Brevet FR2176136A1 — publié le 19731026

L'invention, due à Enrico STRINO, est relative à un matériau composite, en feuille, se prêtant particulièrement à la confection d'emballages ou récipients destinés à contenir des substances huileuses. Jusqu'ici, ces substances étaient emballées dans des récipients métalliques ou en verre, car les récipients constitués de matériaux stratifiés (combinaisons de carton et matière plastique ; de papier, matières plastiques et masses thermofusibles ou "hot melts" présentaient de nombreux inconvénients, notamment une interaction entre l'huile et la couche plastique intérieure en contact avec l'huile, le rancissement de l'huile, ces récipients ne la protégeant pas complètement contre l'oxydation, la formation de taches sur l'extérieur des récipients provenant de l'infiltration de l'huile à travers les zones du film plastique affaiblies par les opérations de soudage à chaud, ou bien des gouttes d'huile tombées sur l'extérieur des récipients pendant leur remplissage. Un premier type de matériau composite connu, en feuille, et très souvent utilisé pour fabriquer des récipients pour produits alimentaires huileux et facilement périssables, est formé par les couches suivantes : polythène à basse densité - feuille d'aluminium - polythène à basse densité - carton - polythène à basse densité. Un deuxième type connu, de fabrication récente, comprend cette autre combinaison de couches : résine ionomérique - carton - résine ionomérique - papier - hot melt. Aucun de ces deux types n'a éliminé tous les problèmes. Dans les récipients fabriqués avec le premier type, l'huile interagit d'abord avec le polythène et ensuite avec la feuille d'aluminium. Le manque d'aluminium dans le deuxième type provoque l'oxydation de son contenu d'huile dans une mesure non acceptable commercialement. Enfin aucun de ces deux types ne peut empêcher que lthuile s'infiltre à travers les zones soudées à chaud. Tous les inconvénients susmentionnés ont été éliminés par le matériau composite de l' nvention, qui comprend les couches suivantes énumérées, ci-après et dans les exemples suivants, dans l'ordre selon lequel elles se succèdent de l'intérieur vers l'extérieur du récipient confectionné : résines ionomériques à teneur saline élevée - feuille d'aluminium - polythène carton léger - au moins une couche d'une matière choisie parmi les suivantes : résine ionomérique à teneur saline moyenne, résine ionomérique à teneur saline élevée, polythène, feuille d'aluminium. Les exemples dè réalisation de I'invention sont donnés ciaprès à titre purement illustratif et non limitatif. Exemple 1. Matière stratifiée, en feuille, comprenant 2 Poids de la couche (/m ) Résine ionomérique à teneur saline élevée 30-45 Résine ionomérique à teneur saline moyenne 15-20 Feuille d'aluminium 17-33 Polythène à densité moyenne 15-20 Carton léger variable selon le format Résine ionomérique à teneur saline élevée 15-30 Ce matériau est fabriqué par le processus suivant : le carton, sur lequel ont été préalablement imprimées les légendes et figures qui doivent y figurer, est revêtu d'une couche exté 2 rieure de 25 g/m de résine ionomérique à teneur saline élevée. La température d'extrusion de la résine est de 2900 à 300 C. Pour augmenter l'adhésion entre le carton et la résine ionomé risquer on utilise un traitement d'activation sur la surface du carton (décharge électrique - traitement à effet de couronne). Pour obtenir une couche uniformément extrudée, il faut absolument éviter l'absorption d'humidité par les matières traitées, car la résine ionomérique est fort hygroscopique. Sur l'autre face du carton, on applique par laminage, l'aluminium, en interposant entre les deux une couche de 2 15 g/m2 de polythène à densité moyenne. La température d-'ext-ru- sion est de 320 à 330"C. L'autre face de l'aluminium est revê 2 tue d'une couche de 20 g/m de résine ionomérique à teneur sali- ne moyenne. La température d'extrusion est de 300 à 310 C. Pour augmenter l'adhésion de la résine sur l'aluminium, on utilise de nouveau une décharge électrique ou traitement de couronne. 2 Enfin une couche de 40 g/m2 de résine ionomérique à teneur saline élevée est appliquée sur la résine à teneur saline moyenne. La température d'extrusion est de -90 à 300 C. A cause du caractère hygroscopique de cette matière, il faut éviter qu'elle absorbe de l'humidité. Les résultats des essais comparatifs effectués - l'aide d'un matériau connu du premier type et de celui écrit dans l'exemple 1 sont rapportés dans le tableau ci-apres. Tableau Jours de conservation 15 45 60 Matériau du premier type Résistance à la délamina tion de la pellicule inté rieure (55 ), de l'Al (9 ), en g/cm2 ; 112 28 0 Al dissous dans l'huile, (ppm) traces 40 160 Matériau de l'exemple 1 Résistance à la délamina tion de la pellicule inté rieure (56 & , de l'Al (9 ). en g/cm2) ; 288 335 330 Al dissous dans l'huile, (ppm) O 0 traces Exemple 2. Matériau composite comprenant les couches suivantes Poids de la couche (q/m ) Résine ionomérique à teneur saline élevée 45-60 Carton variable suivant le format Polythène à basse densité 15-20 Feuille d'Al 17-33 Polythène à basse densité 15-30 La position de la feuille d'aluminium dans le matériau de cet exemple confère au récipient un bel aspect métallique, empê- che la diffusion des résidus d'huile dans les zones du carton soumises à la chaleur du soudage, et cache les taches dues à des gouttes parasites tombées sur le récipient au cours de son remplissage. En outre le matériau de cet exemple est particulièrement économique, car il utilise deux couches de polythène à basse densité, qui est la matière plastique le meilleur marché qui existe dans le commerce. On a trouvé que les huiles alimentaires confectionnées avec les matériaux indiqués dans les deux exemples montrent, après trois mois de conservation à 400C, des propriétés organoleptiques égales aux mêmes types d'huile mis dans des bouteilles de verre et dans des récipients métalliques en tôle étamée. Sur la base d'essais comparatifs, on a observé que cette propriété. particulièrement avec le matériau de l'exemple 1, est due à la barrière presque absolue à la pénétration de l'air extérieur, créée par la combinaison des couches situées à l'intérieur du carton, ainsi qu'aux propriétés antioxydantes des résines ionomériques à teneur saline élevée. Sur la base des observations susmentionnées il a été possible de formuler une troisième combinaison de matériau composite, qui réunit les avantages des matériaux des deux exemples précédents. Elle présente, à partir de l'intérieur jusqu'au carton, le même ordre de composants que le matériau de l'exemple 1, et à partir du carton jusqu'à l'extérieur, le même ordre de composants que le matériau de l'exemple 2. Cette stratification peut être simplifiée pour des raisons d'économie, sans affecter substantiellement les qualités du matériau, suivant les indications données dans l'exemple suivant. Exemple 3. Poids de la couche (s/m2) Résine ionomérique à teneur saline élevée 50 Feuille d'aluminium 24 Polythène à basse densité 15 Carton demi-blanchi 130 Polythène à basse densité 15 Feuille d'aluminium 17 Polythène à basse densité 20 La. succession des opérations pour la fabrication du matériau selon l'exemple 2 est la suivante 1. Assemblage par laminage du carton avec l'aluminium par 2 interposition d'une couche de 15 g/m2 de polythène à basse densité. La température d'extrusion est comprise entre 320 et 3300C. 2. Revêtement extérieur de l'aluminium avec une couche de 20 g/m2 de polythène à basse densité, à la même température d'extrusion. 3. Impression des légendes et figures sur la couche extérieure du polythène préalablement soumis au traitement activant selon l'exemple 1. 4. Revêtement de la face intérieure du carton avec une 2 couche de 60 g/m2 de résine ionomérique à teneur saline élevée, en prenant soin de ne pas faire absorber d'humidité à la résine. La température d'extrusion est comprise entre 290 et 3000C. Pour la fabrication du matériau selon l'exemple 3, les trois premières opérations sont identiques à celles de l'exemple 2. Le quatrième (assemblage du carton avec la deuxième feuille d'aluminium) est analogue à l'opération 1 du processus précédent. La dernière opérationconsiste à revêtir intérieurement la première feuille d'aluminium d'une couche de 50 g/m2 de résine ionomérique à teneur saline élevée, à une température d'extru- sion comprise entre 290 et 3000C. L'impression peut être faite indifféremment sur le carton, sur l'aluminium ou sur une pellicule extérieure de plastique. En ce qui concerne les propriétés des composants employés dans les matériaux composites de l'invention, la résine ionomérique à teneur saline élevée oppose une résistance élevée au pouvoir dissolvant de l'huile, même après de longues périodes de contact. Les résultats des essais ont conduit à donner la pré- férence aux résines ionomériques à teneur saline élevée ayant un degré salin égal à 1,0 - 2,0 ; un cation monovalent ; une densité minimum de 0,938 g/cc ; une transmission d'oxygène maximum de 8000 cc/m2 /24 heures/25xlO mm/l atm. La résine ionomérique à teneur saline moyenne est apte à adhérer directement à la feuille d'aluminium dans les opérations d'extrusion.Cette résine a un degré salin de 0,2 - 1,0 ; un cation bivalent ; une densité de 0,932 - 0,940 g/cc et une transmission maximum d'oxygène de 7000 cc/m2/24 heures/25x10-3 mm/l atm. La feuille d'aluminium garantit la protection du contenu contre les radiations lumineuses et la transmission de l'oxygène atmosphérique. Le polythène à densité moyenne permet d'assembler par extrusion la feuille d'aluminium au carton et forme aussi une bonne barrière contre l'oxygène atmosphérique. I1 doit avoir de préférence une densité de 0,922 - 0,934 g/cc et une transmission maximum d'oxygène de 3500 cc/m2/24 heuresS25xlO mm/l atm. Le polythène à basse densité devrait avoir une densité maximum de 0,920 g/cc et une transmission maximum d'oxygène de 10.000 cc/m2/24 heures/ 25xlO mm/l atm. Le carton confère au matériau la rigidité nécessaire pour avoir des récipients maniables et forme un bon support pour l'impression. L'absorption capillaire des résidus d'huile reste limitée si l'on incorpore dans la masse du carton un additif fluoré oléofuge. REVENDICATIONS 1. Matériau stratifié, en feuille, notamment pour l'embal- lage de substances huileuses, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de résine ionomérique à teneur saline élevée ; une couche de feuille d'aluminium ; une couche de polythène ; une couche de carton ; et au moins une autre couche d'un matériau choisi parmi le groupe comprenant les résines ionomériques à teneur saline moyenne ; résines ionomériques à teneur saline élevée ; polythène ; feuille d'aluminium. 2. Matériau stratifié suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend successivement, de l'intérieur vers l'extérieur de l'emballage : une couche de résine ionomérique à teneur saline élevée ; une couche de résine ionomérique à teneur saline moyenne ; une couche de feuille d'aluminium ; une couche de polythène à densité moyenne ; une couche de carton ; ainsi qu'une couche de résine ionomérique à teneur saline élevée. 3. Matériau stratifié suivant la revendication î, caractérisé en ce qu'il comprend successivement de l'intérieur vers l'extérieur de l'emballage : une couche de résine ionomérique à teneur saline élevée ; une couche de carton ; une couche de polythène à basse densité ; une couche de feuille d'aluminium ainsi qu'une couche de polythène à basse densité. 4. Matériau stratifié suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend successivement, de l'intérieur vers l'extérieur de ltemballage : une couche de résine ionomérique à teneur saline élevée ; une couche de feuille d'aluminium ; une couche de polythène à.basse densité ; une couche de carton une couche de polythène à basse densité ; une couche de feuille d'aluminium ; une couche de polythène à basse densité. 5. Matériau stratifié suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite résine ionomérique à teneur saline élevée présente : un degré salin entre 1,0 et 2,0 ; un cation monovalent ; une densité minimum de 0,938 g/cc ; et une transmission maximum d'oxygène de 8000 cc/m2/24 heures/25x10-3 mm/l atm ; et que la résine ionomérique à teneur saline moyenne présente un degré salin de 0,2 - 1,0 ; un cation bivalent ; une densité de 0,932 - 0,940 g/cc et une transmission maximum d'oxygène de 7000 cc/m2/24 heures/25xlO 3 mm/l atm ; et que ledit polythène présente, s'il est à densité moyenne, une densité de 0,922 2 0,934 g/cc et une transmission maximum d'oxygène de 3500 cc/m / 24 heures/25xi0'3 mm/1 atm et,s'il est à basse densité, une densité maximum de 0,920 g/cc et une transmission maximum d'oxygène 2 -3 égale à 10.000 cc/m /24 heures/25xlO mm/l atm. 6. Procédé de fabrication d'un matériau stratifié suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend les opérations d'impression préalable du carton ; revêtement du carton sur sa face extérieure avec une couche de 25 qXm2 de résine ionomérique à teneur saline élevée, après avoir traité le carton préalablement avec une décharge électrique ou un trait à effet couronne ; laminage du carton sur l'aluminium avec une couche interposée de polythène à densité moyenne ; revêtement de la face 2 intérieure de l'aluminium avec une couche de 20 g/m2 de résine ionomérique à teneur saline moyenne ; deuxième revêtement intérieur avec une couche de 40 g/m2 de résine ionomérique à teneur saline élevée. 7. Procédé de fabrication du matériau composite suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes : laminage du carton sur l'aluminium avec interposition d'une couche de 15 g/m2 de polythène à basse densité ; revêtement de la face extérieure de l'aluminium avec une couche de 20 g/m2 de polythène à basse densité ; impression typographique sur la couche extérieure de polythène après l'avoir soumise à un traitement activant ; revdtement intérieur du carton 2 avec une couche de 60 g/m de résine ionomérique à teneur saline élevée. 8. Procédé de fabrication d'un matériau statifié suivant la revendication 4, caractérisé en ce qutil comprend les opérations suivantes : laminage du carton sur l'aluminium avec inter 2 position d'une couche de 15 g/m de polythène à basse densité revttement extérieur de l'aluminium avec une couche de 20 g/m2 de polythène à basse densité ; impression typographique sur le polythène extérieur préalablement soumis à un traitement activant consistant en une charge électrique ou un traitement à effet couronne ; laminage du carton sur l'aluminium avec inter- position d'une couche de polythène à basse densité ; revêtement 2 intérieur de l'aluminium avec une couche de 50 g/m de résine ionomérique à teneur saline élevée.