Brevet FR2294220A1 — publié le 19760709

Les récipients remplis de produits liquides, solides, à l'état de gel ou ga zeux nécessitent après remplissage d'être bouchés tant pour assurer l'étanchéité du récipient que la protection du produit canters. Un tel bouchage du récipient s'effectue en général aussitôt après le remplissage pour permettre les manutentions et le transport du récipient rempli et pour assurer la protection de son contenu.Un des procédés de bouchage largement utilisé industriellement est l'operculage an moyen d'un ruban en métal, en une matière plastique, en carton ou tout autre matériau d'épaisseur variable et enduit d'un adhésif sur une de ses faces.Entre antres, les rubans en feuille d'aluminium rnAnits d'un adhésif à partir duquel sont découpées des flans destinés à constituer les opercules adhésifs sont bien connus de l'homme de l'art; la liaison de l'oper- cule/adhésif et le récipient est obtenu par pression à chaud de I 1opercule/ adhésif sur les bords du récipient rempli. I1 est donc connu pour mettre en oeuvre cette technique de réaliser une composition métal/adhésif, ce dernier étant choisi en fonction de la nature des éléments à assembler, c'est-à-dire la nature du métal et da matériau constituant le récipient. Les solutions retenues pour l'adhésif sont en général satisfaisantes, qu'il s'agisse de dérivés cellulosiques-, d'a idon, de certaine élastomères, de copelymères vinyliques ou de mélange thermofusible, appelés couram- ment ERot-melt". Bn ce qui concerne cette dernière classe d'adhésifs, une men- tion particulière doit être faite; il s'agit d'un mélange de résines copprant essentiellement: - une résine adhésive, - une résine dite "fondant" dont le rôle est d'abaisser la viscosité du mélange à ltétat fondu pour favoriser la mouillabilité de l'adhésif et,de ce fait, son adhérence; - divers antres produits et charges permettant d'obtenir les caractéristiques souhaitées: souplesse, cohésion, etc. Ce type de composé dit "Hot-melt" est particulièrement intéressant pour l'in- dustrie car le collage est obtenu par simple fusion de l'adhésif au moment de la mise au contact ou affichage des surfaces à réunir. son outre, dès que l'af- fichage est effectué il se produit nn début de refroidissement et celui-ci entraine une augmentation suffisante de la viscosité de l'adhésif pour permettre une filiation entre les éléments à coller et rendre ces éléments capables de supporter les efforts auxquels ils sont soumis an corrs des manutentions et manipulations ultérieures imposées à l'emballage. Si, comme nous l'indiquons ci-aessue, des solutions satisfaisantes existent pour ltobturation des récipients en métal, plastique et carton, le problème n1 est pas, à ce jour, résolu dans des conditions économiques lorsque les récipients sont en verre. Ceci tient aux propriétés de surface particulière du verre qui nécessite l'utilisation d'adhésifs présentant des propriétés spécifiques généralement plus ou moins bien connues. Le brevet français 2 165 065 revendique l'utilisation d'un adhésif constitué par un mélange d'au moins une résine ionomère et d'au moins un ester de résine terpénique servant de solvant à la résine monomère. Ce brevet précise, en outre, les conditions de préparation de telles formules et leur mise en oeuvre. Ces résines présentent, certes, de très bonnes qualités pour un grand nombre de propriétés exigées dans les opérations de collage verre sur verre.Mais il n'en est pas toujours de même lorsque les propriétés exigées sont celles relatives au collage d'un opercule sur les bords du récipient en verre, cet opercule étant réalisé à partir d'un ruban ou d'une feuille d'aluminium enduite sur une de ses faces d'un adhésif et lorsque, en outre, l'opération de bouchage du récipient en verre doit se faire de façon industrielle, c'est-à-dire à haute cadence, en découpant au préalable, dans un ruban d'aluminium enduit d'adhésif, les flans destinés à constituer l'opercule. Dans une telle opération, il est nécessaire de disposer de produits qui répondent aux caractéristiques suivantes: 1 ) les résines servant d'adhésif doivent être de qualité dite "alimentaire", c 'est-à-dire agréées par les services d'hygiène alimentaire, 2") l'enduction du support en aluminium doit pouvoir se faire sur les machines existantes dont les températures et les vitesses de fonctionnement sont déjà définies; 30) la résine doit posséder une bonne adhérence sur l'aluminium, 40) le composite aluminium/résine ne doit pas présenter le phénomène de "blocking", c1 est-à-dire la prise en masse plus ou moins rapide des diffé rentes spires constituant le rouleau du complexe support/adhésif, 50) un déroulage normal du rouleau support/adhésif pour le passage de la bande sur les encapsuleuses. Ce déroulage normal est d'ailleurs plus ou moins lié à I'absence de "blockulg". 60) une découpe dans la bande des flans, destinée à constituer les opercules, n'entrainant pas une usure des outils de découpe qui dépasserait les con ditions de rentabilité économique, 70) une température de collage 1800G 80) une fixation entre eux des éléments à coller après une durée d'affichage ne dépassant pas 2 secondes avec une étanchéité suffisante pour répondre aux tests d'essai exigés par le cahier des charges du client, 9 ) une adhérence sur le verre à apprécier, qui est fonction des tests exigés par le fournisseur des appareils de conditionnement. Si les formules décrites dans le brevet français 2 165 065 conviennent bien pour réaliser-un cordon adhésif disposé entre deux feuilles de verre, ces for mules ont pour l'application envisagée les inconvéaients suivants: 1 ) leur viscosité de 5000 poises à 1500C rend difficile, à l'aide des sppareils classiques, 1 'enduction du ruban de métal, en particulier du ruban en aluainini, appareils pour lesquels la viscosité de la résine doit être nettement inférieu re à 1000 poises à 1500C. 20) de telles résines présentent un risque de "blockingn, c'est-à-dire, comme il a été dit plus haut, un risque de prise en masse des bobines du rouleau mé- tallique enduit d'adhésif du fait de la présence d'un agent collant dit "tacki fiant"(tel que l'alcool polyvinylique utilisé dans le brevet français précé dent)susceptible de développer des efforts d'adhérence sous très faible presion. 30) les charges minérales sont à exclure car elles provoquent une usure rapide des outils de découpe des flancs de 1 'opercule dans les conditions particuliè res de rapidité exigées par les cadences des machines de remplissage et de bou- chage qui sont de 6000 à 12.000 pots par heure. La présente invention concerne la réalisation d'une résine susoeptible de répondre aux diverses engonces énu- mérées ci-dessus. L'invention consiste à utiliser un ester de colophane dans lequel est dissoute une résine ionomère et à rajouter à ce mélange une résine polyamide therso- plastique flexible dans les limites suivantes de proportions pondérales: Ester de colophane ....,.,. ....................... 10 à 50 en poids Résine ionomère .................................... 5 à 30% Résine polyamide thermoplastique flexible q.s 100 C'est l'addition de cette résine polyamide qui permet d'abaisser la viscosité du mélange résine-ionomère-polyamide, la compatibilité de la résine ionomère étant rendue possible par Sa dissolution préalable dans l'ester de colophane.Un produit anti-oxyffiant-classique de type 2-6 di-terbutyl-paracrésol,tel que le "DALPAC" de HERCULES, prévient les altérations des constituants de la résine lors des traitements à chaud nécessaires pour réaliser le mélange de ces cons tituants. On donne ci-après un exemple non limitatif de réalisation selon l'invention en référence aux dessins annexés qui représentent Fig.1 des courbes comparatives de différentes résines donnant la variation de leur viscosité en centipoises en fonction de la température en C, Fig.2 un schéma de principe vu en coupe latérale et élévation d'un dispositif d'enduction du ruban d'aluminium par la résine. On réalise un adhésif constitué par un mélange de résines dont les proportions sont exprimées en % pondéral Résine ionomère "SURLYN" de DUPORT de NEMOURS ....... t Y en poids Résine colophane "FORAL" de HERCULES ......................... 10 % " Résine polyamide "TERSALON" n 2130 de SCHERING............. 79,8%" Anti-oxydant "DALPAC" de HERCULES ....................... 0,2 ffi en poids Les caractéristiques du produit adhésif sont: Température de ramollissement ........................... 800C Température de thermocollage ............................. 1800C Viscosité : à 1800C ..................................... 150 poises à 1500C 500 Densité ........................................ 1 Résistance au cisaillement d'un collage verre/aluminium 70 kg/cm2 Coloration: jaune clair. Sur la fig. 1 la courbe C donne la variation de viscosité en centipoises en fonction de la température en OC d'une résine constituée simplement par un mélange d'une résine ionomère: le SURLYN A de DUPONT, dissoute dans un ester terpénique: ester de colophane dit FORAI de HERCULES. On voit que vers 1500C la viscosité de ce mélange est de 5000 poises.En ajou- tant à ce mélange un copolymère d'acétate de vinyle (courbe B) et un terpolymère constitué d'éthylène, d'acétate de vinyle et acide maléfique, la viscosité, si elle est abaissée pour des température supérieures à 150 C, reste du même ordre de grandeur à cette température. Au contraire, la courbe A donne la variation de viscosité pour le mélange suivant l'exemple. L'addition d'un polyamide (VERSAlON n 2130 de SCIEEING) permet d'abaisser à 500 poises à 1500C la viscosité du mélange résine-ionomère dissoute dans un ester terpénique. Ce mélange est déposé à l'état fondu à la surface d'une bande d'aluminium placée sur un rouleau comportant une bobine d'aluminium (1), un distributeur (2) de mélange thermofusible, une calandre (3), une zone (4) de refroidissement, une zone (5) de guidage et centrage de la bande enduite de son adhésif, un dispositif (6) d'enroulement de la bande et de son adhésif. Au cours du dépôt de l'adhésif sur la bande, la température de la colle est de 1700C, celle de la calandre (3) de 1500C, celle à la sortie de la zone (4) de refroidissement 400C, la vitesse de déroulement de la bande d'aluminium, par conséquent de la vitesse d'enduction,de 10 m par minute. On peut avec cet appareillage obtenir une bande support en aluminium sur la quelle l'épaisseur de l'adhésif peut varier de 25 à 150 , l'épaisseur conve- nable étant de 25 à 30/. Avec ces échantillons du complexe alu/adhésif, on procède au thermoscellage des pots en verre destinés à contenir un produit laitier. Les flans des cap sules sont découpés sur l'encapsuleuse, puis les récipients sont remplis sans précaution avec de l'eau (gouttes d'eau sur les bords des pots). Les capsules sont ensuite placées sur les pots, on chauffe une matrice portée à 160/1800C, on presse l'opercule sur les bords de l'orifice du pot. Les pots ainsi oper culés sont alors soumis aux différents tests suivants: 10) après operculation, les pots remplis de liquide sont placés à ltenvers et leur étanchéité, c'est-à-dise l'absence de suintement, est vérifiée chaque jour pendant 10 à 15 jours. Ce test d'étanchéité n'est antre que celui exi- gé par la clientèle. 20) une autre façon d'apprécier la qualité du collage est de soulever chaque jour le pot par la languette que comporte l'opercule et destinée à 1 'ouver- ture du potin vérifie qu'il ne se produit pas de décollement de l'opercu le d'avec le récipient. Dans chacun des essais ci-dessus, les résultats sont considérés comme satisfaisants: l'étanchéité reste bonne et 1 'opercule ne se décolle pas du récipient. REVENDICATIONS 1. Résine thermofusible adhésive destinée à la réalisation des joints ou opercules pour la fermeture par collage sur des récipients en verre, opercules dont le collage sur les bords de l'orifice du récipient est réalisé au bout d'un temps de contact inférieur à 2 secondes et dont l'adhésif, dont est muni l'opercule, présente une viscosité égale ou inférieure à 500 poises à 1500C, caractérisée en ce qu'elfe est composée d'un ester de colophane dans lequel est dissoute une résine ionomère, cette solution étant additionnée d'une résine polyamide et d'un anti-oxydant. 2. Résine thermofusible selon la revendication 12 caractérisée en ce qu'elle présente la composition suivante exprimée en pourcentage pondérai Ester de colophane ............................,...... 10 à 50 % Résine ionomère ...................................... 5 à 30 % Résine polyamide thermoplastique flexible q. s 1 oe 3. Résine thermofusible selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle présente la composition suivante exprimée en pourcentage pondéral Résine ionomère ....................................... 10 46 Résine colophane ..................................... 10 % Résine polyamide ..,.................................. 79,8 % Anti-oxydant ........................................... 0,2 %