Matériau d'emballage en feuille ou film et procédé de fabrication de ce matériau
Dans l'industrie de l'emballage il est désirable de disposer pour de nombreuses applications, telles que la fabrication de sacs, sachets, récipients, boîtes, etc., d'un matériau en feuille, économique et présentant non seulement une grande résistance et une bonne souplesse, de façon à pouvoir résister à des déformations importantes et répétées, notamment des plis à angle vif, mais qui soit aussi étanche et résiste aux gaz, à la vapeur d'eau, aux graisses, etc., ces dernières caractéristiques étant désignées ci-après par caractéristiques d'étanchéité pour la facilité de l'exposé.
On connaît déjà des matières plastiques en film qui présentent une bonne résistance mécanique, mais ne possèdent pas les caractéristiques d'étanchéité requises, ou bien qui ont une bonne étanchéité, mais une résistance mécanique insuffisante.
L'invention a pour but de réaliser un matériau en feuille ou film, qui présente l'ensemble des susdites propriétés et, à cet effet, le matériau est composé d'au moins une couche d'une matière plastique, qui est souple et de bonne résistance mécanique, et d'au moins une couche d'une autre matière plastique, qui, beaucoup plus mince que ladite première couche, possède de bonnes caractéristiques d'étan- chéité et est liée intimement à chaque couche de matière plastique voisine.
Le procédé de fabrication du matériau est oarac- térisé en ce qu'on déplace un support suivant un parcours déterminé, on applique successivement sur ce support, en différents points de son parcours, au moins une enduction d'une matière plastique formant une couche souple de bonne résistance mécanique et au moins une enduction d'une autre matière plastique formant une couche qui est intimement liée à chaque couche de matière plastique voisine, sans adhésif, et possède de bonnes caraotéris- tiques d'étanchéité, et on soumet le matériau en formation à un traitement entre au moins deux desdits points, dudit parcours, à l'aide de moyens indépendants dudit support, l'application de chaque enduction se faisant lorsque l'enduction précédente à encore une surface adhésive.
Le support ser, a avantageusement constitué par une bande qui est déplacée de façon continue et sur laquelle les enductions sont appliquées en divers points de son parcours, entre lesquels la bande peut tre conduite à travers des zones de traitement thermique ou autre, de l'enduction précédemment appliquée. Le support étant indépendant des moyens de traitement mis en oeuvre dans ces zones, on peut adapter le traitement à la nature de chaque enduction à traiter. I1 devient notamment possible de traiter une enduction à chaud ou à froid, c'est-à-dire sans chauffage, selon sa nature, ce qui est une possibilité avantageuse, tel qu'il ressortira de certains exemples qui seront décrits plus loin.
Les enductions peuvent tre réalisées de diverses façons, notamment par application à la racle ou à l'aide de cylindres, à la lame d'air ( air brush ), ou par extrusion. Les enductions successives se font avantageusement dans une mme machine, en divers points du parcours suivi par le support dans la machine. Chaque couche constitutive du film est avantageusement appliquée lorsque la couche précédente présente encore une surface adhésive de façon à assurer une interpénétration superficielle des couches sans adhésif.
Après certaines enductions ou après une série d'enductions, la feuille ou le film formé peut tre soumis à un chauffage pour produire une gélification ou cuisson qui peut produire une polymérisation et aussi une copolymérisation des matières plastiques dans la zone d'interpénéta- tion, de façon à assurer une adhérence parfaite des
couches successives et former un film combiné ou
complexe de bonne étanchéité. Grâce au fait que le
support est indépendant des moyens de traitement,
certaines enductions peuvent aussi tre traitées à froid.
Selon une mise en oeuvre particulière du procédé, les enductions se font sur un support permanent, par exemple en papier, carton, toile, feuille d'alumi
nium, pellicule cellulosique ou analogues. Dans ce
cas, la surface de la dernière couche appliquée devra tre non adhésive, afin d'éviter le blocking
ou collage en masse lors de l'embobinage. Par ailleurs, pour assurer une bonne adhérence au support, il peut tre nécessaire d'appliquer un enduit adhésif
sur le support, si la nature de la première couche de matière plastique appliquée n'assure pas normalement une bonne adhérence au support.
Dans une autre mise en oeuvre, le film peut tre formé sur un support provisoire, notamment une bande sans fin, par exemple métallique ou en caoutchouc naturel ou synthétique ou en toile, non adhésive, par exemple siliconée ou métallisée, dont le film peut tre détaché avant d'tre embobiné. Dans ce cas, les deux faces extérieures du film combiné devront tre non adhésives pour éviter le danger -de blocliiing .
Le film obtenu par ce procédé est formé de plusieurs couches ; il est de fabrication économique malgré ses hautes qualités. Une couche souple de grande résistance mécanique peut tre formée à l'aide de matières peu coûteuses, notamment par extrusion à chaud et traitement à froid, ce qui permet d'obtenir un maximum de résistance pour une quantité de matière déterminée, en général au moins 13 g/m2. Par ailleurs, une couche étanche, qui est en général formée d'une matière plastique plus coûteuse, peut tre
exécutée très mince, sans perdre son étanchéité, grâce au fait qu'elle fait corps avec une couche souple de forte résistance mécanique.
L'exécution très mince d'une telle couche étanche devient possible grâce au fait que le support sur lequel elle est formée est indépendant des moyens de traitement du film, ce qui permet d'exécuter l'enduction formant cette couche sous forme d'émulsion ou de solution, notamment à froid, et traitement à chaud ou à froid.
De cette façon, on peut exécuter l'enduction avec une quantité mme aussi minime qu'environ 1 g/m2, tout en évitant les défauts d'étanchéité, tandis que l'exécution d'un film analogue par extrusion à chaud, de résistance suffisante et homogène, exigerait une quantité au moins dix fois plus grande. Cette réduction de la quantité d'une matière relativement coûteuse constitue une sérieuse économie. En appliquant mme deux ou plusieurs de ces enductions minces, on ne consommera qu'une faible quantité totale de matière et on évitera absolument tout danger de manque d'étanchéité dû à la formation de piqûres.
La mise en oeuvre du procédé de l'invention peut se faire de nombreuses manières, tant du point de
vue de la matière constitutive des différentes cou
ches que de leur nombre et de leur ordre de succes
sion, ce qui permet la fabrication de films complexes
adaptés aux applications envisagées.
On se bordera à décrire, à titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé de l'invention, avec di
verses variantes.
Sur un support permanent en papier ou analo
gue, on applique une couche extrudée à chaud et
traitée à froid, en chlorure de polyvinyle, polyéthy
lène, polystyrène, polyamide, polyester, ou analogue,
par exemple en une quantité de 13 g/m2, cette cou
che assurant une bonne souplesse et résistance mé
canique. Ce chlorure de polyvinyle ou analogue peut
tre utilisé sous forme de pâte, de granulés ou de
poudre, et tre plastifié par l'addition d'un plasti
fiant ou par simple chauffage. Puis on applique une
enduction de saran (chlorure de polyvinylidène)
à froid et avec traitement à chaud, en solution, en
pâte ou en émulsion, par exemple en une quantité
de 1 à 2 g/m2, pour former une couche étanche.
On
applique ensuite, selon le cas, une nouvelle enduc
tion à froid de saran et éventuellement une dernière
enduction de saran ou analogue, extrudé ou en so
lution ou émulsion. L'adhérence d'une enduction de
chlorure de polyvinylidène à une enduction précé
dente peut tre améliorée si le chlorure de polyvi
nylidène a été légèrement modifié avec une résine
acrylique.
Pour former un film complexe sur support provi
soire, une bande sans fin, qui peut tre métallique
ou en toile, en caoutchouc naturel ou synthétique,
métallisée ou siliconée, on peut par exemple opérer
comme suit. On applique une première enduction de
polyamide, par extrusion à chaud, ou par applica
tion à la racle d'une pâte chaude ou froide, puis une
deuxième enduction à chaud ou à froid pour former
un film épais et solide, d'environ 20 à 40 g/m2 de
chlorure de polyvinyle, ensuite une troisième enduc
tion à froid, mince, d'environ 8 g/m2 de saran en
solution ou en émulsion, suivie d'une quatrième en
duction à chaud de polyamide. Ceci donne un film
composé présentant au recto et au verso un film de
polyamide, ayant une qualité nettement supérieure
et un prix nettement plus bas qu'un film de poly
amide pur de mme poids et solidité.
En utilisant une bande extensible transversale
ment, par exemple en caoutchouc synthétique métallisé ou siliconé, on peut produire un film qui a
subi une orientation pratiquement égale dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, ce qui constitue un avantage par rapport aux films extrudés et
assure l'obtention d'un film possédant une grande inertie et restant parfaitement plat, à température normale, mais pouvant se rétrécir s'il est réchauffé ou refroidi brutalement, selon le traitement subi par le film. I1 est rappelé qu'un film posé par extrusion à
chaud sur un support est orienté longitudinalement
entre la sortie de l'extrudeur et le support.
Pour effectuer l'orientation transversale, on produit l'ex tension transversale voulue de la bande lorsque le film qu'elle supporte a atteint son point de gélification ou polymérisation, en général à une température de 200 à 2500 C. Dans la pratique, cette extension transversale se fait pour une enduction relativement épaisse, d'environ 15 g/m2. On ne l'effectuervpas directement après une enduction mince, minc¯e,--d'environ 1 g/m2, pour éviter le risque de formation de trous ou piqûres, mais on pourra seulement l'effectuer après avoir recouvert l'enduction mince par une enduction épaisse qui fait corps avec elle.
Sheet or film packaging material and method of making such material
In the packaging industry it is desirable to have for many applications, such as the manufacture of bags, sachets, containers, boxes, etc., a sheet material which is economical and exhibits not only high strength and good flexibility, so as to be able to withstand large and repeated deformations, in particular sharp-angled folds, but which is also tight and resistant to gases, water vapor, grease, etc., the latter characteristics being hereinafter referred to as sealing characteristics for ease of disclosure.
Plastic film materials are already known which have good mechanical strength, but do not have the required sealing characteristics, or else which have good sealing, but insufficient mechanical strength.
The object of the invention is to produce a sheet or film material which exhibits all of the aforesaid properties and, for this purpose, the material is composed of at least one layer of a plastic material, which is flexible and of good mechanical strength, and at least one layer of another plastic material which, much thinner than said first layer, has good sealing characteristics and is intimately bonded to each adjacent plastic layer.
The process for manufacturing the material is characterized in that a support is moved along a determined path, and at least one coating of a plastic material forming a flexible layer is applied to this support at various points along its path. of good mechanical strength and at least one coating of another plastic material forming a layer which is intimately bonded to each neighboring plastic layer, without adhesive, and has good sealing characteristics, and the material is subjected to forming a treatment between at least two of said points, of said path, using means independent of said support, the application of each coating being done when the previous coating still has an adhesive surface.
The support will advantageously consist of a strip which is moved continuously and on which the coatings are applied at various points on its path, between which the strip can be conducted through heat treatment zones or the like, of the previously applied coating. Since the support is independent of the treatment means used in these zones, the treatment can be adapted to the nature of each coating to be treated. I1 in particular becomes possible to treat a hot or cold coating, that is to say without heating, depending on its nature, which is an advantageous possibility, as will emerge from certain examples which will be described below.
The coatings can be carried out in various ways, in particular by application with a doctor blade or with the aid of rolls, with an air brush, or by extrusion. The successive coatings are advantageously carried out in the same machine, at various points on the path followed by the support in the machine. Each constituent layer of the film is advantageously applied when the preceding layer still has an adhesive surface so as to ensure a surface interpenetration of the layers without adhesive.
After certain coatings or after a series of coatings, the sheet or film formed can be subjected to heating to produce gelling or curing which can produce polymerization and also copolymerization of the plastics in the interpenetration zone, so as to ensure perfect adhesion of
successive layers and form a combined film or
good sealing complex. Thanks to the fact that the
support is independent of the processing means,
certain coatings can also be treated cold.
According to a particular implementation of the method, the coatings are carried out on a permanent support, for example made of paper, cardboard, canvas, aluminum foil.
nium, cellulose film or the like. In this
In this case, the surface of the last layer applied must be non-adhesive, in order to avoid blocking
or mass bonding during winding. Furthermore, to ensure good adhesion to the support, it may be necessary to apply an adhesive coating.
on the support, if the nature of the first layer of plastic material applied does not normally ensure good adhesion to the support.
In another implementation, the film can be formed on a temporary support, in particular an endless belt, for example metallic or of natural or synthetic rubber or of fabric, non-adhesive, for example silicone or metallized, the film of which can be untied before being wound up. In this case, the two outer faces of the combined film must be non-adhesive to avoid the danger of blocking.
The film obtained by this process is formed of several layers; it is economical to manufacture despite its high qualities. A flexible layer of high mechanical strength can be formed using inexpensive materials, in particular by hot extrusion and cold treatment, which makes it possible to obtain maximum resistance for a determined quantity of material, in general at least. 13 g / m2. Furthermore, a waterproof layer, which is generally formed from a more expensive plastic material, can be
made very thin, without losing its tightness, thanks to the fact that it is integral with a flexible layer of high mechanical resistance.
The very thin execution of such a waterproof layer becomes possible thanks to the fact that the support on which it is formed is independent of the film processing means, which makes it possible to carry out the coating forming this layer in emulsion form. or solution, in particular cold, and hot or cold treatment.
In this way, the coating can be carried out with a quantity even as small as about 1 g / m2, while avoiding leaks, while the execution of a similar film by hot extrusion, of resistance sufficient and homogeneous, would require an amount at least ten times greater. This reduction in the amount of a relatively expensive material constitutes a serious saving. By applying even two or more of these thin coatings, only a small total amount of material will be consumed and any danger of lack of tightness due to the formation of pits will be absolutely avoided.
The implementation of the method of the invention can be done in many ways, both from the point of
view of the constituent material of the different necks
only of their number and order of success
sion, which allows the production of complex films
suitable for the intended applications.
We will limit ourselves to describing, by way of example, an implementation of the method of the invention, with di
verses variants.
On a permanent paper or analog support
gue, a hot extruded layer is applied and
cold processed, polyvinylchloride, polyethylene
lene, polystyrene, polyamide, polyester, or the like,
for example in an amount of 13 g / m2, this neck
che ensuring good flexibility and mechanical resistance
canique. This polyvinyl chloride or the like can
be used in the form of a paste, granules or
powder, and be plasticized by the addition of a plastic
trusting or by simple heating. Then we apply a
saran coating (polyvinylidene chloride)
cold and with hot treatment, in solution, in
paste or emulsion, for example in a quantity
from 1 to 2 g / m2, to form a waterproof layer.
We
then apply, as appropriate, a new coating
cold saran and possibly a last
coating of saran or the like, extruded or made of
lution or emulsion. The adhesion of a coating of
polyvinylidene chloride with a previous coating
speed can be improved if polyvinyl chloride
nylidene has been slightly modified with a resin
acrylic.
To form a complex film on provi
evening, an endless band, which can be metallic
or canvas, natural or synthetic rubber,
metallized or silicone, for example it is possible to operate
as following. We apply a first coating of
polyamide, by hot extrusion, or by applica
squeegee a hot or cold dough, then a
second hot or cold coating to form
a thick and strong film, about 20 to 40 g / m2 of
polyvinyl chloride, then a third coating
cold, thin, about 8 g / m2 saran in
solution or emulsion, followed by a fourth in
hot-melt polyamide. This gives a movie
compound showing on the front and back a film of
polyamide, having a significantly higher quality
and a price significantly lower than a poly film
pure amide of the same weight and strength.
Using a transverse stretch band
ment, for example of metallized or silicone synthetic rubber, a film can be produced which has
undergone a substantially equal orientation in the longitudinal direction and in the transverse direction, which is an advantage over extruded films and
ensures that a film is obtained which has great inertia and which remains perfectly flat at normal temperature, but which can shrink if it is heated or cooled suddenly, depending on the treatment undergone by the film. It is recalled that a film placed by extrusion at
hot on a support is oriented longitudinally
between the extruder outlet and the support.
In order to achieve the transverse orientation, the desired transverse tension of the strip is produced when the film which it supports has reached its gelation or polymerization point, generally at a temperature of 200 to 2500 C. In practice, this transverse extension is done for a relatively thick coating, of about 15 g / m2. It should not be done directly after a thin, thin coating, - of about 1 g / m2, to avoid the risk of forming holes or pitting, but it can only be done after having covered the thin coating by a thick coating which is integral with it.