EP3931281A1 - Hmpsa incorporant un plastifiant en matiere premiere renouvelable - Google Patents

Hmpsa incorporant un plastifiant en matiere premiere renouvelable

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EP3931281A1
EP3931281A1 EP20710221.1A EP20710221A EP3931281A1 EP 3931281 A1 EP3931281 A1 EP 3931281A1 EP 20710221 A EP20710221 A EP 20710221A EP 3931281 A1 EP3931281 A1 EP 3931281A1
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EP
European Patent Office
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composition
weight
multilayer system
layer
hmpsa
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Pending
Application number
EP20710221.1A
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German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Robert
Amandine RAFAITIN
Lahoucine IDTTALBE
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Bostik SA
Original Assignee
Bostik SA
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a hot-melt pressure sensitive adhesive composition (or HMPSA) as well as a multilayer system comprising an adhesive layer constituted by said composition and which is suitable for the manufacture of self-adhesive articles, in particular of self-adhesive labels.
  • HMPSA hot-melt pressure sensitive adhesive composition
  • Pressure sensitive adhesives also called self-adhesive glues or, in English, "Pressure Sensitive Adhesives” or PSA
  • PSA Pressure sensitive adhesives
  • PSA are also used for the manufacture of self-adhesive tapes of various uses.
  • PSAs are generally applied, by continuous coating processes implemented by manufacturers called “coaters”, over the entire surface of a support layer, if applicable printable, of large dimensions, at a rate of 'an amount
  • the support layer generally consists of paper or film of a polymeric material with one or more layers.
  • the layer of adhesive composition which covers the support layer is itself covered with a protective non-stick layer (often referred to by the English name of “release liner”), which often consists of a silicone film.
  • release liner which often consists of a silicone film.
  • the multilayer system obtained is generally packaged by winding in the form of large coils (or rolls) up to 2 m in width and 1 m in diameter, which can be stored and transported, such packaging often being referred to as "roll stock".
  • This multilayer system can be subsequently converted into self-adhesive labels applicable by a label manufacturer called "transformer” (or sometimes by the English name of "converter”).
  • the transformation processes implemented include printing the desired informative and / or decorative elements on the printable side of the support layer, then cutting to the desired shape and dimensions.
  • the protective release layer can be easily removed without modifying the adhesive layer which remains attached to the printable backing layer.
  • the label is generally applied at a temperature close to ambient temperature on the article (for example the packaging) to be coated either manually or using labelers on automated packaging lines.
  • This multilayer system can also be transformed into self-adhesive tapes by cutting and packaging in rolls of determined width and length.
  • PSAs advantageously allow, because of their high tack at room temperature, a rapid setting or adhesion of the label and / or of the self-adhesive tape on the substrate (or article) to be coated (for example, in the case of labels, on packaging or, in the case of ribbons, on packaging boxes to be shaped), suitable for obtaining high industrial production rates.
  • Hot melt adhesives are substances that are solid at room temperature and do not contain water or solvents. They are applied in the molten state and solidify on cooling, thus forming a seal which, due to its adhesive power, secures the substrates to be assembled.
  • Some Hot Melts are formulated in such a way as to impart a relatively hard and tack free character to the substrate coated therewith.
  • Other Hot Melts give the support a relatively soft character and high tack: these are PSAs which are widely used for the manufacture of self-adhesive articles (for example self-adhesive labels).
  • HMPSA Hot Melt Pressure Sensitive Adhesive
  • HMPSA compositions and multilayer systems are known, for example from international applications WO 2008/077509 and WO 2008/110685, which comprise an adhesive layer consisting of said composition, as well as a printable support layer and an adjacent protective layer.
  • plasticizers which are used in these HMPSA compositions are generally hydrocarbon oils which are derived from crude oil and which are of paraffinic, aromatic and / or naphthenic nature.
  • plasticizers are for example marketed under the name Primol ® 352 by ExxonMobil, Nyflex ® 222B or Nyflex ® 223 by the company Nynas.
  • thermo-fusible compositions which contain, as plasticizer, a natural hydrogenated or non-hydrogenated oil comprising fatty acids containing from 6 to 22 carbon atoms.
  • Preferred fatty acids are mixtures of C 10-04 carbon atoms, such as coconut oil, and mixtures of C 8 such as soybean and sunflower oils.
  • These thermo-fusible compositions are used in a process for bonding a substrate based on fabric or nonwoven on other substrates, with a view to the manufacture of a disposable absorbent product, such as, for example, disposable diapers. .
  • a disposable absorbent product such as, for example, disposable diapers.
  • this document in no way teaches the application of such a method for the manufacture of self-adhesive articles, nor a multilayer system suitable for such manufacture.
  • An aim of the present invention is to provide an HMPSA composition, the plasticizer of which is made from renewable raw materials, as well as a multilayer system which is suitable for the manufacture of self-adhesive articles, in particular self-adhesive labels. , and which comprises an adhesive layer made of said composition.
  • Another aim of the present invention is to provide such a multilayer system, the adhesive layer of which also has an appropriate adhesive power on various substrates.
  • Another aim of the present invention is to provide such a multilayer system, the adhesive layer of which also has an appropriate tack on different substrates.
  • a subject of the present invention is therefore firstly an HMPSA composition (a) comprising, on the basis of the total weight of said composition:
  • the plasticizer (a3) is a vegetable oil which is chosen from sunflower, colza, linseed and soybean oil, and of which the derived fatty acids comprise a proportion of at least 75% of acids fatty including from 16 to 22 carbon atoms, said percentage being a percentage by weight expressed on the basis of the total weight of fatty acids derived from vegetable oil.
  • said HMPSA composition (a) in addition to its reduced content of non-renewable raw materials due to the use of a vegetable oil as a plasticizer, is quite suitable, due to its adhesive power and its tack, to constitute the adhesive layer of a multilayer system intended to be used for the manufacture of self-adhesive articles, and more particularly for the manufacture of self-adhesive labels.
  • this latter composition makes it possible to obtain an adhesive power (also called “peel” or “peel”), measured according to the FINAT test method no. 1, which is advantageously greater than 5 N / 2.54 cm for metallic or polymeric substrates, and greater than 3 N / 2.54 cm for cardboard substrates.
  • the HMPSA composition (a) also makes it possible to obtain a tack, measured according to the instantaneous adhesion test known as the loop described in the FINAT test method No. 9, which is advantageously greater than 10 N / 2.54 cm on glass substrates, greater than 8 N / 2.54 cm on polymeric substrates and greater than 3 N / 2.54 cm on cardboard substrates.
  • the HMPSA composition (a) comprises from 20 to 50% by weight of a composition (a1) of styrene block copolymers which comprise at least one elastomer block.
  • Said styrenic block copolymers have an average molar mass Mw generally of between 50 kDa and 500 kDa. They consist of blocks of different polymerized monomers including at least one polystyrene (or styrene) block, and are prepared by radical polymerization techniques.
  • weight-average molar masses M w which are given in the present text are expressed in dalton (Da) and are determined by gel permeation chromatography, the column being calibrated with polystyrene standards. .
  • said composition (a1) consists, on the basis of its total weight:
  • the content of total styrenic units of said composition (a1) varying from 10 to 40% by weight based on the total weight of (a1).
  • the triblock copolymers include 2 polystyrene blocks and an elastomer block. They can take on various structures: linear, star (also called radial), branched or even comb. Diblock copolymers include 1 polystyrene block and 1 elastomer block.
  • the tri-block copolymers have the general formula:
  • - A represents a non-styrenic elastomeric block (or polystyrene)
  • - B represents an elastomeric block which can be:
  • the block copolymer then has the structure:
  • polystyrene-polyisoprene-polystyrene and for denomination: SIS;
  • the block copolymer then has the structure: polystyrene -polyisoprene -polybutadiene -polystyrene, and the name: SIBS - polybutadiene.
  • the block copolymer then has the structure:
  • polystyrene-polybutadiene-polystyrene and for name: SBS;
  • the block copolymer then has the structure: polystyrene-poly (ethylenebutylene) - polystyrene and the name: SEBS;
  • the block copolymer then has the structure: polystyrene-poly (ethylenepropylene) - polystyrene and the name: SEPS.
  • the di-block copolymers have the general formula:
  • composition (a1) comprises several triblock styrenic copolymers, the latter being chosen from the group comprising SIS, SBS, SEPS, SIBS, SEBS, it is understood that said triblock may belong to one or more of these 5 families of copolymers. The same is true, mutatis mutandis, for the diblock copolymers.
  • composition (a1) comprising a triblock copolymer and a diblock copolymer having the same elastomeric block, in particular because of the fact that such mixtures are commercially available.
  • the content of diblock copolymer in composition (a1) ranges from 70 to 90% by weight.
  • the styrenic block copolymers containing an elastomeric block, in particular of the SI and SIS type, which can be used in composition (a1) are available commercially, often in the form of triblock / diblock mixtures.
  • Europrène ® Sol T 166 available from Polimeri Europa (Italy) is a mixture consisting, respectively, of 90% and 10% of triblock SBS (M w approximately 121 kDa) and diblock SB (M w approximately 64 kDa), each of these copolymers having about 30% styrene.
  • Solprene ® 1205 available from the company Dynasol, is an SB diblock copolymer (Mw approximately 100 kDa) having approximately 30% styrene.
  • Kraton ® DI 183 PT available from the company Kraton, is a mixture consisting, respectively, of 62% and 38% of triblock SIS and diblock SI, having about 16% of styrene.
  • Kraton ® DI 118 available from the company Kraton, is a mixture consisting, respectively, of 22% and 78% of SBS triblock and SB diblock, having approximately 33% styrene.
  • the HMPSA composition (a) comprises from 25 to 45% by weight of the composition (a1) of styrene block copolymers, and even more
  • the HMPSA composition (a) comprises 35 to 65% by weight of one or more tackifying resins (a2).
  • the tackifying resin (s) (a2) which can be used have average molar masses M w generally of between 300 and 7000 Da and are chosen in particular from:
  • rosins of natural or modified origin such as for example rosin extracted from pine gum, wood rosin extracted from tree roots and their hydrogenated, dehydrogenated, dimerized, polymerized or esterified by monoalcohols or polyols such as glycerol;
  • terpene resins resulting from the polymerization of terpene hydrocarbons such as, for example, mono-terpene (or pinene) in the presence of Friedel-Crafts catalysts, optionally modified by the action of phenols;
  • copolymers based on natural terpenes for example styrene / terpene, alpha-methyl styrene / terpene and vinyl toluene / terpene.
  • the tackifying resin (s) (a2) have a softening temperature
  • the softening temperature is determined in accordance with the standardized test ASTM E 28, the principle of which is as follows.
  • a brass ring with a diameter of about 2 cm is filled with the resin to be tested in the molten state. After cooling to room temperature, the ring and the solid resin are placed horizontally in a thermostatically controlled glycerin bath, the temperature of which can vary by 5 ° C. per minute.
  • a steel ball with a diameter of approximately 9.5 mm is centered on the solid resin disc.
  • the softening temperature is - during the temperature rise phase of the bath at a rate of 5 ° C. per minute - the temperature at which the resin disc creeps from a height of 25.4 mm under the weight of the ball.
  • the tackifying resin (s) used have a softening temperature of between 80 and 120 ° C, even more
  • the tackifying resins are commercially available, and the following products may be mentioned, for example, in the above families:
  • Escorez ® 2203LC from the company ExxonMobil Chemical, having a softening temperature of about 93 ° C.
  • the HMPSA composition (a) comprises from 40 to 60% of tackifying resins (a2), even more preferably from 40 to 55% by weight.
  • the HMPSA composition (a) comprises, as plasticizer (a3), a vegetable oil selected from sunflower, rapeseed, linseed and soybean oil, in an amount ranging from 7 to 25% by weight.
  • the fatty acids derived from said vegetable oil comprise a proportion of at least 75% fatty acid including from 16 to 22 carbon atoms, said proportion being expressed as a percentage by weight based on the total weight of fatty acids derived from said oil.
  • the aforementioned vegetable oils are compositions of triple esters of fatty acids and glycerol (also called “triglycerides”). They are obtained from the seeds of plants and are of course widely available commercially.
  • fatty acids derived from vegetable oil is thus intended to denote fatty acids present in the molecular structure of these triglycerides. Said fatty acids can be obtained, in the form of isolated compounds, by saponification, hydrolysis or methanolysis of said triglycerides.
  • the proportion of fatty acids including from 16 to 22 carbon atoms is preferably at least 80% by weight, and even more preferably at least 85% by weight, based on the total weight of the fatty acids derived from 'vegetable oil.
  • the aforementioned oils are suitable, unlike castor oil, for obtaining homogeneous HMPSA compositions.
  • the fatty acids derived from triglycerides, for castor oil comprise approximately 90% by weight, on the basis of their total weight, of a C 8 fatty acid, monounsaturated and hydroxylated: ricinoleic acid.
  • the HMPSA composition (a) comprises from 7 to 20% by weight of plasticizer (a3), and even more preferably from 10 to 19%.
  • the HMPSA composition (a) further comprises from 0.1 to 2% of one or more stabilizers (or anti-oxidant) (a4).
  • These compounds are introduced to protect said composition from degradation resulting from a reaction with oxygen which is liable to form by the action of heat, light or residual catalysts on certain raw materials such as tackifying resins.
  • These compounds can include primary anti-oxidants which scavenge free radicals and are generally substituted phenols such as IRganox ® 1010 from BASF.
  • the primary antioxidants can be used alone or in combination with other antioxidants such as phosphites such as Irgafos ® 168 also from BASF, or alternatively with UV stabilizers such as amines.
  • the HMPSA composition (a) can also include a wax (a5) of a polyethylene homopolymer (such as AC® 617 from Honeywell) or of a copolymer of polyethylene and vinyl acetate. The corresponding amount can be up to 5%.
  • pigments can optionally include pigments, dyes or fillers.
  • the HMPSA composition (a) comprises, and preferably consists essentially of:
  • composition (a1) of styrene block copolymers From 25 to 45% by weight of the composition (a1) of styrene block copolymers;
  • the HMPSA composition (a) comprises, and preferably consists essentially:
  • composition (a1) of styrene block copolymers From 31 to 40% by weight of the composition (a1) of styrene block copolymers
  • Brookfield ® RYT to 163 ° C is between 4 and 50 Pa.s, preferably between 8 and 30 Pa.s. Such a viscosity is particularly well suited to nozzles used in industrial units of coaters for its coating on a printable support layer.
  • the self-adhesive hot-melt composition according to the invention is prepared by simply mixing its components at a temperature between 130 and 200 ° C, until a homogeneous mixture is obtained.
  • the required mixing techniques are well known to those skilled in the art.
  • the present invention also relates to a multilayer system comprising:
  • an adhesive layer (A) consisting of the HMPSA composition (a) as defined above;
  • non-stick protective layer adjacent to the adhesive layer (A).
  • the thickness of the adhesive layer (A) is strictly greater than 10 ⁇ m, preferably within a range ranging from 11 to 100 ⁇ m, more preferably from 12 to 35 ⁇ m.
  • the support layer (B) included in the multilayer system according to the invention is adjacent to the adhesive layer (A).
  • said layer (B) consists of paper or of a film comprising one or more homogeneous layers of a polymer.
  • polyolefins such as polyethylene, including high density polyethylene, low density polyethylene,
  • linear low density polyethylene and ultra low linear density polyethylene polypropylene and polybutylenes
  • polystyrene natural or synthetic rubber
  • vinyl copolymers such as polyvinyl chloride, plasticized or unplasticized, and poly (vinyl acetate); olefinic copolymers, such as copolymers
  • the support layer (B) is based on acrylic polymers, polyethylene (PE), oriented, non-oriented or bi-oriented polypropylene (PP), polyimide, polyurethane, polyester such as polyethylene terephthalate (PET).
  • the support layer (B) is a printable support layer.
  • the protective non-stick layer (C) can be easily removed without modifying the layer (A) which remains attached to the support layer (B).
  • said layer (C) comprises a silicone-based material, said material being either constituting said layer (C), or present in the form of a surface coating of said layer (C), said coating being intended to be in contact with the adhesive layer (A).
  • said system is packaged in the form of a winding around a coil (or roll), the dimensions of which can vary over a wide range.
  • a coil or roll
  • the diameter of such a roll can range from 0.25 to 1 m, and its width from 0.25 to 2 m.
  • the protective non-stick layer (C) consists of the support layer (B) included in the multilayer system, in which the face which is opposite to the face in contact with the adhesive layer (A) is coated with silicone material.
  • Such a multilayer system in which the protective non-stick layer (C) is not distinct from the layer (B) is sometimes referred to under the English name of “linerless”. Said packaging is particularly advantageous, due to its simplicity and the resulting economy, for processors who convert these roll stocks into final self-adhesive items, such as labels or self-adhesive tapes.
  • the HMPSA composition (a) is applied in the molten state at a temperature greater than 130 ° C. on the support layer (B), in an amount which is strictly greater than 10 g / m 2 and which generally ranges from 11 to 100 g / m 2 , preferably 11 to 35 g / m 2 , to constitute the adhesive layer (A).
  • the application is carried out by known coating techniques such as for example lip nozzle type (at a temperature of about 160 to 180 ° C) or curtain type (at a temperature of about 120 to 180 ° C) .
  • the application of HMPSA by lip nozzle is generally carried out on the non-stick protective layer (C), the assembly then being laminated on the support layer (B) (transfer coating).
  • the application of HMPSA by curtain type coating can be carried out directly on the support layer (B), depending on the coating temperature.
  • the present invention also relates to the use of the multilayer system as defined above for the manufacture of self-adhesive articles, such as self-adhesive labels and adhesive tapes.
  • the subject of the invention is also a self-adhesive label capable of being obtained by transformation of the multilayer system described above.
  • a printable support layer (B) is preferred.
  • the transformation process implemented generally includes:
  • weeding of obtaining a multilayer system, conditioned on the reel of the previous step, in which the non-stick protective layer (C), unchanged, is linked only to the part of the layer printed media that matches the shape and dimensions of the self-adhesive label suitable for its end use.
  • This step therefore consists in selective cutting, then in the elimination of the undesirable part of the printable support layer (B) and of the adhesive layer (A), said part often being called “label backbone”.
  • the latter multilayer system is implemented on the packaging lines of the articles to be labeled, such as for example packaging, by means of automated systems which separate the self-adhesive labels from the protective layer, and attach them to the articles to be labeled.
  • the labeled article is preferably a package or container consisting of:
  • PET PolyEthylene Terephthalate
  • PVC Polyvinyl Chloride
  • PE PolyEthylene
  • HDPE High Density PolyEthylene
  • PP PolyPropylene
  • - of cardboard such as for example the cardboard known under the name of FIPAGO cardboard (from the International Federation of Manufacturers of GOmmé PApiers) of Kraftliner grade and grammage 200 g / m 2 .
  • compositions appearing in Table 1 below are prepared by simple hot mixing at 180 ° C. of the ingredients indicated.
  • compositions were also tested according to the tests described below.
  • the adhesive power of the compositions is evaluated by the peel test (or peel) at 180 ° C on a plate of a certain substrate, as described in the FINAT test method n ° 1, published in the FINAT Technical Manual 6 th edition, 2001.
  • FINAT is the international federation of manufacturers and converters of self-adhesive labels.
  • the principle of this test is as follows.
  • the HMPSA is coated beforehand at a rate of 20 g / m 2 on a support layer consisting of a 50 ⁇ m thick PET film.
  • test piece in the form of a rectangular strip (25.4 mm ⁇ 175 mm) is cut from the self-adhesive support thus obtained.
  • This test piece is fixed on a plate made of a certain substrate.
  • the assembly obtained is left for 20 minutes at room temperature. It is then introduced into a traction device capable of peeling or unsticking the strip at an angle of 180 ° and with a separation speed of 300 mm per minute.
  • the apparatus measures the force required to take off the tape under these conditions.
  • the immediate tackiness or tack of the compositions is evaluated by the instantaneous adhesion test known as the loop (also called “loop tack"), described in the FINAT test method No. 9.
  • the HMPSA is coated beforehand at a rate of 20 g / m 2 on a support layer consisting of a 50 ⁇ m thick PET film, so as to obtain a rectangular strip 25.4 mm by 175 mm.
  • the 2 ends of this strip are joined so as to form a loop, the adhesive layer of which faces outwards.
  • the 2 joined ends are placed in the movable jaw of a traction device capable of imposing a displacement speed of 300 mm / minute along a vertical axis with the possibility of going and returning.
  • the lower part of the loop placed in a vertical position is first brought into contact with a horizontal plate of a certain 25 mm by 30 mm substrate over a square area of about 25 mm square. From this contact, the direction of movement of the jaw is reversed. Immediate tack is the maximum amount of force required for the loop to completely peel off the substrate plate.
  • Example B (comparative):
  • Example 2 The same ingredients as those of Example 1 are mixed hot at 180 ° C and in the same proportions, with the exception of replacing the sunflower oil with castor oil.
  • composition obtained is cloudy and inhomogeneous, with the presence of solid deposits.
  • Such a composition is not suitable as an HMPSA composition.

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Abstract

1) Composition HMPSA comprenant de 20 à 50 % d'une composition de copolymères à bloc styrénique; de 35 à 65 % de résine tackifiante; et de 7 à 25 %, comme plastifiant, d'une huile végétale est choisie parmi l'huile de tournesol, de colza, de lin et de soja. 2) Système multicouche comprenant : - une couche adhésive (A) constituée de la composition 1); - une couche support (B) adjacente à la couche adhésive (A); et - une couche protectrice anti-adhérente (C), adjacente à la couche adhésive (A). 2) Utilisation dudit système pour la fabrication d'articles auto-adhésifs

Description

HMPSA INCORPORANT UN PLASTIFIANT EN MATIERE PREMIERE
RENOUVELABLE
La présente invention a pour objet une composition adhésive thermo fusible sensible à la pression (ou HMPSA) ainsi qu'un système multicouche comprenant une couche adhésive constituée par ladite composition et qui est adapté à la fabrication d’articles auto-adhésifs, notamment d'étiquettes auto-adhésives.
Les adhésifs sensibles à la pression (également dénommés colles auto-adhésives ou encore, en anglais, "Pressure Sensitive Adhesives” ou PSA) sont des substances qui confèrent à la couche support qui en est revêtue un pouvoir collant immédiat à température ambiante. Souvent désigné par le terme anglais de "tack" ou encore parfois par le terme de "pégosité", ce pouvoir collant immédiat permet l’adhésion instantanée dudit support auto-adhésif à toutes sortes de substrats, sous l'effet d'une pression légère et brève. Les PSA sont largement utilisés pour la fabrication d'étiquettes auto-adhésives qui sont fixées sur des articles (par exemple des emballages) à des fins de présentation d'informations (telles que code barre, dénomination, prix) et/ou à des fins décoratives. Les PSA sont également mis en œuvre pour la fabrication de rubans auto-adhésifs d'utilisations variées. On peut citer par exemple outre le ruban adhésif transparent largement utilisé dans la vie quotidienne : la mise en forme et l’assemblage d'emballages en carton ; la protection de surfaces pour les travaux de peinture, dans la construction ; le maintien de câbles électriques dans l'industrie des transports ; le collage des moquettes par rubans adhésifs à double face.
Les PSA sont généralement appliqués, par des procédés d'enduction en continu mis en œuvre par des industriels appelés "enducteurs'’, sur la totalité de la surface d'une couche support, le cas échéant imprimable, de grandes dimensions, à raison d'une quantité
(généralement exprimée en g/m2) et désignée ci-après par le terme de "grammage". La couche support est généralement constituée de papier ou de film d'un matériau polymère à une ou plusieurs couches. La couche de composition adhésive qui recouvre la couche support est elle-même recouverte d’une couche anti-adhérente protectrice (souvent dénommée par l'appellation anglaise de "release liner"), qui est souvent constituée d'un film siliconé. Le système multicouche obtenu est généralement conditionné par enroulement sous forme de larges bobines (ou rouleaux) ayant jusqu'à 2 m de largeur et 1 m de diamètre, qui peuvent être stockées et transportées, un tel conditionnement étant souvent désigné sous l'expression anglaise de "roll stock".
Ce système multicouche peut être ultérieurement converti en étiquettes auto adhésives applicables par un fabricant d’étiquettes appelé "transformateur" (ou parfois par la dénomination anglaise de "converter"). Les procédés de transformation mis en œuvre incluent l’impression des éléments informatifs et/ou décoratifs désirés sur la face imprimable de la couche support, puis la découpe à la forme et aux dimensions souhaitées.
La couche anti-adhérente protectrice peut être facilement enlevée sans modification de la couche d'adhésif qui reste fixée sur la couche support imprimable. Après séparation de sa couche anti-adhérente protectrice, l’étiquette est appliquée en général à une température proche de la température ambiante sur l’article (par exemple l’emballage) à revêtir soit manuellement, soit à l'aide d'étiqueteuses sur des chaînes automatisées de conditionnement.
Ce système multicouche peut être également transformé en rubans auto-adhésifs par découpe et conditionnement en rouleaux de largeur et de longueur déterminées.
Les PSA permettent avantageusement, en raison de leur tack élevé à température ambiante, une prise ou accroche rapide de l'étiquette et/ou du ruban auto-adhésifs sur le substrat (ou article) à revêtir (par exemple, s'agissant d'étiquettes, sur des emballages ou bien, s'agissant de rubans, sur des cartons d'emballage à mettre en forme), propre à l'obtention de cadences de production industrielle importantes.
Les adhésifs thermofusibles (souvent désignés sous l'appellation anglaise de "Hot Melt adhesives" ou HM) sont des substances solides à température ambiante qui ne contiennent ni eau ni solvant. Ils sont appliqués à l’état fondu et se solidifient lors du refroidissement, formant ainsi un joint qui, en raison de son pouvoir adhésif, assure la fixation des substrats à assembler. Certains Hot Melt sont formulés de manière à conférer au support qui en est revêtu un caractère relativement dur et dénué de tack. D’autres Hot Melt assurent au support un caractère relativement mou et un tack important : ce sont des PSA qui sont largement utilisés pour la fabrication d'articles auto-adhésifs (par exemple des étiquettes auto adhésives). Les adhésifs correspondants sont désignés par l'appellation d' "adhésifs thermofusibles sensibles à la pression" ou encore, en anglais, par celle de "Hot Melt Pressure Sensitive Adhesive" (ou "HMPSA"). Ils permettent donc également, en raison de leur pouvoir adhésif, de fixer solidement l'étiquette ou le ruban sur le substrat désiré, qu'il s'agisse par exemple de l’emballage à étiqueter ou du carton à assembler. Les HMPSA comprennent généralement un polymère thermoplastique (en particulier un copolymère à bloc styrénique) en combinaison avec des résines tackifïantes et des plastifiants.
On connaît, par exemple par les demandes internationales WO 2008/077509 et WO 2008/110685, de telles compositions HMPSA et des systèmes multicouches qui comprennent une couche adhésive constituée de ladite composition, ainsi qu'une couche support imprimable et une couche protectrice adjacentes.
Les plastifiants qui sont mis en œuvre dans ces compositions HMPSA, et notamment celles divulguées par ces 2 dernières demandes, sont généralement des huiles hydrocarbonées qui sont dérivées du pétrole brut et qui sont de nature paraffinique, aromatique et/ou naphténique. De tels plastifiants sont par exemples commercialisés sous la dénomination de Primol® 352 par la société ExxonMobil, Nyflex® 222B ou Nyflex® 223 par la société Nynas.
Or, dans le cadre actuel du développement d'une chimie "verte", on cherche de plus en plus à s'affranchir, ou tout au moins à diminuer la part, de matières premières non renouvelables, d'origine pétrolière ou fossile, au profit de matières premières renouvelables, notamment d’origine végétale.
Il existe donc un besoin de remplacement des plastifiants d’origine pétrolière mis en œuvre dans les compositions HMPSA par des plastifiants obtenus à partir de matières premières renouvelables.
La demande internationale WO 99/13016 décrit des compositions thermo fusibles qui contiennent, en tant qu’agent plastifiant, une huile naturelle hydrogénée ou non hydrogénée comprenant des acides gras contenant de 6 à 22 atomes de carbone. Des acides gras préférés sont des mélanges en C 10-04 atomes de carbone, tels que l'huile de coco et des mélanges en 08 tels que les huiles de soja et de tournesol. Ces compositions thermo fusibles sont mises en œuvre dans un procédé de collage d'un substrat à base de tissu ou de non-tissé sur d'autres substrats, en vue de la fabrication d'un produit absorbant jetable, comme par exemple les couches jetables. Ce document n'enseigne toutefois nullement l'application d'un tel procédé pour la fabrication d’articles auto-adhésifs, ni un système multicouche approprié à une telle fabrication.
Un but de la présente invention est de proposer une composition HMPSA dont le plastifiant est fabriqué à partir de matières premières renouvelables, ainsi qu’un système multicouche qui est adapté à la fabrication d’articles auto-adhésifs, notamment d’étiquettes auto-adhésives, et qui comprend une couche adhésive constituée de ladite composition. Un autre but de la présente invention est de proposer un tel système multicouche dont la couche adhésive présente en outre un pouvoir adhésif approprié sur différents substrats.
Un autre but de la présente invention est de proposer un tel système multicouche dont la couche adhésive présente en outre un tack approprié sur différents substrats.
Il a à présent été trouvé que ces buts peuvent être atteints en totalité ou en partie au moyen de la composition HMPSA et du système multicouche comprenant une couche constituée de ladite composition, tels que décrits ci-après.
La présente invention a donc pour objet en premier lieu une composition HMPSA (a) comprenant, sur la base du poids total de ladite composition :
- de 20 à 50 % en poids d'une composition (al) de copolymères à bloc styrénique qui comprennent au moins un bloc élastomère ;
- de 35 à 65 % en poids d’une ou plusieurs résines tackifïantes (a2) ; et
- de 7 à 25 % en poids d'un plastifiant (a3) ;
caractérisée en ce que le plastifiant (a3) est une huile végétale qui est choisie parmi l'huile de tournesol, de colza, de lin et de soja, et dont les acides gras dérivés comprennent une proportion d'au moins 75 % d' acides gras incluant de 16 à 22 atomes de carbone, ledit pourcentage étant un pourcentage en poids exprimé sur la base du poids total des acides gras dérivés de l'huile végétale.
Il a été trouvé que ladite composition HMPSA (a), outre sa teneur réduite en matières premières non renouvelables du fait de l'utilisation d'une huile végétale comme plastifiant, est tout à fait adaptée, en raison de son pouvoir adhésif et de son tack, à constituer la couche adhésive d'un système multicouche destiné à être mis en œuvre pour la fabrication d'articles auto-adhésifs, et tout particulièrement pour la fabrication d'étiquettes auto-adhésives. En effet cette dernière composition permet l’obtention d’un pouvoir adhésif (appelé aussi "pelage" ou "peel”), mesuré selon la méthode de test FINAT n°l, qui est avantageusement supérieur à 5 N/2,54 cm pour des substrats métalliques ou polymériques, et supérieur à 3 N/2,54 cm pour des substrats cartonnés. La composition HMPSA (a) permet également l'obtention d'un tack, mesuré selon le test d’adhésion instantanée dit de la boucle décrit dans la méthode de test FINAT n°9, qui est avantageusement supérieur à 10 N/2,54 cm sur des substrats en verre, supérieur à 8 N/2,54 cm sur des substrats polymériques et supérieur à 3 N/2,54 cm sur des substrats cartonnés. Composition (al) de copolymères à bloc styrénique) :
La composition HMPSA (a) comprend de 20 à 50 % en poids d'une composition (al) de copolymères à bloc styrénique qui comprennent au moins un bloc élastomère.
Lesdits copolymères à bloc styrénique ont une masse molaire moyenne en poids Mw généralement comprise entre 50 kDa et 500 kDa. Ils sont constitués de blocs de différents monomères polymérisés incluant au moins un bloc polystyrène (ou styrénique), et sont préparés par des techniques de polymérisation radicalaire.
En l’absence d’indication contraire, les masses molaires moyennes en poids Mw qui sont données dans le présent texte sont exprimées en dalton (Da) et sont déterminées par Chromatographie par Perméation de Gel, la colonne étant calibrée avec des étalons de polystyrène.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite composition (al) est constituée, sur la base de son poids total :
- de 30 à 90 % en poids d’au moins un copolymère dibloc choisi dans le groupe comprenant les SI, SIB, SB, SEB, et SEP, et
- de 10 à 70 % en poids d’au moins un copolymère tribloc choisi dans le groupe comprenant les SIS, SIBS, SBS, SEBS et SEPS ;
la teneur en motifs styréniques totale de ladite composition (al) variant de 10 à 40 % en poids sur la base du poids total de (al).
Les copolymères tribloc incluent 2 blocs polystyrène et un bloc élastomère. Ils peuvent revêtir des structures diverses : linéaire, en étoile (également dénommée radiale), branchée ou encore en peigne. Les copolymères dibloc incluent 1 bloc polystyrène et 1 bloc élastomère.
Les copolymères tri-bloc ont pour formule générale :
ABA (I)
dans laquelle :
- A représente un bloc non élastomère styrénique (ou polystyrène), et
- B représente un bloc élastomère qui peut être :
- le polyisoprène. Le copolymère bloc a alors pour structure :
polystyrène-polyisoprène-polystyrène, et pour dénomination : SIS ;
- le polyisoprène suivi d'un bloc polybutadiène. Le copolymère bloc a alors pour structure : polystyrène -polyisoprène -polybutadiène -polystyrène, et pour dénomination : SIBS - le polybutadiène. Le copolymère bloc a alors pour structure :
polystyrène- polybutadiène- polystyrène, et pour dénomination : SBS ;
- le polybutadiène hydrogéné totalement ou en partie. Le copolymère bloc a alors pour structure: polystyrène-poly(éthylènebutylène)- polystyrène et pour dénomination : SEBS ;
- le polyisoprène hydrogéné totalement ou en partie. Le copolymère bloc a alors pour structure : polystyrène-poly(éthylènepropylène)- polystyrène et pour dénomination : SEPS.
Les copolymères di-bloc ont pour formule générale :
A-B (II)
dans laquelle A et B sont tels que définis précédemment.
Lorsque la composition (al) comprend plusieurs copolymères styréniques triblocs, ces derniers étant choisis dans le groupe comprenant les SIS, les SBS, les SEPS, les SIBS, les SEBS, il est bien entendu que lesdits triblocs peuvent appartenir à une seule ou à plusieurs de ces 5 familles de copolymères. Il en est de même, mutatis mutandis, pour les copolymères diblocs.
On préfère utiliser une composition (al) comprenant un copolymère tribloc et un copolymère dibloc ayant le même bloc élastomère, en raison notamment du fait que de tels mélanges sont disponibles commercialement.
Selon un mode de réalisation préféré, la teneur en copolymère dibloc de la composition (al) va de 70 à 90 % en poids.
Les copolymères blocs styréniques à bloc élastomère, notamment de type SI et SIS, utilisables dans la composition (al) sont disponibles commercialement, souvent sous la forme de mélanges tribloc/dibloc.
L' Europrène® Sol T 166, disponible auprès de la société Polimeri Europa (Italie) est un mélange constitué, respectivement, de 90 % et de 10 % de tribloc SBS (Mw environ 121 kDa) et de dibloc SB (Mw environ 64 kDa), chacun de ces copolymères ayant environ 30 % de styrène.
Le Solprene® 1205, disponible auprès de la société Dynasol, est un copolymère dibloc SB (Mw environ 100 kDa) ayant environ 30 % de styrène.
Le Kraton® DI 183 PT, disponible auprès de la société Kraton, est un mélange constitué, respectivement, de 62 % et de 38 % de tribloc SIS et de dibloc SI, ayant environ 16 % de styrène. Le Kraton® DI 118, disponible auprès de la société Kraton, est un mélange constitué, respectivement, de 22 % et de 78 % de tribloc SBS et de dibloc SB, ayant environ 33 % de styrène.
Selon une variante préférée, la composition HMPSA (a) comprend de 25 à 45 % en poids de la composition (al) de copolymères à bloc styrénique, et encore plus
préférentiellement de 31 à 40 % en poids.
Résines tackifiantes :
La composition HMPSA (a) comprend de 35 à 65 % en poids d’une ou plusieurs résines tackifiantes (a2).
La ou les résines tackifiantes (a2) utilisables ont des masses molaires moyennes en poids Mw généralement comprises entre 300 et 7000 Da et sont choisies notamment parmi :
- (i) les colophanes d'origine naturelle ou modifiées, telles que par exemple la colophane extraite de la gomme de pins, la colophane de bois extraite des racines de l’arbre et leurs dérivés hydrogénés, deshydrogénés, dimérisés, polymérisés ou estérifïés par des monoalcools ou des polyols comme le glycérol ;
- (ii) des résines obtenues par hydrogénation, polymérisation ou copolymérisation (avec un hydrocarbure aromatique) de mélanges d'hydrocarbures insaturés ayant environ 5, 9 ou 10 atomes de carbone issus de coupes pétrolières ;
- (iii) des résines terpéniques résultant de la polymérisation d'hydrocarbures terpéniques comme par exemple le mono-terpène (ou pinène) en présence de catalyseurs de Friedel-Crafts, éventuellement modifiées par action de phénols ;
- (iv) des copolymères à base de terpènes naturels, par exemple le styrène/terpène, l’alpha-méthyl styrène/terpène et le vinyl toluène/terpène.
La ou les résines tackifiantes (a2) ont une température de ramollissement
généralement comprise entre 5 et 150 °C.
La température de ramollissement est déterminée conformément au test normalisé ASTM E 28 dont le principe est le suivant. Un anneau en laiton de diamètre environ 2 cm est rempli de la résine à tester à l’état fondu. Après refroidissement à température ambiante, l’anneau et la résine solide sont placés horizontalement dans un bain de glycérine thermostaté dont la température peut varier de 5° C par minute. Une bille d’ acier de diamètre environ 9,5 mm est centrée sur le disque de résine solide. La température de ramollissement est -durant la phase de montée en température du bain à raison de 5°C par minute- la température à laquelle le disque de résine flue d'une hauteur de 25,4 mm sous le poids de la bille. Selon un mode de réalisation préféré, la ou les résines tackifïantes mises en œuvre ont une température de ramollissement comprise entre 80 et 120°C, encore plus
préférentiellement entre 90 et 110°C.
Les résines tackifïantes sont disponibles commercialement, et on peut citer par exemple dans les familles ci-dessus les produits suivants :
famille (i) : Sylvalite® RE 100S de la société Arizona Chemical (ester de colophane et de pcntaérythritol ayant une température de ramollissement d'environ 100°C) ;
famille (ii) : Escorez® 2203LC de la société ExxonMobil Chemical, ayant une température de ramollissement d'environ 93°C.
Selon une variante préférée, la composition HMPSA (a) comprend de 40 à 60 % de résines tackifïantes (a2), encore plus préférentiellement de 40 à 55 % en poids.
Plastifiant (a3) :
La composition HMPSA (a) comprend, en tant que plastifiant (a3), une huile végétale choisie parmi l’huile de tournesol, de colza, de lin et de soja, dans une quantité allant de 7 à 25 % en poids. Les acides gras dérivés de ladite huile végétale comprennent une proportion d’au moins 75 % d’acide gras incluant de 16 à 22 atomes de carbone, ladite proportion étant exprimée en pourcentage en poids sur la base du poids total des acides gras dérivés de ladite huile.
Les huiles végétales susnommées sont des compositions d’esters triples d’acides gras et de glycérol (encore appelés "triglycérides"). Elles sont obtenues à partir des graines des plantes et sont bien sûr largement disponibles au plan commercial.
On entend ainsi désigner par l’expression "acides gras dérivés de l’huile végétale" les acides gras présents dans la structure moléculaire de ces triglycérides. Lesdits acides gras peuvent être obtenus, sous la forme de composés isolés, par saponification, hydrolyse ou méthanolyse desdits triglycérides.
La proportion en acides gras incluant de 16 à 22 atomes de carbone est de préférence d’au moins 80 % en poids, et encore plus préférentiellement d’au moins 85 % en poids, sur la base du poids total des acides gras dérivés de l’huile végétale.
Il a été trouvé que les huiles susnommées conviennent, à la différence de l’huile de ricin, à l’obtention de compositions HMPSA homogènes. Les acides gras dérivés des triglycérides, pour l’huile de ricin, comprennent pour environ 90 % en poids, sur la base de leur poids total, un acide gras en Cl 8, mono-insaturé et hydroxylé : l’acide ricinoléique. Selon une variante préférée, la composition HMPSA (a) comprend de 7 à 20 % en poids de plastifiant (a3), et encore plus préférentiellement de 10 à 19 %.
Stabilisants (a4) :
Selon un mode de réalisation préféré, la composition HMPSA (a) comprend en outre de 0,1 à 2 % d'un ou plusieurs stabilisants (ou anti-oxydant) (a4).
Ces composés sont introduits pour protéger ladite composition d'une dégradation résultant d'une réaction avec de l'oxygène qui est susceptible de se former par action de la chaleur, de la lumière ou de catalyseurs résiduels sur certaines matières premières telles que les résines tackifïantes. Ces composés peuvent inclure des anti-oxydants primaires qui piègent les radicaux libres et sont généralement des phénols substitués comme l'Irganox® 1010 de BASF. Les anti-oxydants primaires peuvent être utilisés seuls ou en combinaison avec d'autres anti-oxydants tels que des phosphites comme l'Irgafos® 168 également de BASF, ou encore avec des stabilisants UV tels que des amines.
Cire :
La composition HMPSA (a) peut encore inclure une cire (a5) d’un homopolymère de polyéthylène (comme l'A-C® 617 de Honeywell) ou d'un copolymère de polyéthylène et d'acétate de vinyle. La quantité correspondante peut aller jusqu'à 5 %.
Elle peut enfin éventuellement inclure des pigments, des colorants ou des charges.
Selon une variante préférée, la composition HMPSA (a) comprend, et de préférence est constituée essentiellement :
- de 25 à 45 % en poids de la composition (al) de copolymères à bloc styrénique ;
- de 40 à 60 % en poids de la ou des résines tackifïantes (a2) ; et
- de 7 à 20 % en poids du plastifiant (a3).
Selon une variante encore plus préférée, la composition HMPSA (a) comprend, et de préférence est constituée essentiellement :
- de 31 à 40 % en poids de la composition (al) de copolymères à bloc styrénique ;
- de 40 à 55 % en poids de la ou des résines tackifïantes (a2) ; et
- de 10 à 19 % en poids du plastifiant (a3).
La viscosité de la composition HMPSA (a), mesurée par un viscosimètre
Brookfïeld® RYT à 163°C, est comprise entre 4 et 50 Pa.s, de préférence entre 8 et 30 Pa.s. Une telle viscosité est particulièrement bien adaptée aux buses mises en œuvre dans les unités industrielles des enducteurs pour son enduction sur une couche support imprimable.
La composition thermofusible auto-adhésive selon l'invention est préparée par simple mélange de ses composants à une température comprise entre 130 et 200 °C, jusqu'à obtention d'un mélange homogène. Les techniques de mélange requises sont bien connues de l'homme du métier.
La présente invention a également pour objet un système multicouche comprenant :
- une couche adhésive (A) constituée de la composition HMPSA (a) telle que définie précédemment ;
- une couche support (B) adjacente à la couche adhésive (A) ; et
- une couche protectrice anti-adhérente (C), adjacente à la couche adhésive (A).
Couche adhésive (A) :
Selon une variante préférée du système multicouche selon l'invention, l'épaisseur de la couche adhésive (A) est strictement supérieure à 10 pm, de préférence comprise dans un intervalle allant de 11 à 100 pm, plus préférentiellement de 12 à 35 pm.
Couche support (B) :
La couche support (B) comprise dans le système multicouche selon l'invention est adjacente à la couche adhésive (A).
Selon une variante davantage préférée de l'invention, ladite couche (B) est constituée de papier ou d'un film comprenant une ou plusieurs couches homogènes d'un polymère.
Parmi les polymères appropriés, on peut citer les polyoléfines, telles que le polyéthylène, dont le polyéthylène haute densité, le polyéthylène faible densité, le
polyéthylène faible densité linéaire et le polyéthylène ultra faible densité linéaire, le polypropylène et les polybutylènes ; le polystyrène ; le caoutchouc naturel ou synthétique ; les copolymères vinyliques, tels que le polychlorure de vinyle, plastifié ou non plastifié, et les poly(acétate de vinyle) ; les copolymères oléfiniques, tels que les copolymères
éthylène/méthacrylate, les copolymères éthylène/acétate de vinyle, les copolymères acrylonitrile/butadiène/styrène, et les copolymères éthylène/propylène ; les polymères et les copolymères acryliques ; les polyuréthanes ; les polyéthers ; les polyesters ; et les mélanges de ceux-ci. De préférence, la couche support (B) est à base de polymères acryliques, de polyéthylène (PE), polypropylène (PP) orienté, non orienté ou bi-orienté, polyimide, polyuréthane, polyester tel que le Polyéthylène téréphtalate (PET).
Selon encore une autre variante, la couche support (B) est une couche support imprimable.
Couche protectrice anti-adhérente (C) :
La couche anti-adhérente protectrice (C) peut être facilement enlevée sans modification de la couche (A) qui reste fixée sur la couche support (B).
Selon une variante préférée, ladite couche (C) comprend un matériau à base de silicone, ledit matériau étant soit constitutif de ladite couche (C), soit présent sous la forme d'un revêtement de surface de ladite couche (C), ledit revêtement étant destiné à être en contact avec la couche adhésive (A).
Selon une variante préférée du système multicouche selon l'invention, ledit système est conditionné sous la forme d'un enroulement autour d'une bobine (ou rouleau) dont les dimensions peuvent varier dans un large domaine. Ainsi, le diamètre d'un tel rouleau peut aller de 0,25 à 1 m et sa largeur de 0,25 à 2 m.
Conformément à cette variante préférée, la couche anti-adhérente protectrice (C) est constituée par la couche support (B) comprise dans le système multicouche, dans laquelle la face qui est opposée à la face en contact avec la couche adhésive (A) est revêtue d'un matériau à base de silicone. Un tel système multicouche dans lequel la couche anti-adhérente protectrice (C) n'est pas distincte de la couche (B) est parfois désigné sous la dénomination anglaise de "linerless". Ledit conditionnement est particulièrement avantageux, en raison de sa simplicité et de l'économie qui en résulte, pour les transformateurs qui convertissent ces roll stocks en articles auto-adhésifs finaux, tels que les étiquettes ou les rubans auto-adhésifs.
La composition HMPSA (a) est appliquée à l'état fondu à une température supérieure à 130°C sur la couche support (B), à raison d'une quantité qui est strictement supérieure à 10 g/m2 et qui généralement va de 11 à 100 g/m2, de préférence de 11 à 35 g/m2, pour constituer la couche adhésive (A).
L'application est réalisée par des techniques d'enduction connues comme par exemple de type buse à lèvre (à une température d'environ 160 à 180°C) ou de type rideau (à une température d’environ 120 à 180 °C). L’application de l’HMPSA par buse à lèvre est généralement effectuée sur la couche protectrice anti-adhérente (C), l’ensemble étant alors contrecollé sur la couche support (B) (enduction par transfert). L’application de l’HMPSA par enduction de type rideau peut être directement réalisée sur la couche support (B), en fonction de la température d' enduction.
La présente invention concerne également l'utilisation du système multicouche tel que défini précédemment pour la fabrication d’articles auto-adhésifs, tels que des étiquettes auto-adhésives et des rubans adhésifs.
L’invention a également pour objet une étiquette auto-adhésive susceptible d’être obtenue par transformation du système multicouche décrit précédemment. Une couche support imprimable (B) est dans ce cas préférée.
Le procédé de transformation mis en œuvre comprend généralement :
- une étape d’impression sur la couche support imprimable (B), puis
- une étape de découpe du système multicouche de manière à en réduire la largeur, et donc à le reconditionner sur une bobine de largeur réduite, puis
- une étape (qualifiée d’échenillage) d’obtention d’un système multicouche, conditionné sur la bobine de l’étape précédente, dans lequel la couche protectrice anti adhérente (C), inchangée, est liée à la seule partie de la couche support imprimée qui correspond à la forme et aux dimensions de l’étiquette auto-adhésive adaptées à son utilisation finale. Cette étape consiste donc en la découpe sélective, puis en l'élimination de la partie indésirable de la couche support imprimable (B) et de la couche adhésive (A), ladite partie étant souvent appelée "squelette de l'étiquette”.
Ce dernier système multicouche est mis en œuvre sur les chaînes de conditionnement des articles à étiqueter, comme par exemple des emballages, au moyen de systèmes automatisés qui séparent les étiquettes auto-adhésives de la couche protectrice, et les fixent sur les articles à étiqueter. L'article étiqueté est de préférence un emballage ou récipient constitué :
- de verre ;
- d’une matière plastique usuelle choisie parmi le PolyEthylène Téréphtalate (PET), le PolyChlorure de Vinyle (PVC), le PolyEthylène (PE), notamment le PolyEthylène Haute Densité (HDPE), ou encore le PolyPropylène (PP) ; ou
- de carton, tel que par exemple le carton connu sous la dénomination de carton FIPAGO (de la Fédération Internationale des fabricants de PApiers GOmmés) de grade Kraftliner et grammage 200 g/m2.
Les exemples suivants sont donnés à titre purement illustratif de l’invention et ne sauraient être interprétés de manière à en limiter la portée. Exemples A (référence) et exemples 1 à 3 (selon l'invention) :
Les compositions figurant dans le tableau 1 suivant sont préparées par simple mélange à chaud à 180 °C des ingrédients indiqués.
La viscosité Brookfïeld de ces compositions a été mesurée à la température de 163°C. Le résultat est indiqué dans le Tableau 2 en mPa.s.
Ces compositions ont également été testées selon les tests décrits ci-après.
Pouvoir adhésif : test de peel
Le pouvoir adhésif des compositions est évalué par le test de pelage (ou peel) à 180°C sur une plaque d'un certain substrat, tel que décrit dans la méthode de test FINAT n° 1, publiée dans le Manuel Technique FINAT 6eme édition, 2001. FINAT est la fédération internationale des fabricants et transformateurs d’étiquettes auto-adhésives.
Le principe de ce test est le suivant. L’HMPSA est préalablement enduit à raison de 20 g/m2 sur une couche support constituée d'un film PET de 50 pm d'épaisseur.
Une éprouvette sous forme de bande rectangulaire (25,4 mm x 175 mm) est découpée dans le support auto-adhésif ainsi obtenu. Cette éprouvette est fixée sur une plaque constituée d’un certain substrat. L’assemblage obtenu est laissé 20 mn à température ambiante. Il est alors introduit dans un appareil de traction capable d’effectuer le pelage ou décollement de la bande sous un angle de 180° et avec une vitesse de séparation de 300 mm par minute. L'appareil mesure la force requise pour décoller la bande dans ces conditions.
Le résultat est exprimé en N/2,54 cm et est indiqué, ainsi que la nature du substrat de la plaque, dans le Tableau 2.
Pouvoir collant immédiat : test du loop tack
Le pouvoir collant immédiat ou tack des compositions est évalué par le test d’adhésion instantanée dit de la boucle (également appelé "loop tack"), décrit dans la méthode de test FINAT n° 9.
L'HMPSA est préalablement enduit à raison de 20 g/m2 sur une couche support constituée d'un film PET de 50 pm d'épaisseur, de manière à obtenir une bande rectangulaire de 25,4 mm sur 175 mm. Les 2 extrémités de cette bande sont jointes de manière à former une boucle dont la couche d'adhésif est orientée vers l'extérieur. Les 2 extrémités jointes sont placées dans la mâchoire mobile d’un appareil de traction capable d’imposer une vitesse de déplacement de 300 mm/minute selon un axe vertical avec possibilité d’aller et retour. La partie inférieure de la boucle placée en position verticale est d'abord mise en contact avec une plaque horizontale d'un certain substrat de 25 mm sur 30 mm sur une zone carrée d'environ 25 mm de côté. Dès cette mise en contact, le sens de déplacement de la mâchoire est inversé. Le pouvoir collant immédiat est la valeur maximale de la force nécessaire pour que la boucle se décolle complètement de la plaque de substrat.
Le résultat est exprimé en N/2,54 cm et est indiqué, ainsi que la nature du substrat de la plaque, dans le Tableau 2.
Les résultats de peel et de tack obtenus pour les exemples 1 à 3 à base de plastifiant constitué d'huile végétale sont globalement inférieurs à ceux de l'exemple A dont le plastifiant est d’origine pétrolière. Toutefois ces résultats sont parfaitement acceptables, au regard des valeurs attendues pour des articles auto-adhésifs, et tout particulièrement pour des étiquettes auto-adhésives, telles qu’indiquées dans la description de la présente demande. Exemple B (comparatif) :
On mélange à chaud à 180°C les mêmes ingrédients que ceux de l’exemple 1 et dans les mêmes proportions, à l’exception du remplacement de l’huile de tournesol par l’huile de ricin.
La composition obtenue est trouble et non homogène, avec la présence de dépôts solides.
Une telle composition ne convient pas en tant que composition HMPSA.
Tableau 1
Tableau 2

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition HMPSA (a) comprenant, sur la base du poids total de ladite composition :
- de 20 à 50 % en poids d'une composition (al) de copolymères à bloc styrénique qui comprennent au moins un bloc élastomère ;
- de 35 à 65 % en poids d’une ou plusieurs résines tackifïantes (a2) ; et
- de 7 à 25 % en poids d'un plastifiant (a3) ;
caractérisée en ce que le plastifiant (a3) est une huile végétale qui est choisie parmi l'huile de tournesol, de colza, de lin et de soja, et dont les acides gras dérivés comprennent une proportion d'au moins 75 % d' acides gras incluant de 16 à 22 atomes de carbone, ledit pourcentage étant un pourcentage en poids exprimé sur la base du poids total des acides gras dérivés de l'huile végétale.
2. Composition HMPSA (a) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la composition (al) de copolymères à bloc styrénique est constituée, sur la base de son poids total :
- de 30 à 90 % en poids d’au moins un copolymère dibloc choisi dans le groupe comprenant les SI, SIB, SB, SEB, et SEP, et
- de 10 à 70 % en poids d’au moins un copolymère tribloc choisi dans le groupe comprenant les SIS, SIBS, SBS, SEBS et SEPS ;
la teneur en motifs styréniques totale de ladite composition (al) variant de 10 à 40 % en poids sur la base du poids total de (al).
3. Composition HMPSA (a) selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la résine tackifïante (a2) est choisie parmi :
- (i) les colophanes d'origine naturelle ou modifiées et leurs dérivés hydrogénés, deshydrogénés, dimérisés, polymérisés ou estérifïés par des monoalcools ou des polyols ;
- (ii) des résines obtenues par hydrogénation, polymérisation ou copolymérisation (avec un hydrocarbure aromatique) de mélanges d'hydrocarbures insaturés ayant environ 5, 9 ou 10 atomes de carbone issus de coupes pétrolières ; - (iii) des résines terpéniques résultant de la polymérisation d'hydrocarbures terpéniques en présence de catalyseurs de Friedel-Crafts, éventuellement modifiées par action de phénols ;
- (iv) des copolymères à base de terpènes naturels.
4. Composition HMPSA (a) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la résine tackifïante (a2) a une température de ramollissement comprise entre 80 et 120°C.
5. Composition HMPSA (a) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend de 7 à 20 % en poids de l'huile végétale (a3).
6. Composition HMPSA (a) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce sa viscosité, mesurée par un viscosimètre Brookfïeld® RYT à 163°C, est comprise entre 4 et 50
Pa.s.
7. Système multicouche comprenant :
- une couche adhésive (A) constituée de la composition HMPSA (a) telle que définie dans l'une des revendications 1 à 6 ;
- une couche support (B) adjacente à la couche adhésive (A) ; et
- une couche protectrice anti-adhérente (C), adjacente à la couche adhésive (A).
8. Système multicouche selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche adhésive (A) est strictement supérieure à 10 pm, et de préférence comprise dans un intervalle allant de 11 à 100 pm.
9. Système multicouche selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la couche support (B) est constituée de papier ou d'un film comprenant une ou plusieurs couches homogènes d'un polymère.
10. Système multicouche selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la couche support imprimable (B) est à base de polymères acryliques, de polyéthylène (PE), polypropylène (PP) orienté, non orienté ou bi-orienté, polyimide, polyuréthane, polyester tel que le Polyéthylène téréphtalate (PET).
11. Système multicouche selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la couche anti-adhérente protectrice (C) comprend un matériau à base de silicone.
12. Système multicouche selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'il est conditionné sous la forme d'un enroulement autour d'une bobine.
13. Système multicouche selon la revendication 12, caractérisé en ce que la couche anti-adhérente protectrice (C) est constituée par la couche support (B) dans laquelle la face qui est opposée à la face en contact avec la couche adhésive (A) est revêtue d'un matériau à base de silicone.
14. Utilisation du système multicouche tel que défini dans l'une des revendications 7 à 13, pour la fabrication d’articles auto-adhésifs.
15. Etiquette auto-adhésive susceptible d'être obtenue par transformation du système multicouche tel que défini dans l'une des revendications 7 à 13.
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