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.