhaite que le hot-malt permette
d'obtenir les propriétés suivantes:
- très bonne adhésion entre le hot-malt et les
couches de PE ou de liant, selon le cas (3
couches ou 5 couches);
- une faible cohésion de la couche de hot-malt pour
faciliter sa déchirure;
- lors de l'ouverture de l'emballage, une rupture
cohésive au sein du hot-malt, et
préférentiellement uniquement dans la zone de
soudure;
- des forces d!ouvertilre et de refermeture
calibrêes;
- une bonne transparence des couches sans
modification d'aspect, même après thermoformage;
- une bonne thermoformabilité de la structure sans
délaminage entre les couches.
On souhaite une très bonne adhésion entre le hot-malt
et les couches de PE ou de liant, car sinon il se
produirait une délaminage lors de l'ouverture et donc le
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hot-malt se trouverait uniquement sur une face de la zone
d'ouverture.
On souhaite aussi une faible cohésion de la couche de
hot-malt, car une cohésion trop élevée serait alors
supérïeure à la force d' adhésion du hot-malt sur le PE ou
le liant, ce qui conduirait aussi à une délamination.
Si tant l'adhésion que la cohésion du hot-malt sont
élevées, il y a un risque d'impossibilité d'ouverture de
l'emballage ou d'une difficulté excessive.
On souhaite une transparence afin de permettre au
consommateur d'apprécier le contenu de l'emballage.
On souhaite une thermoformabilité car ceci permet
l'utïlisation de machines standard.
Or, à ce jour, les hot-malts présentent des forces de
cohésion relativement élevées.
I1 a été proposé de "doper" le hot-malt avec des
charges ou "processing aids" pour réduire la force de
cohésion et/ou favoriser sa déchirure. Par contre, il y a
alors une diminution de la force de refermeture de
l'emballage (la surface de recollage étant plus faible dans
la mesure où les charges ajoutées ne présentent pas de
pouvoir collant). De plus, l'ïncorporation de telles
charges nuit à la transparence finale du produit.
I1 est aussi possible de jouer sur les deux composants
majeurs du hot-malt, à savoir élastomère thermoplastique et
résine tackifiante, notamment sur leurs proportions
relatives. Si l'adjonction de quantité de résine
tackifiante plus importante permet de réduire la cohésion,
l'adhésion du hot-malt sur le PE ou le liant s'en trouve
affectée. De plus, l'utilisation de trop grandes quantités
de résine fait chuter la viscosité à chaud du hot-malt,
rendant son extrusion ou sa coextrusion très difficile.
L'invention permet de résoudre les problèmes ci-
dessus, par adjonction au hot-malt classique d'une quantité
d'un liant approprié ou d'un polymère non-élastomère du
type résine EVA ou PE métallocène.
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L'invention fournit donc une nouvelle composition
collante comprenant au moins un hot-melt et au moins un
liant.
L'invention, ainsi que ses variantes, est maintenant
décrite plus en détails dans la description qui suit.
Le hot-melt utilisë dans l'invention est classique,
notamment à base d'un élastomère ou d'autres polymères qui
ne sont pas élastomériques, tels les EVA. Ce hot-melt peut
aussi ne pas être transformé à l'état fondu
((co)extrusion), mais être dilué en milieu solvant ou en
phase aqueuse.
De façon très générale, et non limitative, les
adhésifs hot-melt comprennent:
a) Polymères tels que EVA, PE, PP, EEA
(éthylène éthylacrylate) et les élastomères
thermoplastiques ou caoutchoucs (copolymères
styréniques (blocs) du type Styrène-butadiène,
styrène-isoprène, styrène-éthylène/butadiène, ou
des polymères à base de butadiène tels que NBR ou
encore des copolymères ethylène-propylène tels que
EPR). Ils entrent de 5 à 50% dans la formulation et
ont pour fonction d'assurer: l'adhérence
(polarité), les propriétés barrières, la brillance,
la résïstance mécanique, la flexibilité et la
régulation de la viscosité.
b) Résines {tackifiantes) qui peuvent être
naturelles (Esters de colophane, Terpéniques ou
Terpène-phénoliques), pétrolières, aliphatiques ou
aromatiques. Elles entrent de 0 à 45% dans la
formulation. Elles augmentent le tack à chaud,
l'adhérence et régulent la cohésion.
c) Paraffines et cires qui peuvent entrer dans
la formulation à un niveau de 20 à 80~. Elles ont
un rôle au niveau des propriétés barrières, de la
brillance, de la rigidité, du coût, du point goutte
et de la dureté du Hot Melt.
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d) Plastifiants qui peuvent entrer dans la
formulation à un niveau compris entre 0 et 10%. Ils
augmentent le tack à froïd et régulent la souplesse
et la viscosité du Hot Melt.
5 e) Anti-oxydants qui entrent de 0,2 à 10% dans
la formulation. Ils stabilisent les composants à
chaud et à froid.
f) Charges qui entrent dans la formulation
lorsque l'on souhaite des propriétés particulières
telles que la résistances aux UV (oxydation),
l'ignifigation, l'ami-allergie, la rhéologie,
etc..
On utilise de préférence un Hot Melt auto-adhésif,
constitué d'un mélangé d'élastomère et de résine
tackifiante. L'auto-adhésif est constitué d'un mélange de .
40 à 80% d'élastomère thermoplastique
à 60% de résine tackifiante
< 30% d'autres constituants . huile plastifiante,
anti-oxydant, additifs, etc..
20 Un exemple d'un tel adhésif hot-melt est le M3062
d'ATO FINDLEY (melt index .de 5,3g/l0min, à 190°C sous
2, l6kg) .
Le liant utilisé dans l'invention est classique. Il
correspond à ce que l'homme du métier comprend comme
matériau polymère destiné à assurer une jonction entre deux
couches de polymères, notamment lorsque ces polymères ne
sont pas compatibles entre eux.
A titre d'exemple, on peut citer les {co)polyoléfines
éventuellement modïfiêes par un dérivé d'acide carboxylique
insaturé (la modification étant effectuée par
copolymérisation, terpolymérisation ou greffage). Des
exemples de tels liants sont donnés dans les brevets
suivants, de façon non-limitative, EP-A-210307, EP-A-33220,
EP-266994, FR-A-2132780, EP-A-171777, US-P-4758477, US-P-
4762890, US-P-4966810, US-P-4452942 et US-P-3658948.
Des exemples de ces liants sont .
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- les homopolymères de l'éthylène ou du propylène,
fonctionnalisés comme ci-dessous;
- le polyéthylène métallocène, pur ou en mélange;
- les copolymères de l'éthylène copolymérisé avec
propylène, butène, hexène, octène, mélangés éventuellement
avec des copolymères éthylène-propylène, greffés avec de
l'anhydride maléfique, lesdits copolymères éthylène/alpha
oléfine contenant par exemple de 35 à 80% en poïds
d' éthylène, le taux de greffage en anhydride étant compris
entre 0,01 et 1% en poids, par exemple entre 0,05 et 0,5%,
par rapport au poids total de copolymère;
- les copolymères éthylène et acétate de vinyle (EVA),
maléisés ou non (l'anhydride maléfique pouvant être greffé
ou terpolymérisé), contenant plus particulièrement jusqu'à
40% en poids d'acétate de vinyle, et éventuellement de 0,01
à 1% en poids d'anhydride maléfique greffé ou de 0,1 à 10%
en poids d'anhydride maléfique terpolymérisé, par rapport au
poids total de copolymère; ce copolymère étant désigné par
le terme de résine EVA;
- les copolymères éthylène et (méth)acrylate d'alkyle
(tel que acrylate de méthyle, d'éthyle ou de t-butyle) et
anhydride maléfique, contenant jusqu'à 40ô en poids de
(méth)acrylate. d'alkyle et de 0,01 à 10% en poids
d'anhydride maléfique, par rapport au poids total de
copolymère.
- les polymères précédents dans lesquels l'anhydride
est remplacé en tout ou partie par du méthacrylate de
glycidyle;
- les polymères précédents dilués avec une polyoléfine
(du type de celles avant fonctionnalisation) ou un
élastomère tel que EPR ou EPDM.
- leurs mélanges.
Les liants préférés sont ceux à base d'EVA, en
particulier greffé avec de l'anhydride maléfique, et ceux à
base de PE métallocène.
Selon un mode de réalisation, le liant comprend une
résine tackifiante du même type (identique ou non) que
celle utïlisée dans le hot-malt. Les quantités sont
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variables, par exemple jusque 40% en poids. Cette variante
est utile lorsque le liant, à l'origine, ne comprend pas de
résine tacki f Tante ; dans ce cas en ef f et 1 ' adj onction d' un
tel liant fait diminuer le teneur finale en résine
tackifiante dans le produit final. On rajoute alors de la
résine tackifiante au liant pour obtenir une teneur en
résine tackifiante dans le produit fïnal qui soit
sensiblement identique à la teneur dans le hot-malt de
départ.
Le couple hot-melt/liant peut être déterminé aisément
par l'homme du métier, en fonction des compositions
respectives. Ainsi, pour un hot-malt à base de copolymères
blocks SIS ou SBS, un liant à base d'EVA est tout-à-fait
approprié. En fait, les liants à base d'EVA sont en général
compatibles avec la majorité des hot-malts.
Selon une variante de l'invention, le hot-malt est
additivé directement avec une autre résine par exemple de
type EVA. Dans ce cas, on peut considérer que le polymère
constitutif du hot-malt comprend un polymère non.-élastomère
et un polymère élastomère (l'invention couvre donc aussï un
hot-malt à deux polymères élastomère et non-élastomère).
Par exemple, le hot-malt à deux polymères selon l'invention
comprend au moins un polymère non-élastomère choisi parmi
EVA, PE, PP et EEA, ainsi qu'au moins un polymère
élastomère choisï parmi les élastomères thermoplastiques ou
caoutchoucs du type copolymêres styréniques blocs, les
polymères à base de butadiène tels que NBR ou les
copolymères ethylène-propylène tels que EPR. Le ratio
pondéral élastomère/non-élastomère peut varier dans de
larges mesures, par exemple 100/0 (0 étant exclu) à 50/50,
de préférence 95/5 à 80/20. Dans le cas où on ajoute une
résine non-élastomère au hot-malt, les proportions ci-
dessus sont recalculées pour tenir compte de toutes les
résines ajoutées.
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L'invention vise aussi notamment deux variantes, un __
cas où la couche de hot-malt est additivée avec du liant
("hot-melt/liant") et un cas où la couche de liant est
additivée avec du hot-malt ("liant/hot-malt"). (les deux
variantes peuvent se retrouver ensemble, quoique cela ne
soit pas préféré).
Dans le premier cas ("hot-melt/liant"), la composition
comprend, en poids, de préférence, de 20 à 99~ d'au moins
un hot-malt et 80 à 1~ d'au moins un liant, et
avantageusement de 60 à 90% de hot-malt et 40 à 10~ de
lïant.
Dans le second cas ("liant/hot-malt "), la composition
comprend, en poids, de préférence, de 20 à 99~ d'au moins
un liant et 80 à 1% d'au moins un hot-malt, et
Z5 avantageusement de 60 à 90% de liant et 40 à 10% de hot-
melt.
Dans le cas notamment de la résïne EVA, il est aussi
possible, en jouant sur la teneur en acétate de vinyle, de
modifier le caractère plus ou moins élastomère de ladite
résine.
Les compositions selon l'invention présentent par
exemple une viscosité comprise entre 500 000 cPs et
1 000 000 cPs à 150°C.
Les conditions de fabrication des mélanges sont
classiques; elles correspondent soit à un mélange à l'état
fondu, soit sous forme de granulés, le mélange ayant lieu
alors dans l'extrudeuse.
Ces compositions selon l'invention sont mise en ouvre
dans des structures classiques, à savoir 5 ou 3 couches
(avec et sans liant):
- Structure multicouches comprenant:
(a) une couche de polyéthylène;
(b) une couche d'une composition selon
l'invention (hot-melt/liant ou hot-malt à
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deux. polymères élastomère et non-
élastomère); et
(c) une couche de polymère, de préférence PE.
- Structure multicouches comprenant:
(a) une couche de polyéthylène;
(b) une couche de liant;
(c) une couche d'une composition selon
l'invention (hot-melt/lïant);
(d) une couche de liant; et
(e) une couche de polymère, de préférence PE;
les liants des couches (b) , et (d) et ceux entrant
dans les compositions (c) pouvant être identiques
ou différents, de préférence tous à base de la
même résine.
Structure multicouches comprenant:
(a) une couche de polyéthylène;
(b) une couche d'une composition selon
l'invention (lïant/hot-malt);
(c) une couche de hot-malt;
(d) une couche d'une composition selon
l'invention (liant/hot-malt); et
(e) une couche de polymère, de préférence PE;
les hot-malts des couches (b) et (d) et ceux
entrant dans les compositions (c) pouvant être
identiques ou différents, de préférence
identiques.
Cette dernière structure est adaptée notamment dans le
cas de hot-malts ayant une force de cohésion relativement
faible. En effet, l'additivatïon dans la couche de liant
améliore l'adhésion à l'interface, ce qui favorise la
propagation de la force de déchirure dans le hot-malt. Dans
ce cas, les force d'ouverture et de propagation sont
directement fonction de la force de cohésion do hot-malt.
Selon cette variante, l'épaisseur de la couche de hot-malt
pourra être augmentée.
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Dans les structures ci-dessus, le liant est de
préférence un EVA, éventuellement greffé par de l'anhydride
maléfique, ou un PE métallocène.
- Structure multicouches comprenant:
5 (a) une couche de polyéthylène;
(b) une couche de liant, de préférence à base
d'EVA et/ou de PE métallocène;
(c) une couche d'une composition selon
l'invention (hot-melt à deux polymères
10 élastomère et non-élastomère);
(d) une couche de liant, de préférence à base
d'EVA et/ou de PE métallocène; et
(e) une couche de polymère, de préférence PE.
LEVA peut aussï être greffé avec de l'anhydride
maléfique.
Ces structures sont obtenues selon des techniques
classiques.
La structure peut être préparée selon plusieurs
procédés. Ces procédés comprennent la (co)extrution-cast (à
plat), la (co)extrusion-gaine, etc.
Il convient de noter que ces structures selon
l'invention peuvent s'appliquer à tout type d'emballage
refermable selon l'art antérieur. Ainsi, on peut utiliser
les structures comme partie intégrante du contenant ou de
l'opercule, ou comme film soudable sur lui-même dans le cas
de la sacherie, comme tout ou partie d'emballages tels que
sachets, doypacks, emballages produits en FFH, en FFV,
opercules, barquettes thermoformées ou non. Ainsi, ces
structures selon l'invention peuvent notamment s'appliquer
aux emballages objets des demandes de brevet suivants.
WO-A-9719867; US-A-4673601; FR-A-2669607;
EP-A-0661154; WO-A-9308982; US-P-5061532; US-A-3335939;
US-A-5089320; US-A-4913307; US-A-5382472; US-A-5145737;
GB-A-1536428; GB-A-1461698; tTS-A-4280653; US-A-4381848;
US-A-4438850; EP-A-0554152; US-A-4693390; US-A-4801041;
US-A-4858780; US-A-3946872; US-A-5686127; US-A-5316603;
US-A-5178293; US-P-3454210; WO-A-9640504; GB-A-2319746;
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WO-A-9640504; EP-A-0403393; EP-A-0306982; US-A-5747127; et
EP-A-1006056.
Ainsi, l'invention trouvera à s'appliquer notamment
(mais non limitativement) à un emballage muni d'une
ouverture comprenant une feuille soudée suivant le bord de
l'ouverture, cette feuille étant constituée d'au moins
trois couches à savoir une couche soudante appliquée et
soudée suivant un cordon contre le bord de l'ouverture, une
couche extérieure formant barrière, et une couche adhésive
intermédiaire en la composition selon l'invention; la
soudure du cordon de la couche soudante sur le bord de
l'ouverture présentant une résistance à l'arrachement
supérieure à la force d'adhésion entre la couche soudante
et la couche adhésive de sorte qu'à la première opération
de dégagement de l'ouverture le cordon soudé reste en place
sur le bord de l'ouverture et se sépare du reste de la
couche soudante et de la couche adhésive qui est ainsi
découverte sur une zone et permet par une nouvelle
application contre le cordon de fermer à nouveau le
contenant. (l'adhésif peut être présent sur une face
seulement mais de préférence sur les deux faces suite à une
rupture cohésive).
La structure selon l'invention peut aussi s'appliquer
aux doypacks (sachets qui tiennent debout, par exemple les
écorecharges pour produits lessiviels) pour faciliter leur
ouverture et leur refermeture faciles. Cela évite d'ajouter
une bande ZIP~ qui est coûteuse et difficile à déposer lors
de sa fabrication (risque de fuite). Cette structure peut
aussi servir à l'operculage des pots et des barquettes
injectées. Elle peut être utilisée comme agent soudant dans
des structures destinées au conditionnement sur une machine
horizontale du type FFH (par exemple pour pains longue
conservation, plaquettes de fromage).
Ainsi, l'invention fournit un emballage refermable
comprenant une structure selon l'invention telle que
décrite plus haut.
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Selon une premire
variante, l'emballage
refermable
comprend:
(A) un contenant, ledit contenant comprenant une
couche support, une couche complexable, une
couche d'une composition selon l'invention
telle dcrite plus haut et une couche
soudante dchirable; et, en regard
(B) un opercule, ledit opercule comprenant une
seconde couche soudante et une seconde
couche support,
lesdites couches soudantes tant soudes
selon un cordon.
Selon une seconde
variante, l'emballage
refermable
comprend:
(A) un contenant, ledit contenant comprenant une
couche support, une structure selon
l'invention telle dcrite plus haut, cette
structure tant rapporte sur la couche
support (cette structure comprenant comme
ci-dessus une couche soudante, en gnral en
PE); et, en regard
(B) un opercule, ledit opercule comprenant une
seconde couche soudante et une seconde
couche support,
lesdites couches soudantes tant soudes
selon un cordon.
L'invent ion fournit aussi les emballages ci-dessus,
dans lequel les opercule et contenant sont inverss, ou
identiques.
Selon une troisime
variante, l'emballage
refermable
comprend:
(A) un opercule, ledit opercule comprenant une
couche support, une couche complexable, une
couche d'une composition selon l'invention
telle que dcrite plus haut et une couche
soudante dchirable; et, en regard
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(B) un contenant, ledit contenant comprenant une
seconde couche soudante et une seconde
couche support,
lesdites couches soudantes tant soudes
selon un cordon.
Selon une quatrime variante, l'emballage refermable
comprend:
(A) un opercule, ledit opercule comprenant une
couche support, une structure selon
l'invention telle que dcrite plus haut,
cette structure tant rapporte sur la
couche support (cette structure comprenant
comme ci-dessus une couche soudante, en
gnral en PE); et, en regard
(B) un contenant, ledit contenant comprenant une
seconde couche soudante et une seconde
couche support,
lesdites couches soudantes tant soudes
selon un cordon.
Selon une cinquime variante, l'emballage refermable
comprend:
(A) un premier film, ledit premier film une
couche support, une couche complexable, une
couche d'une composition selon l'invention
telle que dcrite plus haut et une couche
soudante dchirable; et, en regard
(B) un second film, ledit second film tant
identique au premier film,
lesdites couches soudantes tant soudes
selon un cordon.
Selon une sixime
variante, l'emballage
refermable
comprend:
(A) un premier film, ledit premier film
comprenant une couche support, une structure
selon l'invention telle dcrite plus haut,
cette structure tant rapporte sur la
couche support (cette structure comprenant
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comme ci-dessus une couche soudante, en
général en PE); et, en regard
(B) un second film, ledit second film étant
identique au premier film,
lesdites couches soudantes étant soudées
selon un cordon.
Une couche de colle, par exemple polyuréthane, peut
être présente si nécessaire, par exemple entre couche
support/couche complexable, seconde couche support/seconde
couche soudante, etc.
Notamment, ces structures sont utilisées au niveau de
la barquette inférieure de l'emballage; selon ce mode de
réalisation elles sont de préférence rapportées sur un
support tel que PET ou PVC.
Ce film support confère les propriétés mécaniques et
barrières aux gaz, à la vapeur d'eau et aux arômes. A titre
de film formant support, on peut utilïser des polyoléfines
(PP-cast, PP orienté, PE), des polyamides (PA-cast,
copolyamide, PA mono- ou bi-orientée), des styréniques (PS
cristal, PS choc, PS orienté), du PVC, des papiers enduits
ou non, des polyesters (PET-cast, PET orienté, PET
cristallisable, PET G), de l'aluminium, des films enduits
(avec PVDC, PVA, ...), des films métallisés sous vide (à
base d'aluminium, d'alumine, de SiOx, ...).
La structure selon l'invention est de préférence
rapportée sur le support. Selon ce mode de réalisation, on
prépare la structure, notamment par coextrusion, puis cette
structure est appliquée selon différents procédés sur le
support. On peut rapporter cette structure par exemple par
contre-collage, par extrusion-lamination, par calendrage à
chaud ou par extrusion-couchage. selon le cas, la couche
complexable reçoit une couche liante supplémentaire.
Dans les deux premiers procédés ci-dessus, une couche
liante est présente entre la structure selon l'invention et
le support et assure la liaison.
Dans le cas du contre-collage, la structure est
préparêe, puis rapportée sur le support, par exemple à
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froid (c'est-à-dire à une température inférieure à la
température de fusion des films considérés). La couche
liante peut être une colle, notamment une colle
polyuréthanne, en particulier du type polyéther ou
5 polyester, diluée ou non dans un solvant. Un traïtement
Corona de la couche complexable est préféré.
Dans le cas de l'extrusion-lamination, la structure
est préparée, notamment par coextrusion, puis est rapportée
sur le support, (de préférence â froid), une couche de
10 liant étant déposée entre la structure et le support, de
préférence par extrusion. Cette couche liante pourra être
un liant de coextrusion, tel que décrit ci-dessus. Ce liant
aura de préférence une température de fusion plus faible
que celle de la couche support. L'extrusion-lamination est
15 similaire au contre-collage, la différence étant la couche
de liant au lieu de la couche de colle. Un traitement
Corona de la couche complexable est possible mais il est
optionnel.
Dans le cas du calandrage à chaud, la structure est
préparée, notamment par coextrusion, puis est directement
appliquée sur le support, par l'intermédiaire de calandres,
qui réchauffent les films préalablement préparés. Les
couches en contact étant chaudes, il y a alors adhésion
entre elles. Il n'y a pas dans ce cas nécessairement de
couche liante supplémentaire (bien que cela soit possible),
la couche complexable suffisant pour obtenir la liaison.
Cette couche complexable peut par exemple être une couche
EVA à forte teneur. Un traitement Corona n'est pas
nécessaire, voire il est déconseillé.
Dans le cas de l'extrusion-couchage, la structure
coextrudée encore chaude (éventuellement avec une couche de
liant supplémentaire) est appliquée encore chaude
directement sur le support (par exemple un film de PET).
La couche complexable de la structure est de
préférence traitée Corona, notamment afin d'obtenir une
tension de surface de 38 à 44 dynes (soit 38 à 44 mN/m).
I1 est préféré que l'ensemble formé par toutes les
couches de la structure, de la couche liante et du support
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ne soient pas coextrudées ensemble, à la différence de
l'art antérieur.
Une fois la structure rapportée sur le support, cette
association est de préférence thermoformée.
L'emballage final est obtenu par soudure du récipient
(la barquette) avec l'opercule, ou du film sur lui-même
dans le cas de la sacherie.
Cet emballage comprend un contenant (A) et un opercule
(B). Le contenant (A) comprend une couche support (1), une
couche complexable (2) (et en génêral une couche de colle
entre ces deux couches), une couche d'adhésif à base de la
composition selon l'ïnvention (3) et une couche soudante
déchirable (4). Le contenant peut aussi comprendre, entre
la couche support (1) et la couche complexable (2) une
couche liante (7), si nécessaire. Une sous-partie de ce
contenant (A) est la structure selon l'invention, qui
comprend les couches (2), (3) et (4). L'opercule (B)
comprend une couche support (6) et une couche soudante (5).
Les couches soudante déchirable (4) et soudante (5) sont en
regard l'une de l'autre. L'opercule (B) peut aussi
comprendre une couche liante (8) entre les couches (5) et
(6), si nécessaire. L'opercule (B) est soudé sur le
contenant (A) par exemple avec matriçage, à l'aide de
barrettes dont de préférence l'une seulement est chauffante
et est disposée côté opercule. Dans la zone de soudure, à
savoir le cordon (D), il se produit une déformation des
contenant et opercule. Cette déformation se caractérise par
une réduction et/ou modification des épaisseurs, dues au
ramollissement et/ou à la fusion de certaines couches qui
entraîne le fluage de leurs composants sur les bords du
cordon de soudure. La zone de soudure (cordon (D)) délimite
la zone de fragilisation. La couche support (6) de
l'opercule (B) est en général peu affectée par la soudure,
car les composants de cette couche support ont des points
de fusion généralement nettement plus élevés que ceux des
composants de la couche soudante (5) . I1 en est en général
de même pour la couche liante (8) de l'opercule. Les
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remarques ci-dessus s'appliquent de la même façon à la
couche support (1) et à la couche liante (7) du contenant
(A), qui de plus sont plus loin de la source de chaleur,
pour le cas, préféré, de l'utilisation d'une seule barrette
chauffante du côté de l'opercule.
Les conditions de la soudure (temps, température,
pression) sont classiquement ajustées pour que la
déformation se situe au niveau des couches soudante
déchirable (4) et soudante (5). La couche à base de la
composition selon l'invention (3) étant en général
malléable du fait de sa nature, et représentant en général
une épaisseur relativement importante de la structure, il
n'y aura en général pas de fusion ou fluage dans la
totalité de l'épaisseur. La couche à base de la composition
selon l'invention supportant sensiblement la totalité de la
déformation, la couche complexable (2) ne sera donc, en
général, pas déformée et donc pas fragilisée. La
fragilisation, au niveau du cordon de soudure, est donc
principalement générée dans la couche soudante déchirable
(4) et éventuellement partiellement dans la couche à base
de la compositïon selon l'invention (3). La couche soudante
(5) n'est pas fragile et sa résistance à la déchirure est
supérieure à celle de la couche (4), ainsi qu'à la force de
cohésion de la couche à base de la composition selon
l'invention (3). Lors de l'ouverture de l'emballage, les
contraintes se propagent et entraînent la rupture des
couches les plus fragiles, à savoir la couche soudante
déchirable (4) et une partie de l'épaisseur de la couche à
base de la composition selon l'invention.
La déchirure se fait de part et d'autre du cordon de
soudure (D) (la zone matricée), ce qui a pour effet de
dégager une bande composée de la couche soudante déchirable
déchirée (9) et d'une partie (10) de la couche à base de la
composition selon l'invention (3), qui restent soudées sur
la couche soudante de l'opercule (B). Une partie de la
couche à base de la composition selon l'invention (3)
assurant la refermeture, se trouve sur chacune des faces
internes des contenant (A) et opercule (B) de l'emballage.
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I1 suffit de repositionner face à face les deux zones
correspondant à la déchirure et d'exercer une pression pour
assurer la refermeture de l'emballage. La force de
refermeture (recollage de l'adhésif sur lui-même) est
proportionnelle à la pression exercée pour la refermeture.
En général, la déchirure dans la couche adhésïve à base de
la composition selon l'invention entraîne un léger
blanchiment de celle-ci du fait de l'irrégularité des
surfaces de rupture entraînant une irisation. La
refermeture est alors maximale lorsque la pression exercée
rend la zone de déchirure à nouveau transparente. En effet,
dans Ce cas, la continuité de la couche adhésive a été
reconstituée, et cette couche adhésïve ne présente plus
alors d'irisation de surface. La réouverture et 1a
refermeture sont identiques aux opérations décrites ci-
dessus.
Dans l'ïnvention, toutes les couches peuvent
comprendre des sous-couches, le cas échéant. Ainsi, la
couche support peut comprendre deux couches de PET, entre
lesquelles se trouvent une couche d'encre d'impression et
un couche de liant. De même, la couche complexable peut
comprendre une couche par exemple en EVA à forte teneur et
une couche en PE (côté adhésif); cette couche
supplémentaire peut jouer le rôle de couche de renfort.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la
limiter. Les rapports, ratios et proportion sont en poids.
Exemples.
Dans ces exemples, on a utilisé les composants
suivants:
PE1: PE MD additivé avec des additifs glissant et
anti-block (5 ~ en poids) .
PE2: PE BD additivé avec des additifs glissant et
anti-block (4% en poids).
L1: liant à base d'EVA greffé avec de l'anhydride
maléfique (Orevac° d'Atofina).
L2: liant à base d'EVA (Bynel~11E554 de DuPont)
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HM: Hot-Melt, M3062 (de la société AtoFindley)
Exemples 1 et 2 (comparatifs) et 3 et 4 (selon
l'invention).
On réalise les multicouches suivantes:
Ex. Couche Liant Adhsif Liant Couche
PE No.l No.l No.2 No.2
i
1 Composition PE1 L1 HM Ll PE2
(100%)
Epaisseur 16 4 20 4 16
(~.m)
2 Composition PE1 L2 HM L2 PE2
(100%)
Epaisseur 16 4 20 4 16
(gym)
3 Composition PE1 L2 HM/L2 L2 PE2
(80/20)
Epaisseur 16 4 20 4 16
(gym)
4 Composition PE1 L2 HM/L2 L2 PE2
(80/20)
Epaisseur 15 5 10 5 15
(gym)
Les conditions d'extrusion sur une extrudeuse
tubulaire étaient les suivantes:
- PE1: 175-185°C;
- L1 ou L2: 165-175°C;
- PE2: 165-175°C;
- Adhésif: 135-145°C;
- Tête et filière: 160-175°C;
Les multicouches obtenues ont alors été complexées (la
couche en PE1 est complexable, elle est traïtée Corona) sur
une feuille de PVC de 400~.m à l'aide d'une colle
polyuréthane bi-composants avec solvant, d'épaisseur
environ 3~m. Ces structures finales ont été thermoformées
sur un dispositif approprié, dans les conditions suivantes:
- Préchauffage à 90-120°C;
- Température de soudure: 160 +/-5°C;
- Temps de soudure: 2 +j-0.5 sec.;
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- Pression de soudure: 5 +/-0.5 bar;
Une fois soudées, les barquettes ont été testées quant
à la force d' ouverture et de refermeture (avec une vitesse
5 de tractïon de 200mm/min). Par ailleurs, on a caractérisé
le type de déchirure dans l'adhésif (pour déterminer s'il y
avait un délaminage ou une rupture cohésïve). Les résultats
sont regroupés dans le tableau suivant.
Ex. Force d'ouverture Type de Force de
(g/l0mm) dchirure recollage
(g/lOmm)
Initiation Propagation Aprs 1 Aprs 3
Recollage recollages
1 1600 1500 Dlaminage 0 0
2 1730 1280 Dlaminage 200-250 150
3 2260 1780 Cohsive 300-350 150-200
4 2800 1600 Cohsive 800-1600 400-600
Dans le cas des exemples 1 et 2, il y a délaminage
tandis que dans les exemples selon l'invention 3 et 4 il y
a rupture au sein du hot-malt. En effet dans ce dernier
cas, la rupture se caractérise par la présence du hot-malt
sur les deux faces de la Zone d'ouverture. Celle-ci se
caractérise par le toucher collant présent sur ses deux
faces.
Exemples 1 (comparatifs) et 5 et 6 (selon l' invention) .
On réalise les multïcouches suivantes:
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Ex. Couche Liant Adhsif Liant Couche
I
PE No.1 No.l No.2 No.2
1 Composition PE1 L1 HM L1 PE2
(100%)
Epaisseur 16 4 20 4 16
(gym)
Composition PE1 L1 HM/Ll L1 PE2
(80/20)
Epaisseur 16 4 20 4 16
(gym)
6 Composition PE1 L1/HM HM L1/HM PE2
(80/20) (100%) (80/20)
Epaisseur 16 4 20 4 16
(gym)
Les conditions d'extrusion sont similaires à celles
décrites dans l'exemple 1.
Les multicouches obtenues ont alors été complexées de
5 la même façon que dans l'exemple 1.
Une fois soudées, les barquettes ont été testées dans
les mêmes conditions que l'exemple 1. Les résultats ont
regroupés dans le tableau suivant.
'Ex. Force d'ouverture Type de Force de
(g/l0mm) Dchirure recollage
(g/l0mm)
Initiation Propagation Aprs 1 Aprs 3
Recollage recollages
1 1600 1500 Dlaminage 0 0
5 1710 1500 Cohsive 720 780-1120
6 1710 1400 Cohsive 950 300-1100
l0
Dans le cas des exemples 5 et 6, il y a rupture au
sein du hot-melt, comme précédemment pour les exemples 3 et
4. En effet dans ces cas, la rupture se caractérise par la
présence du hot-melt sur les deux faces de la zone
d'ouverture. Celle-ci se caractérise par le toucher collant
présent sur ses deux faces.
