Brevet FR2814435A1 — publié le 20020329

La présente invention a trait à un article de conditionnement, notamment sous forme d'un tube, d'un flacon-tube, d'un bidon ou d'un flacon, tel que pouvant être utilisé par exemple, pour le conditionnement de bon nombre de produits ménagers, alimentaires ou cosmétiques. Parmi les critères que doit remplir ce type de conditionnement, figure notamment la résistance à la casse. En effet, le matériau constituant un tel conditionnement doit être tel, que lorsqu'il tombe depuis la hauteur à laquelle on le trouve généralement (c'est à dire typiquement des mains d'un consommateur, ou depuis un plan de travail) il ne se casse pas. En outre, le matériau doit être tel que le conditionnement présente une rigidité axiale suffisante pour supporter sans s'écraser, la pression axiale nécessaire le cas échéant, au montage, notamment par claquage, d'une capsule ou d'une tête de distribution. Une telle rigidité axiale est également nécessaire lorsqu'il s'agit, pendant leur stockage et leur transport, d'empiler les articles de conditionnement sur des palettes De plus, le matériau doit être tel, que l'article de conditionnement puisse être fabriqué en utilisant les techniques de fabrication industrielles couramment utilisées, telles que l'extrusion ou coextrusion soufflage. A cet effet, dans le cadre notamment d'un tel processus d'extrusion soufflage, le matériau doit pouvoir se souder, notamment dans une zone située au fond de la paraison. Enfin, le coût de revient d'un tel article de conditionnement doit être aussi bas que possible de manière à être compatible avec les impératifs économiques des circuits de grande distribution. Il est connu de réaliser des flacons, notamment pour le conditionnement de produits cosmétiques, sous forme d'une structure mono-couche à base d'un copolymère de polypropylène, dont le module de flexion, typiquement, est de l'ordre de 800 MPa. A titre d'exemple, on peut citer le matériau commercialisé sous la marque BOREALISTM (référence CHC 307 MO), par la société BOREALISTM. En raison de la souplesse relativement importante d'un tel matériau, pour conférer au conditionnement la résistance axiale suffisante à laquelle il a été fait référence précédemment, il est nécessaire d'avoir une paroi d'épaisseur suffisamment importante. Typiquement une telle épaisseur moyenne est de l'ordre de 800 um. Bien évidemment, le coût de l'article de conditionnement est d'autant plus élevé que la quantité de matière première requise pour le fabriquer est importante. Il est également connu de réaliser de tels flacons à base de polyéthylène. A titre d'exemples on peut citer les matériaux commercialisés par la société DSM TM sous la marque STAMYLAN (références HD 7625 ou HD 8621). Avec ces matériaux se posent les mêmes problèmes que ceux évoqués en référence au copolymère de polypropylène. Typiquement, avec ce type de matériau, l'épaisseur de la paroi est de l'ordre de 1 mm. Aussi, est-ce un des objets de l'invention que de réaliser un article de conditionnement, notamment de type flacon, tube ou bidon, et résolvant en tout ou partie les problèmes discutés ci-avant en référence aux matériaux conventionnels. C'est en particulier un objet de l'invention que de fournir un tel article de conditionnement qui soit de résistance à la casse globalement améliorée, et suffisamment rigide axialement, notamment pour résister à l'empilement, ou pour autoriser le claquage d'une tête ou capsule de distribution. C'est un autre objet de l'invention que de réaliser un tel article de conditionnement, à un coût de revient qui soit aussi bas que possible, et qui puisse être fabriqué en utilisant les techniques industrielles modernes telles que l'extrusion soufflage. D'autres objets encore apparaîtront dans la description détaillée qui suit. Selon l'invention, ces objets sont atteints en réalisant un article de conditionnement, notamment sous forme d'un flacon, d'un bidon ou d'un flacontube, comprenant une paroi formée d'au moins une couche, constituée au moins en partie d'un mélange d'un polypropylène à haut module de flexion, et d'un polyéthylène de basse ou très basse densité. Avantageusement, le polypropylène est un homopolymère. En effet, de manière surprenante, la demanderesse a découvert que l'ajout de polyéthylène de basse ou très basse densité à un polypropylène à haut module de flexion, en particulier à un homopolymère de polypropylène, améliorait la résistance à la casse de l'article de conditionnement, infiniment plus qu'il ne détériorait la caractéristique relative à sa rigidité axiale. De ce fait, par rapport à un flacon réalisé seulement en polypropylène à fort module de flexion, l'article de conditionnement obtenu selon l'invention présente une résistance à la casse sensiblement améliorée, et une résistance axiale qui n'est pas affectée de manière sensible. Ainsi, pour des performances identiques, voire meilleures, en termes de résistance à la casse et de résistance axiale, la quantité de matériau requise est plus faible que celle requise avec les matériaux classiques. Le coût de revient de l'article de conditionnement s'en trouve donc réduit d'autant. Dans la pratique, le polypropylène, en raison de son fort module de flexion et de sa cnstattinité importante, apporte la rigidité axiale nécessaire à l'article de conditionnement. Le polyéthylène basse densité ou très basse densité auquel il est mélangé améliore quant à lui la résistance à la casse de l'article de conditionnement, et ce, sans en affecter de manière sensible la rigidité axiale. Au sens de la présente invention, un haut module de flexion s'entend de préférence d'un module de flexion supérieur à 1200 MPa, et de préférence, supérieur à 1800 MPa, et de préférence encore, supérieur à 2000 MPa. Un tel module de flexion peut être mesuré en utilisant la mesure dont les conditions figurent dans la norme ISO 178. A titres d'exemple préférentiel, on utilise un homopolymère de polypropylène dont le module de flexion est de 2450 MPa, et commercialisé par la société TM MONTELL TM, sous la référence ADSTIF 680 ADXP. A titre d'exemple encore, on utilise un homopolymère de polypropylène commercialisé par la société DSMTM, sous la marque STAMYLANTM (référence P15 EK10). Le module de flexion de ce matériau particulier est de 2050 MPa. A tire d'exemple encore, on utilise un homopolymère de polypropylène commercialisé par la société DSMTM, sous la marque STAMYLAN (référence P12 E62). Le module de flexion de ce matériau particulier est de 1500 MPa. A titre d'exemple encore, quoi que non préférentiel, on utilise un copolymère de polypropylène commercialisé par la société DSMTM, sous la marque STAMYLAN (référence P83 E10N). Le module de flexion de ce matériau particulier est de 1350 MPa. De préférence, le polypropylène a un taux de cristallinité supérieur à 40 %, et de préférence, supérieur à 50%, et de préférence encore, supérieur à 60% La cristallinité de l'homopolymère de polypropylène peut être augmentée au moyen d'un agent nucléant, tel que le produit MILLIKEN commercialisé par la société du même nom. Un polyéthylène de basse densité s'entend d'un polyéthylène dont la densité est de préférence comprise entre environ 0,905 environ 0,930. A titre d'exemple de polyéthylène à basse densité on utilise un matériau commercialisé par la société EXXONTM sous la marque commerciale EXCEEDTM, et dont la densité est supérieure à 0,905. De préférence toutefois, on utilise un polyéthylène de très basse densité. Un polyéthylène de très basse densité s'entend d'un polyéthylène dont la densité est de préférence inférieure à environ 0,905. Par ailleurs, la densité d'un polyéthylène de très basse densité est de préférence supérieure à environ 0,875. De manière très avantageuse, l'article de conditionnement selon l'invention comprend en outre une deuxième couche, intérieure à la première, et comprenant au moins en partie, un polyéthylène de basse ou très basse densité. De préférence, le polyéthylène de basse ou très basse densité de la seconde couche est identique à celui entrant dans la composition de la première couche. Cette caractéristique améliore dans une large mesure la solidité de la soudure formée dans le fond de l'article de conditionnement, lorsque celui-ci est obtenu par coextrusion soufflage. En effet, lors de la fabrication d'un flacon par coextrusion, l'essentiel de la soudure est réalisé sur la couche interne du flacon. Les polyéthylènes, en particulier ceux obtenus par catalyse de type métallocène, ont une aptitude remarquable à former de telles soudures. De manière préférentielle, le polyéthylène de basse, ou très basse densité de la première couche, et le cas échéant, de la seconde couche, est obtenu par catalyse au moyen d'un catalyseur à haute sélectivité réactionnelle, en particulier, de type métallocène. Un catalyseur à haute sélectivité réactionnelle s'entend d'un catalyseur ne disposant que d'un seul type de site réactionnel. A titre d'exemple de polyéthylène de très basse densité obtenu par catalyse métallocène, on utilise un matériau commercialisé par la société DEX PLASTOMER sous la référence commerciale EXACT 0201, et dont la densité est d'environ 0,902. A titre d'exemple encore, on utilise un matériau commercialisé par la société DEX PLASTOMER sous la référence commerciale EXACT 8201, et dont la densité est d'environ 0,882. D'autres matériaux, tels que ceux commercialisés par la société DOS, sous les marques commerciales ENGAGE ou AFFINITYTM, peuvent également être utilisés. De manière avantageuse, la première couche contient 2 à 30%, et de préférence, 10 à 20% de polyéthylène basse ou très basse densité. Une quantité trop faible de polyéthylène n'améliore pas de manière sensible la résistance à la casse de l'article de conditionnement. Une quantité trop importante de polyéthylène affecte de manière trop importante la rigidité axiale de l'article de conditionnement. Le cas échéant, dans la seconde couche, le polyéthylène basse ou très basse densité peut être en mélange avec une polyoléfine, notamment un polypropylène ou un polyéthylène. Toutefois, le polyéthylène de basse ou très basse densité doit être majoritaire dans le mélange. Cette caractéristique permet, en ajoutant un matériau de coût plus faible, de réduire d'autant le coût de l'article de conditionnement. De préférence, l'épaisseur de la première couche représente 70 à 95%, et de préférence, 80 à 95% de l'épaisseur totale de la paroi. Ces intervalles permettent de garantir un bon compromis entre la résistance à la casse de l'article de conditionnement, et sa rigidité axiale. En outre, la paroi de l'article de conditionnement peut comporter une troisième couche contenant au moins en partie un polyéthylène basse, ou très basse densité, la première couche étant disposée entre les seconde et troisième couches. Cette troisième couche améliore encore la résistance à la casse de l'article de conditionnement, sans affecter de manière sensible le module de flexion de l'ensemble. Un telle couche pourra s'avérer nécessaire pour des articles de conditionnement de plus grande contenance, ou dont la forme les rend plus sensibles à la casse. Le matériau formant la troisième couche peut être identique à celui formant la seconde couche. Cette caractéristique favorise le procédé de coextrusion, en autorisant une source d'alimentation unique pour le matériau formant les seconde et troisième couches. L'épaisseur totale de la paroi peut aller de 450 um à 800 um, et de préférence, de 500 um à 700 um. L'article de conditionnement selon l'invention peut être utilisé pour le conditionnement d'un produit cosmétique, notamment d'un produit capillaire, d'hygiène corporelle, de soin de la peau ou de maquillage. Selon un autre aspect de l'invention, on réalise également un procédé de fabrication d'un article de conditionnement, consistant à : a) par extrusion, réaliser une paraison à au moins une couche formée au moins en partie d'un mélange d'un polypropylène à haut module de flexion, et d'un polyéthylène de basse ou très basse densité ; et b) souffler ladite paraison dans un moule comportant au moins une empreinte ayant une géométrie correspondant à celle dudit article de conditionnement. Avantageusement, la paraison comprend au moins deux couches superposées, la seconde couche étant disposée à l'intérieur de la paraison, et comprenant au moins en partie un polyéthylène de basse ou très basse densité. Avantageusement, l'étape a) du procédé consiste à coextruder avec les première et seconde couches, une troisième couche contenant au moins en partie un polyéthylène de basse, ou très basse densité, la première couche étant disposée entre les seconde et troisième couches. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions qui seront explicitées ci-après, à propos d'exemples de réalisation non limitatifs, décrits en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 représente un mode de réalisation d'un article de conditionnement selon l'invention ; - les figures 2A et 2B illustrent deux exemples de configurations possibles de la paroi de l'article de conditionnement représenté à la figure 1. A la figure 1, l'article de conditionnement 100 selon un mode de réalisation de l'invention, est constitué d'un flacon 101. Le flacon 101 comporte un corps 102 délimité par une paroi 50, et fermé par un fond 103. Le corps 102 est de section transversale allongée et est formé de deux grandes faces 104,105, déformables "élastlquement"sous l'effet d'une pression exercée perpendiculairement aux grands côtés du flacon. Sur le goulot du flacon est claquée une capsule 1. La capsule 1 comporte un corps 2 sur lequel est articulé un couvercle 3, via une charnière ou articulation à effet ressort 30. Le corps 2 de la capsule 1 comporte une paroi transversale 4 dans laquelle est ménagé un renfoncement 5 au fond duquel est formé un orifice de sortie 6. Sur sa face destinée à venir en regard de la paroi transversale 4, le couvercle 3 porte un picot 7 apte à s'engager de manière étanche dans le renfoncement 5 de manière à assurer une bonne étanchéité à la fermeture. Selon un premier mode de réalisation, la paroi 50 formant l'article de conditionnement 100 est d'une épaisseur d'environ 600 um, et est formée d'une seule couche, constituée d'un mélange comprenant : a) 75% en poids d'un homopolymère de polypropylène dont le module de flexion est de 2050 MPa, et commercialisé par la société DSM sous la marque STAMYLAN (référence P15 EK10) ; et b) 25 % en poids d'un polyéthylène de très basse densité obtenu par catalyse métallocène. Dans cet exemple spécifique, on utilise un matériau commercialisé par la société DEX PLASTOMERSTM sous la référence commerciale EXAKT 0201, et dont la densité est d'environ 0,902. Le récipient obtenu présente une très bonne rigidité axiale. Sa résistance globale à la cassure est améliorée de manière sensible, par rapport à un récipient formé exclusivement du même homopolymère de polypropylène à haut module de flexion. Toutefois, lors du test de chute, pour un flacon dont la géométrie est voisine de celle représentée à la figure 1A, et pour une contenance de 200 ml, on observe une certaine fragilité du récipient au niveau de la ligne soudure du fond, laquelle fragilité peut rendre un tel récipient inadapté à certaines utilisations, dites "grand public"et pour lesquelles, sécurité du consommateur oblige, la barrière de la résistance à la casse est placée très haut. Dans le mode de réalisation de la figure 2A, la paroi 50 formant l'article de conditionnement 100 tel que représenté à la figure 1 comprend deux couches une couche 51, externe au récipient, et une couche 52, interne au récipient. L'épaisseur de la couche 51 est d'environ 510 um. L'épaisseur de la couche 52 est d'environ 90 um. Le matériau formant la couche 51 est constitué d'un mélange formé à 85% en poids d'un homopolymère de polypropylène à très haut module de flexion (ADSTIF 680 ADXP), et à 15% en poids d'un polyéthylène de très basse densité obtenu par catalyse métallocène (EXACT"0201). Le matériau formant la couche 52 est le même polyéthylène de très basse densité que celui entrant dans la fabrication de la couche 51. L'article de conditionnement 100, obtenu par coextrusion soufflage des deux couches 51,52, présente à la fois une bonne résistance à la casse, (y compris au niveau des soudures) et une bonne rigidité axiale. L'amélioration de la résistance à la casse est vérifiée au moyen d'un test consistant à faire tomber l'article de conditionnement, rempli d'eau, d'une hauteur de chute de 140 cm. L'amélioration de ce paramètre peut être vérifiée en utilisant des hauteurs de chute plus importantes ou plus faibles, en fonction de la solidité que s'impose la société qui commercialise un tel article de conditionnement. Dans le mode de réalisation de la figure 2B, la paroi 50 formant l'article de conditionnement 100 tel que représenté à la figure 1 comprend trois couches : une couche 53, externe au récipient, une couche intermédiaire 51, et une couche 52, interne au récipient. L'épaisseur des couches 52 et 53 est d'environ 60 um. L'épaisseur de la couche 51 est d'environ 480 pm. Le matériau formant la couche 51 est constitué d'un mélange formé à 80% en poids d'un homopolymère de polypropylène (STAMYLAN P15 EK10), et à 20% en poids d'un polyéthylène de très basse densité obtenu par catalyse métallocène (EXACTTM 8201). Le matériau formant les couches 52 et 53 est le même polyéthylène de très basse densité que celui entrant dans la fabrication de la couche 51. L'article de conditionnement 100, obtenu par coextrusion soufflage des trois couches 51,52, 53, présente à la fois une bonne résistance à la casse, (notamment au niveau des soudures) et une bonne rigidité axiale. Dans la description détaillée qui précède, il a été fait référence à des modes de réalisation préférés de l'invention Il est évident que des variantes peuvent y être apportées sans s'écarter de l'esprit de l'invention telle que revendiquée ci-après. REVENDICATIONS 1.-Article de conditionnement (100), notamment sous forme d'un flacon, d'un bidon ou d'un flacon-tube, comprenant une paroi (50) formée d'au moins une couche (51,52, 53), constituée au moins en partie d'un mélange d'un polypropylène à haut module de flexion, et d'un polyéthylène de basse ou très basse densité. 2.-Article de conditionnement (100) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le polypropylène à haut module de flexion est un homopolymère. 3.-Article de conditionnement selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend au moins une seconde couche (52), disposée à l'intérieur de l'article de conditionnement, et comprenant au moins en partie, un polyéthylène de basse ou très basse densité. 4.-Article de conditionnement (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le polypropylène a un module de flexion supérieur à 1200 MPa, et de préférence, supérieur à 1800 MPa, et de préférence encore, supérieur à 2000 MPa. 5.-Article de conditionnement (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le polypropylène à un taux de cristallinité supérieur à 40 %, et de préférence, supérieur à 50%, et de préférence encore, supérieur à 60%. 6.-Article de conditionnement (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la densité du polyéthylène de la première couche (51) et le cas échéant, de la seconde couche (52), est inférieure à 0, 930. 7.-Article de conditionnement (100) selon la revendication 6 caractérisé en ce que la densité du polyéthylène de la première couche (51) et, le cas échéant, de la seconde couche (52), est inférieure à 0,905, et de préférence, supérieure à 0,875. 8-Article de conditionnement (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le polyéthylène de basse, ou très basse densité de la première couche (51), et le cas échéant, de la seconde couche (52) est obtenu par catalyse au moyen d'un catalyseur à haute sélectivité réactionnelle, notamment du type métallocène. 9.-Article de conditionnement (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la première couche (51) contient 2 à 30%, et de préférence, 10 à 20% de polyéthylène de basse ou très basse densité. 10.-Article de conditionnement (100) selon la revendication 3 ainsi que toutes celles qui en dépendent, caractérisé en ce que dans la seconde couche (52), le polyéthylène de basse ou très basse densité est en mélange avec une polyoléfine, notamment un polypropylène ou un polyéthylène. 11.-Article de conditionnement (100) selon l'une quelconque des revendications qui précèdent caractérisé en ce que l'épaisseur de la première couche (51) représente 70 à 95%, et de préférence, 80 à 95% de l'épaisseur totale de la paroi (50). 12.-Article de conditionnement (100) selon la revendication 3 ainsi que toutes celles qui en dépendent, caractérisé en ce que la paroi (50) comporte une troisième couche (53) contenant un polyéthylène de basse, ou très basse densité, la première couche (51) étant disposée entre les seconde (52) et troisième (53) couches. 13.-Article de conditionnement (100) selon la revendication 12 caractérisé en ce que le matériau formant la troisième couche (53) est identique à celui formant la seconde couche (52). 14.-Article de conditionnement (100) selon l'une quelconque des revendications qui précèdent caractérisé en ce que l'épaisseur totale de la paroi (50) va de 450 um à 800 um, et de préférence, de 500 um à 700 um 15-Utilisation d'un article de conditionnement (100) selon l'une quelconque des revendications qui précèdent pour le conditionnement d'un produit cosmétique, notamment d'un produit capillaire, d'hygiène corporelle, de soin de la peau, ou de maquillage. 16-Procédé de fabrication d'un article de conditionnement (100) selon l'une quelconque des revendications qui précèdent caractérisé en ce qu'il consiste à : a) par extrusion, réaliser une paraison à au moins une couche (51, 52,53), formée au moins en partie d'un mélange d'un polypropylène à haut module de flexion, et d'un polyéthylène de basse ou très basse densité ; et b) souffler ladite paraison dans un moule ayant au moins une empreinte dont la géométrie correspond à celle dudit article de conditionnement. 17. -Procédé selon la revendication 16 caractérisé en ce que l'étape a) consiste à coextruder avec la première couche (51), une seconde couche (52), disposée à l'intérieur de la paraison, et comprenant au moins en partie, un polyéthylène de basse ou très basse densité. 18. -Procédé selon la revendication 17 caractérisé en ce que l'étape a) consiste à coextruder avec les première et seconde couches (51, 52), une troisième couche (53) contenant au moins en partie un polyéthylène de basse, ou très basse densité, la première couche (51) étant disposée entre les seconde (52) et troisième (53) couches.