Brevet FR2494184A1 — publié le 19820521

Dans de très nombreuses applications des films plastiques d'emballage, on exige de ces matériaux un ensemble de propriétés qu'il est la plupart du temps impos- sible d'obtenir d'un film constitué d'une seule matière malgré la grande diversité des résines mises au point par l'industrie. Par exemple on peut avoir besoin que les deux faces du film aient des caractéristigues de glissement différentes, qu'un film biorienté puisse se souder a chaud sans risque de défonnation, qu'il possède certaines caractéristiques de barrière aux gaz, de rigidité ou de tenue aux basses températures etc.. On sait qu'il est courant, pour satisfaire a ces conditions, de réaliser des films composites obtenus par combinaison de films unitaires, en faisant appel a des techniques parfois couteuses ou d'une application délicate, telles que le contre collage (dry lamination) ou l'extrusion-lamination. C'est la raison pour laquelle le procédé de ocextrusion des constituants â travers une filière commune a été mis au point. La présente invention sera mieux comprise par la considération de la figure 1 représentant les plages de fusion comparées des divers types de Polypropylène (homopolymère, copolymère séquencé et copolymère statistique). L'objet de la présente invention est un complexe multicouches convenant au conditionnement de produits contenant des matières grasses solides ou liquides tels que beurre, margarine ou dérivés de produits laitiers (yaourt, crème fraiche, fromages frais). I1 convient également au conditionnement de jus de fruits délicats. I1 existe déjà pour cette application des complexes constitués d'une couche externe en Polyéthylène de basse densité, directement appliquée sur une couche centrale de Polypropylène par extrusion, sans interposition d'aucun liant. Les deux résines étant incompatibles, il n'y a pas d'adhérence autre que par effet de "ventouse" entre ces deux couches. On peut donc facilement réaliser le "pelage" de la première couche par rapport au reste du complexe, exigé par certains types de machines de conditionnement comportant en ligne les postes de - pelage de la couche externe - thermoformage du reste du complexe sans découpe des alvéoles formées - remplissage des alvéoles formées - scellage de la couche externe sur les bords des alvéoles encore formées en chapelet en utilisant pour l'operculage la couche externe - déooupe des emballages individuels scellés. Lorsque le "pelage" intervient sur des complexes obtenus par le procédé de coextruslon en filière unique, on peut dire que l'interface des films mise à nu est stérile du fait même des températures régnant dans cette filière, qui sont de l'ordre de l'ordre de 2500C dans le cas du Polypropylène Le complexe comporte une troisieme couche principale, dé @ée ci-après couche interne. Elle est constituée de Polystyrène résistant aux v @ocs. Comme on désire qu'elle reste associée à la couche centrale pendant la durée de vie des embella- ges realisés avec ce complexe, il est nécessaire d'interposer une couche de liant entre la couche centrale et la couche interne. L'invention de la demanderesse est caractérisée en ce que la couche centrale est réalisée dans un copolymère particulier de l'éthylène et du propylène appelé copolymère statistique ou encore random copolymer en anglais et, par ailleurs, en ce que la liaison entre cette couche centrale et la couche interne est réalisée par un mélange élastomérique approprié. La demanderesse a en effet mis en @évidence la propriété surprenante suivante La couche externe peut se décoller sans effort et dans sa totalité si elle a été appliquée par coextrusion sur la couche centrale avec une pression réduite. Par contre, cette même couche exteme est susceptible d'adhérer à la couche centrale dans certaines conditions de température et de pression, à condition que cette couche centrale ait été réalisée comme il a été dit à partir de copolymère statistique d'éthylène et de propylène. Ce copolymère est caractérisé par la présence tout au long de la chaine polypropylénique de motifs éthyléni- ques en nombre compris entre 2 et 10 % du nombre des motifs propyléniques, et de préférence en nombre caprins entre 3 et 4 %.Ces motifs éthyléniques doivent etre simples ou isolés, c' est à dire qu'il ne doit pas en exister deux, trois ou davantage consécutifs En d'autres termes, si E représente un motif éthylénique C2H4 et P un motif propylénique C3H6, le copolymère statistique d'éthylène et de propylène est représenté par une formule symbolique semblable à la suivante .... P-P-E - P-P-P-E - P-P-P-E - P-P. A chaud et sous pression, ces itotifs éthyléniques permettent l'adhérence sur la couche externe constituée comme il a été dit de Polyéthylène de basse densité, encore appelé polyethylène souple. Ce phénomène est facilité par l'élargissement de la plage de fusion de ce copolymère statistique par rapport aux autres types de Polypropylène (voir figure 1) Les conditions de température et de pression se retrouvent par exettple dans les soudeuses dites soudeuses thermiques, où l'électrode de scellage est thermos- tatée a une température d'environ 3500C et exerce une pression de 5 à 25 bars suivant le grade du polyéthylène. L'adhérence obtenue n'est pas comparable au point de vue de la résistance mécanique à une véritable soudure, nais elle atteint des valeurs suffisantes pour permettre l'operculage de récipients thermoformés à partir des couches centrale et interne par la couche externe préalablement décollée des deux autres pour permettre les opérations de formage et de remplissage. En outre la demanderesse a découvert une formulation appropriée a la constitution d'un liant pour assembler de façon permanente les couches centrale et interne. Au cours de l'opération de thermoformage, ce liant présente une souplesse suffisamment grande pour accoMpagner les deux couches en question dont les caractéristiques de déformation sont différentes. I1 est constitué en parts voisines de l'égalité par un élastomère séquencé du type styrène-butadiène a taux de butadiène d'environ 60 %, et par un copolymèn éthylène-acétate de vinyle (EVA) a taux d'acétate de vinyle d'au moins 25 %. Ce mélange s'est avéré sensible à la température. C'est pourquoi la formulatio@- est complétée par un système d'antioxydants. Exemple : Le complexe obtenu à travers une filière plate de coextrusion a 4 couches est constitué ainsi couche nature épaisseur externe Lacqtène 1070 MN 24 MI2190 = 7 0,12 mm d = 0,924 Polyéthylène basse densité centrale Lacqtène P 3050 FG 3 MI5230 = 5 0.40 mm Copolymère E/P statistique liant voir formulation 0,10 mm interne Lacqrène 6350 MI@200 = 3,5 1,10 Ut S Polystyrène anti-chocs Le liant correspond à la formulation suivante - Solprene 414 : 50 % élastomère séquencé de type SBS de Phillips Petroleum, contenant 60 % de butadiène et 40 % de styrène - Lacqtène EVA 9006 : 50 % copolymère contenant 28 % d'acétate de vinyle - Butylhydroxytoluène (BHT) : 0,15 pour cent de résines - Irganox 1076 de Ciba-Geigy : 0,10 pour cent de résines Les constituants du liant subissent une opération préalable de malaxage qui les amène à l'état de compound homogène prèt à l'emploi. La force d'adhérence obtenue à l'essai de séparation du Polypropylène et du Polystyrène antichocs est de 1 kg f sur une éprouvette de 2 cm de largeur. De même après scellage de la couche externe sur la couche centrale, on obtient une force d'adhérence de 0,20 kg f sur une éprouvette de 2 cm de largeur. REVENDICATIONS Revendication 1 Complexe pelable de conditionnement multicouches caractérise en ce qu'il est constitué d'une couche externe pelable en Polyéthylène de basse densité, d'une couche centrale à base de copolymère statistique Ethylène-Propylène et d'une couche interne à base de Polystyrène résistant aux chocs, fortement ancrée à la couche centrale par un liant approprié. Revendication 2 Complexe pelable de conditionnement multicouches suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le copolymère Ethylène-Propylène statistique utilisé a ses motifs Ethylène isolés les uns des autres et en proportion de 2 à 10 % en poids de l'ensamble. Revendication 3 Ccttplexe pelable de conditionnement multicouches suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche externe pelable est scellable sur la couche centrale polypropylénique après en avoir été séparée à condition de respecter des températures de scellage d1au moins 3500C et des pressions de 5 à 25 bars. Revendication 4 Liant suivant la revendication 1 pour associer de façon permanente et en particulier pendant l'opération de thermoformage la couche centrale et la couche interne, caractérisé en ce qui comporte - environ 50 z d'un élastomère séquenceé butadiène-styrène à plus de 50 pour cent de résine de butadiène et à moins de 50 pur cent de styrène - environ 50 % d'un copolymère éthylène-acétate de vinyle à plus de 25 % en poids d'acétate de vinyle - 0,15 pour cent de résine de butylhydroxytoluène comme antioxydant princi pal. - 0,10 pour cent de résine de l'ester octadécylique de l'acide B (3'5' diter tiobutyl 4' hydroxyphényl) propionique.