FR2747685A1 - Method for adhering film on polar surface of metal substrate for e.g. food packaging - Google Patents
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Abstract
Description
Collage d'un film polyéthylène sur une surface polaire. Bonding of a polyethylene film on a polar surface.
L'invention concerne un procédé de collage d'un film polymère polyoléfine sur une surface métallique, ou sur une surface polymère polaire reposant de préférence sur un substrat métallique. The invention relates to a method for bonding a polyolefin polymer film to a metal surface, or to a polar polymer surface preferably based on a metal substrate.
Le polymère polaire peut être notamment un vernis de couverture, de protection ou de décoration. The polar polymer can in particular be a cover, protection or decoration varnish.
Pour la protection et/ou la préparation de surfaces, notamment pour emballages alimentaires, on utilise couramment des revêtements organiques minces ou des vernis, d'une épaisseur généralement comprise entre 1 et 30 clam. For the protection and / or preparation of surfaces, in particular for food packaging, thin organic coatings or varnishes are commonly used, with a thickness generally between 1 and 30 clam.
Comme revêtement organique mince, on préfère les polymères polyoléfines, généralement appliqués sous forme de films, qui présentent l'avantage de mieux résister à l'eau, même très chaude, d'apporter une meilleure résistance à la corrosion tout en étant compatible avec des applications alimentaires (emballage). As a thin organic coating, polyolefin polymers are generally preferred, generally applied in the form of films, which have the advantage of better resistance to water, even very hot, of providing better resistance to corrosion while being compatible with food applications (packaging).
Pour assurer l'adhérence de ces films polyoléfines sur un substrat polaire, notamment métallique, on peut utiliser une colle. To ensure the adhesion of these polyolefin films on a polar substrate, in particular a metallic one, an adhesive can be used.
Mais ces colles ne permettent pas toujours d'assurer une adhérence suffisante et homogène du film polyoléfine sur le substrat ; en outre, elles entraînent souvent des risques toxicologiques rédhibitoires dans les applications alimentaires et posent parfois des problèmes de stabilité au stockage. However, these adhesives do not always make it possible to ensure sufficient and homogeneous adhesion of the polyolefin film to the substrate; in addition, they often involve prohibitive toxicological risks in food applications and sometimes pose problems of storage stability.
Une deuxième méthode pour assurer l'adhérence de ces films polyoléfines consiste à utiliser des films polyoléfines "modifiés", notamment par des traitements de greffage de fonctions adaptées sur la face du film à faire adhérer. A second method for ensuring the adhesion of these polyolefin films consists in using "modified" polyolefin films, in particular by grafting treatments of functions adapted to the face of the film to be adhered.
Mais ces traitements présentent un handicap économique ou/et ne permettent pas toujours d'obtenir le degré d'adhérence souhaité. However, these treatments present an economic handicap and / or do not always make it possible to obtain the desired degree of adhesion.
Une troisième méthode pour faire adhérer un film polyoléfine sur un substrat polaire, notamment métallique, est décrite dans l'article intitulé "Amélioration d'adhérence des polyoléfines aux métaux" de L.M. A third method for adhering a polyolefin film to a polar substrate, in particular a metallic substrate, is described in the article entitled "Improvement of adhesion of polyolefins to metals" by L.M.
VINOGRADOVA et A.Ya. KOROLEV publié dans la revue "VYSOKOMOLEKULARNYE SOEDINENIA", Ser. B 1969 11(2), pages 126129.VINOGRADOVA and A.Ya. KOROLEV published in the journal "VYSOKOMOLEKULARNYE SOEDINENIA", Ser. B 1969 11 (2), pages 126129.
Cette troisième méthode consiste à former au préalable sur le substrat polaire une couche monomoléculaire d'un acide gras, comme l'acide stéarique ou oléique ; en appliquant ensuite directement un film polyéthylène sur le substrat doté de cette couche monomoléculaire et en chauffant légèrement, on obtient une bonne adhérence du film sur le substrat polaire. This third method consists in previously forming on the polar substrate a monomolecular layer of a fatty acid, such as stearic or oleic acid; by then directly applying a polyethylene film to the substrate provided with this monomolecular layer and by slightly heating, a good adhesion of the film to the polar substrate is obtained.
Cette troisième méthode de collage est économique et n'entraîne aucun risque toxicologique, les composés utilisés, comme les acides gras, étant compatibles avec les usages alimentaires. This third bonding method is economical and does not involve any toxicological risk, the compounds used, such as fatty acids, being compatible with food uses.
Pour réaliser cette couche monomoléculaire, on applique l'acide gras sur la surface du substrat polaire, par immersion du substrat dans une solution à 1% d'acide gras dans un solvant du type "white spirit", on maintient ensuite éventuellement le substrat à 2000C pendant 20 minutes, puis on élimine l'excès éventuel d'acide gras appliqué à l'aide de benzène, dans lequel on immerge le substrat. To produce this monomolecular layer, the fatty acid is applied to the surface of the polar substrate, by immersion of the substrate in a 1% solution of fatty acid in a solvent of the "white spirit" type, the substrate is then optionally maintained at 2000C for 20 minutes, then remove any excess fatty acid applied using benzene, in which the substrate is immersed.
La forte dilution de la solution d'application permet de limiter la quantité de produit déposée en vue d'obtenir une couche seulement monomoléculaire. The high dilution of the application solution makes it possible to limit the amount of product deposited in order to obtain a layer that is only monomolecular.
Le chauffage intermédiaire éventuel du substrat contribue à l'élimination du solvant. The possible intermediate heating of the substrate contributes to the elimination of the solvent.
L'immersion ou rinçage dans le benzène permet d'enlever l'acide gras qui n'est pas "chimisorbé" sur le substrat de façon à ne maintenir qu'une couche résiduelle monomoléculaire. Immersion or rinsing in benzene makes it possible to remove the fatty acid which is not "chemisorbed" on the substrate so as to maintain only a residual monomolecular layer.
Cette troisième méthode pour faire adhérer un film polyoléfine sur un substrat polaire présente des inconvénients, notamment les inconvénients suivants
- I'adhérence au substrat n'est pas suffisante pour certaines applications, notamment en emballage alimentaire
- l'adhérence se dégrade rapidement dans le temps, notamment après exposition prolongée à l'eau, ce qui est particulièrement gênant dans les applications alimentaires.This third method for adhering a polyolefin film to a polar substrate has drawbacks, in particular the following drawbacks
- the adhesion to the substrate is not sufficient for certain applications, in particular in food packaging
- the adhesion degrades quickly over time, especially after prolonged exposure to water, which is particularly troublesome in food applications.
L'invention a pour but un procédé de collage économique, efficace, stable et compatible avec les applications alimentaires. The object of the invention is an economical, effective, stable bonding process which is compatible with food applications.
A cet effet, I'invention a pour objet un procédé de collage d'un film polyoléfine sur la surface d'un substrat polaire, notamment métallique, dans lequel
1/ on forme sur ladite surface une couche monomoléculaire d'un composé organique en appliquant sur ladite surface ledit composé puis en rinçant ladite surface à l'aide d'un solvant de rinçage,
2/ et on applique ensuite ledit film polyoléfine sur ladite couche monomoléculaire pour le faire adhérer sur le substrat, notamment par chauffage, caractérisé en ce que
- I'ossature principale des molécules dudit composé organique se présente sous forme d'une chaîne linéaire, comportant, à une seule extrémité, un radical polaire,
- ledit solvant de rinçage et, le cas échéant, ledit solvant d'application dudit composé lorsqu'il est appliqué en solution, présentent un caractère polaire.To this end, the invention relates to a process for bonding a polyolefin film on the surface of a polar substrate, in particular a metallic substrate, in which
1 / a monomolecular layer of an organic compound is formed on said surface by applying said compound to said surface and then rinsing said surface with a rinsing solvent,
2 / and then applying said polyolefin film on said monomolecular layer to adhere it to the substrate, in particular by heating, characterized in that
The main framework of the molecules of said organic compound is in the form of a linear chain, comprising, at one end, a polar radical,
- Said rinsing solvent and, where appropriate, said solvent for applying said compound when it is applied in solution, have a polar character.
L'invention peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes
- ladite chaîne linéaire comporte au moins douze atomes de carbone,
- ledit radical polaire d'extrémité de chaîne est formé par un radical choisi l'un au moins des radicaux suivants . acide carboxylique, phénolique, époxy, vinyle, amine ou silane
- ledit produit organique est un acide carboxylique ou un mélange d'acides carboxyliques
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple.The invention may also have one or more of the following characteristics
- said linear chain contains at least twelve carbon atoms,
- Said polar radical at the end of the chain is formed by a radical chosen from at least one of the following radicals. carboxylic acid, phenolic, epoxy, vinyl, amine or silane
- said organic product is a carboxylic acid or a mixture of carboxylic acids
The invention will be better understood on reading the description which follows, given by way of example.
On souhaite revêtir une plaque présentant une surface métallique ou une surface polymère de caractère polaire par un film polymère polyoléfine et faire adhérer fortement ledit film sur ladite surface. It is desired to coat a plate having a metallic surface or a polymer surface of polar nature with a polyolefin polymer film and to strongly adhere said film to said surface.
De préférence, la plaque est une tôle d'acier, qui peut être déjà revêtue, notamment par une couche de zinc, d'étain ou de chrome, par exemple électrodéposée. Preferably, the plate is a sheet of steel, which can already be coated, in particular with a layer of zinc, tin or chromium, for example electrodeposited.
De préférence, ledit film est en polyéthylène ou en polypropylène et présente une épaisseur comprise entre 8 et 100 micromètres. Preferably, said film is made of polyethylene or polypropylene and has a thickness of between 8 and 100 micrometers.
On dégraisse ladite surface à revêtir d'une manière connue en ellemême. The surface to be coated is degreased in a manner known per se.
On forme ensuite sur ladite surface une couche monomoléculaire d'un composé organique. A monomolecular layer of an organic compound is then formed on said surface.
Selon l'invention, ledit composé organique est choisi parmi les composés dont les molécules présentent une ossature principale en forme de chaîne linéaire comportant, à une seule extrémité, un radical polaire, comme par exemple l'acide oléique. According to the invention, said organic compound is chosen from compounds whose molecules have a main framework in the form of a linear chain comprising, at one end only, a polar radical, such as for example oleic acid.
De préférence, ledit radical polaire d'extrémité est formée par un radical choisi parmi l'un au moins des radicaux suivants . acide carboxylique, phénolique, époxy, vinyle, amine ou silane. Preferably, said polar end radical is formed by a radical chosen from at least one of the following radicals. carboxylic acid, phenolic, epoxy, vinyl, amine or silane.
L'autre extrémité de la chaîne linéaire, en particulier le radical de cette autre extrémité, présente au contraire un caractère apolaire. The other end of the linear chain, in particular the radical of this other end, on the contrary has an apolar character.
De préférence, le nombre d'atomes de carbones le long de la chaîne linéaire qui forme l'ossature principale des molécules du composé organique est au moins de douze. Preferably, the number of carbon atoms along the linear chain which forms the main framework of the molecules of the organic compound is at least twelve.
Dans le cas où le composé organique est un acide carboxylique ou un mélange d'acides carboxyliques, on choisit de préférence l'acide oléique ou l'acide palmitique. In the case where the organic compound is a carboxylic acid or a mixture of carboxylic acids, oleic acid or palmitic acid is preferably chosen.
Pour former la couche monomoléculaire,
- on trempe la plaque dans une solution d'application constituée dudit composé, pur ou dilué dans un solvant dit d'application,
- puis on trempe la plaque dans un solvant de rinçage pour éliminer l'excès éventuel de composé appliqué.To form the monomolecular layer,
the plate is dipped in an application solution consisting of said compound, pure or diluted in a so-called application solvent,
- Then the plate is dipped in a rinsing solvent to remove any excess of compound applied.
Entre l'application et le rinçage ou après le rinçage, on peut maintenir la plaque à une température adaptée pour compléter la formation de la couche et/ou compléter l'élimination de solvant. Between application and rinsing or after rinsing, the plate can be kept at a suitable temperature to complete the formation of the layer and / or complete the removal of solvent.
Le solvant de rinçage et, le cas échéant, le solvant d'application, sont choisis parmi les solvants dudit composé organique et présentent, selon l'invention, un caractère polaire. The rinsing solvent and, if appropriate, the application solvent, are chosen from the solvents of said organic compound and have, according to the invention, a polar character.
Comme solvant, on peut notamment utiliser des cétones, comme l'acétone ou la méthyléthylcétone ; on peut également utiliser du tétrahydrofurane. As solvent, it is possible in particular to use ketones, such as acetone or methyl ethyl ketone; tetrahydrofuran can also be used.
Les conditions d'immersion dans la solution d'application et dans le solvant de rinçage sont adaptées pour obtenir une couche homogène approximativement monomoléculaire du composé organique sur la plaque. The immersion conditions in the application solution and in the rinsing solvent are adapted to obtain an approximately monomolecular homogeneous layer of the organic compound on the plate.
On peut, à l'aide de moyens d'analyse de surface (par exemple la spectroscopie de photoélectrons ou "XPS"), mesurer la densité surfacique des molécules du composé organique, qui doit rester très faible tout en étant homogène sur toute la surface à revêtir. It is possible, using surface analysis means (for example photoelectron spectroscopy or "XPS"), to measure the surface density of the molecules of the organic compound, which must remain very low while being homogeneous over the entire surface to be coated.
Ainsi, dans le cas de l'application d'un acide carboxylique, on mesure la proportion de radicaux C00H en surface après formation d'une couche d'acide sur la surface ; une proportion mesurée inférieure ou égale à 4% de radicaux C00H est considérée comme un indice du caractère monomoléculaire de la couche formée. Thus, in the case of the application of a carboxylic acid, the proportion of C00H radicals on the surface is measured after the formation of an acid layer on the surface; a measured proportion less than or equal to 4% of C00H radicals is considered to be an index of the monomolecular character of the layer formed.
La température de formation de la couche monomoléculaire doit être suffisamment élevée pour renforcer l'adsorption de la couche à la surface de la plaque et suffisamment faible pour obtenir le caractère monomoléculaire ; on adapte donc en conséquence la température de la plaque, la température de la solution d'application, voire celle du solvant de rinçage, pendant la formation de la couche monomoléculaire. The temperature of formation of the monomolecular layer must be sufficiently high to reinforce the adsorption of the layer on the surface of the plate and sufficiently low to obtain the monomolecular character; the temperature of the plate, the temperature of the application solution, or even that of the rinsing solvent, is therefore adapted accordingly during the formation of the monomolecular layer.
De préférence, la température de formation de la couche monomoléculaire reste inférieure ou égale à 600C. Preferably, the formation temperature of the monomolecular layer remains less than or equal to 600C.
Les durées d'immersion d'application et de rinçage sont par exemple comprises entre 2 et 60 secondes. The application immersion and rinsing times are for example between 2 and 60 seconds.
De préférence, on agite le solvant pendant le rinçage. Preferably, the solvent is stirred during rinsing.
Sans se départir de la présente invention, on peut utiliser d'autres méthodes que l'immersion pour appliquer le composé organique sur le substrat ou pour le rincer, par exemple à l'aide d'un rouleau encreur, par projection électrostatique, dans la mesure où ces méthodes sont adaptées pour obtenir une couche monomoléculaire et homogène du composé organique. Without departing from the present invention, it is possible to use methods other than immersion to apply the organic compound to the substrate or to rinse it, for example using an ink roller, by electrostatic projection, in the since these methods are suitable for obtaining a monomolecular and homogeneous layer of the organic compound.
Le mode d'application du composé organique et la température d'application sont également déterminants dans le choix du composé organique : il convient en effet d'éviter les composés trop volatils ou, à l'inverse, trop difficiles à appliquer à l'état liquide. The mode of application of the organic compound and the temperature of application are also decisive in the choice of the organic compound: it is indeed advisable to avoid the compounds too volatile or, conversely, too difficult to apply in the state liquid.
Après formation de la couche monomoléculaire sur la surface à revêtir de la plaque, on applique le film polyoléfine sur ladite surface et on obtient alors par chauffage une très bonne adhérence du film sur la plaque. After formation of the monomolecular layer on the surface to be coated with the plate, the polyolefin film is applied to said surface and very good adhesion of the film to the plate is then obtained by heating.
Le chauffage de la plaque peut être réalisé par exemple par conduction, par rayonnement infrarouge, par effet inductif lorsque la surface à revêtir est conductrice ou par effet capacitif lorsque la surface à revêtir est isolante. The heating of the plate can be carried out for example by conduction, by infrared radiation, by inductive effect when the surface to be coated is conductive or by capacitive effect when the surface to be coated is insulating.
L'avantage du chauffage électrique inductif ou capacitif est qu'il permet de localiser le chauffage au voisinage de l'interface surface-film, notamment en sélectionnant la fréquence d'alimentation électrique de l'installation de chauffage ; on évite ainsi toute détérioration du film ou de la plaque. The advantage of inductive or capacitive electric heating is that it makes it possible to locate the heating in the vicinity of the surface-film interface, in particular by selecting the frequency of electric supply to the heating installation; this prevents any deterioration of the film or the plate.
La température et la durée de chauffage sont adaptées pour faire réagir aussi complètement que possible la couche monomoléculaire d'adhérence et la surface du film polyoléfine en contact. The temperature and the duration of heating are adapted to react as completely as possible the monomolecular adhesion layer and the surface of the polyolefin film in contact.
La température de chauffage est généralement supérieure à la température de formation de la couche monomoléculaire. The heating temperature is generally higher than the formation temperature of the monomolecular layer.
On peut chauffer ladite plaque jusqu'à faire fondre le film polyoléfine, du moins à l'interface film-plaque. Said plate can be heated until the polyolefin film melts, at least at the film-plate interface.
Selon une variante de revêtement de la surface par un film de polyoléfine, on projette directement du polymère polyoléfine chaud sur une couche monomoléculaire formée sur ladite surface. According to a variant of coating the surface with a polyolefin film, hot polyolefin polymer is directly sprayed onto a monomolecular layer formed on said surface.
A la suite de ces opérations, on obtient une plaque revêtue d'un film polyoléfine. Following these operations, a plate coated with a polyolefin film is obtained.
On constate que, grâce aux caractéristiques de l'invention portant notamment sur la structure des molécules du composé organique et le caractère polaire du ou des solvants de ce composé utilisés pour la formation de la couche monomoléculaire, l'adhérence du film polyoléfine sur ladite surface à caractère polaire et la stabilité de cette adhérence dans le temps et/ou après exposition à l'eau, sont très supérieures à celles qu'on obtenait en procédant selon l'art antérieur, lorsqu'on utilisait comme composé organique l'acide oléique ou stéarique et comme solvants, des solvants apolaires comme le white spirit et le benzène. It is noted that, thanks to the characteristics of the invention relating in particular to the structure of the molecules of the organic compound and the polar nature of the solvent or solvents of this compound used for the formation of the monomolecular layer, the adhesion of the polyolefin film on said surface polar in nature and the stability of this adhesion over time and / or after exposure to water, are much higher than those obtained by proceeding according to the prior art, when oleic acid was used as organic compound or stearic and as solvents, non-polar solvents such as white spirit and benzene.
Avantageusement, lorsque le nombre d'atomes de carbones dans la chaîne linéaire du composé organique est au moins de douze, I'adhérence qu'on obtient est encore supérieure; cette adhérence est alors, en pratique, limitée par la résistance mécanique des éléments collés (surface de la plaque ou film), voire des molécules du composé organique. Advantageously, when the number of carbon atoms in the linear chain of the organic compound is at least twelve, the adhesion that is obtained is even greater; this adhesion is then, in practice, limited by the mechanical resistance of the bonded elements (surface of the plate or film), or even of the molecules of the organic compound.
Dans le cas du revêtement d'une tôle métallique dont la surface à revêtir a subi au préalable un traitement de phosphatation, ou est déjà revêtue d'une pellicule d'huile de protection temporaire contre la corrosion, on procède avantageusement à l'application dudit produit organique sans dégraissage de ladite surface. In the case of the coating of a metal sheet whose surface to be coated has previously undergone a phosphating treatment, or is already coated with a film of oil for temporary protection against corrosion, the application of this said is advantageously carried out. organic product without degreasing of said surface.
Si la tôle métallique à revêtir est protégée par une pellicule d'huile, et que l'on procède à ladite enduction par immersion, on adapte les conditions d'immersion, notamment la durée, pour dissoudre et/ou désorber ladite pellicule d'huile. If the metal sheet to be coated is protected by an oil film, and the said coating is carried out by immersion, the immersion conditions, in particular the duration, are adapted to dissolve and / or desorb said oil film .
L'invention s'applique également au revêtement en continu de bandes métalliques, notamment d'acier, par un film plastique polyoléfine. The invention also applies to the continuous coating of metal strips, in particular of steel, with a polyolefin plastic film.
L'invention s'applique également au revêtement en continu de bandes d'acier déjà revêtues, par exemple chromées, étamées ou zinguées, notamment pour des applications alimentaires, par exemple boîtes de conserve ou boite boisson. The invention also applies to the continuous coating of already coated steel strips, for example chrome-plated, tinned or zinc-coated, in particular for food applications, for example cans or drink cans.
Grâce au procédé selon l'invention, on améliore la qualité de protection qu'est susceptible d'apporter un film polyoléfine sur une surface polaire, notamment sur des tôles d'acier. Thanks to the process according to the invention, the quality of protection which a polyolefin film is capable of providing on a polar surface, in particular on steel sheets, is improved.
Le film apporte une protection renforcée grâce à l'amélioration de l'adhérence, notamment aprés exposition à l'eau ou à des conditions corrosives. The film provides enhanced protection thanks to improved adhesion, especially after exposure to water or corrosive conditions.
On peut alors utiliser avantageusement ce type de protection par film de préférence à une protection par vernis, notamment dans les emballages métalliques destinés à l'industrie alimentaire. This type of film protection can then advantageously be used in preference to protection by varnish, in particular in metal packaging intended for the food industry.
Pour l'industrie alimentaire, on sélectionne très facilement un composé organique d'adhérence et un film polyoléfine de protection qui ne présentent aucun risque toxicologique, ce qui pose beaucoup plus de problèmes dans le domaine des vernis. For the food industry, it is very easy to select an organic adhesion compound and a polyolefin protective film which presents no toxicological risk, which poses many more problems in the field of varnishes.
Les exemples suivants illustrent l'invention
Exemple 1
Cet exemple a pour but d'illustrer un mode de réalisation du procédé selon l'invention.The following examples illustrate the invention
Example 1
The purpose of this example is to illustrate an embodiment of the method according to the invention.
On cherche à revêtir la surface d'une tôle en fer blanc d'un film de polyéthylène basse densité d'épaisseur 1 2 micromètres et ne contenant pas de plastifiant. We are trying to coat the surface of a tinplate sheet with a low density polyethylene film with a thickness of 12 micrometers and containing no plasticizer.
La surface de la tôle étant propre, on immerge directement la tôle pendant environ 5 secondes dans une cuve contenant de l'acide oléique maintenu à une température de 600 C. The surface of the sheet being clean, the sheet is directly immersed for about 5 seconds in a tank containing oleic acid maintained at a temperature of 600 C.
On essore ensuite puis on trempe la tôle dans l'acétone à température ambiante pendant environ 10 secondes. It is then wrung and the sheet is dipped in acetone at room temperature for about 10 seconds.
On applique ensuite le film de polyéthylène sur la tôle. The polyethylene film is then applied to the sheet.
On place et on maintient ensuite la tôle ainsi revêtue du film dans une enceinte thermique non ventilée, chauffée à environ 2000C, jusqu'à fusion du polyéthylène de revêtement. The sheet metal thus coated with the film is then placed and maintained in a non-ventilated thermal enclosure, heated to around 2000 ° C., until the coating polyethylene has melted.
De préférence, on maintient la tôle dans l'enceinte pendant 5 secondes environ après la fusion du polyéthylène. Preferably, the sheet is kept in the enclosure for approximately 5 seconds after the polyethylene has melted.
On laisse ensuite refroidir naturellement la tôle revêtue dans l'atmosphère ambiante. The coated sheet is then allowed to cool naturally in the ambient atmosphere.
Le film polyéthylène adhère alors très fortement sur la tôle. The polyethylene film then adheres very strongly to the sheet.
Exemple 2:
Cet exemple a pour but d'illustrer l'adhérence de films polyoléfines collés selon l'invention sur des substrats polaires.Example 2:
The purpose of this example is to illustrate the adhesion of polyolefin films bonded according to the invention to polar substrates.
On prépare plusieurs échantillons de tôle en fer blanc revêtus d'un film polyéthylène en procédant comme dans l'exemple 1. Several samples of tinplate coated with a polyethylene film are prepared by proceeding as in Example 1.
On procède ensuite aux tests suivants
- test d'adhérence par pliure : on prend un échantillon et on le plie selon un angle de 1800 ; on n'observe aucune fissuration ni aucun décollement du revêtement. We then proceed to the following tests
- adhesion test by folding: take a sample and fold it at an angle of 1800; no cracking or peeling of the coating is observed.
- test d'adhérence d'emboutissage on procède à une série d'emboutissages d'échantillons de tôle en fer blanc revêtus. - stamping adhesion test a series of stampings of coated tinplate samples is carried out.
On constate que, en imposant aux échantillons une déformation importante, même conduisant à la déchirure du fer blanc, le revêtement en polyéthylène continue d'adhérer au fer blanc. It is noted that, by imposing on the samples a significant deformation, even leading to tearing of the tinplate, the polyethylene coating continues to adhere to the tinplate.
Le procédé de collage selon l'invention permet donc de faire adhérer très fortement un film polyoléfine sur des substrats polaires. The bonding method according to the invention therefore makes it possible to adhere very strongly a polyolefin film to polar substrates.
ExemDle 3:
Cet exemple a pour but d'illustrer par un test d'arrachement,
I'adhérence de films polyoléfines collés selon l'invention sur des substrats polaires.Example 3:
The purpose of this example is to illustrate by a pull-out test,
The adhesion of polyolefin films bonded according to the invention on polar substrates.
On prépare de la manière suivante un sandwich à âme en polyéthylène et à parements en fer blanc
- en procédant comme dans l'exemple 1, on forme une couche monomoléculaire d'acide oléique sur deux échantillons identiques en fer blanc
- on applique ensuite un film polyéthylène sur l'un des deux échantillons
- on rapporte l'autre échantillon sur le film polyéthylène et on serre le sandwich métal-film-métal ainsi obtenu
- et on passe le sandwich ainsi obtenu dans l'enceinte thermique comme dans l'exemple 1 tout en le maintenant sous serrage.A sandwich with a polyethylene core and tinplate facings is prepared in the following manner
- by proceeding as in Example 1, a monomolecular layer of oleic acid is formed on two identical tin samples
- then apply a polyethylene film to one of the two samples
- the other sample is brought back onto the polyethylene film and the metal-film-metal sandwich thus obtained is tightened
- And we pass the sandwich thus obtained in the thermal enclosure as in Example 1 while keeping it tight.
Après refroidissement, on mesure la force nécessaire pour dissocier le sandwich obtenu, c'est à dire dissocier par arrachement les deux parements du sandwich. After cooling, the force necessary to dissociate the sandwich obtained is measured, that is to say dissociate by tearing off the two facings of the sandwich.
On mesure une force d'arrachement de environ 14 kg/cm2,
I'arrachement n'ayant généralement pas lieu au niveau de l'interface filmfer blanc, mais par exemple au niveau de l'interface étain-acier du fer blanc.We measure a pullout force of about 14 kg / cm2,
Tearing not generally taking place at the white film-iron interface, but for example at the tin-steel interface of the tinplate.
Pour comparaison, on peut réaliser, à l'aide d'une colle à chaud appliquée sur des échantillons de fer blanc vernis, un sandwich de type métal-vernis-(colle)-vernis-métal et mesurer de la même façon la force d'arrachement des parements : pour la plupart des vernis et des colles classiques, on obtient généralement une valeur largement inférieure à 14 kg/m2, I'arrachement ayant généralement lieu à l'interface métal-vernis. For comparison, a sandwich of the metal-varnish (glue) -varnish-metal type can be produced using a hot glue applied to samples of varnished tinplate, and the force of the tearing of the facings: for most conventional varnishes and glues, a value is generally obtained much less than 14 kg / m2, the tearing generally taking place at the metal-varnish interface.
Le procédé de collage selon l'invention permet donc de faire adhérer très fortement un film polyoléfine sur des substrats polaires. The bonding method according to the invention therefore makes it possible to adhere very strongly a polyolefin film to polar substrates.
Exemple 4
Cet exemple a pour but d'illustrer que l'adhérence de films polyoléfines collés selon l'invention sur des substrats polaires résiste à l'exposition à l'eau et à des conditions corrosives, contrairement à l'adhérence qu'on obtient avec des procédés de collage de l'art antérieur.Example 4
The purpose of this example is to illustrate that the adhesion of polyolefin films bonded according to the invention to polar substrates withstands exposure to water and to corrosive conditions, unlike the adhesion obtained with bonding methods of the prior art.
On prépare plusieurs échantillons de tôle en fer blanc revêtus comme indiqué dans l'exemple 1. Several samples of coated tinplate are prepared as indicated in Example 1.
On procède ensuite aux tests suivants
- test d'étanchéité : on immerge un échantillon revêtu dans de l'eau bipermutée à température ambiante, pendant un mois ; après cette exposition à l'eau, on n'observe aucun décollement du film polyéthylène, même sur les bords de l'échantillon et on n'observe aucune trace de corrosion sur la surface revêtue de l'échantillon, ce qui indique que l'eau n'a pas pu pénétrer entre la surface revêtue et le film de revêtement et, donc, que le film adhère d'une façon très étanche, homogène et durable à la surface métallique.We then proceed to the following tests
- leak test: a coated sample is immersed in bipermuted water at room temperature for one month; after this exposure to water, no delamination of the polyethylene film is observed, even on the edges of the sample and no trace of corrosion is observed on the coated surface of the sample, which indicates that the water could not penetrate between the coated surface and the coating film and, therefore, that the film adhered in a very tight, homogeneous and durable manner to the metal surface.
- test de corrosion : on immerge un échantillon revêtu pendant 1 heure dans une solution aqueuse maintenue à 1200C contenant de l'acide citrique à une concentration pondérale de 1 % ; à l'issue de ce traitement corrosif, on n'observe aucune trace de corrosion sur la face revêtue, ce qui indique que l'adhérence du film de revêtement résiste très bien à des conditions corrosives. - corrosion test: a coated sample is immersed for 1 hour in an aqueous solution maintained at 1200C containing citric acid at a weight concentration of 1%; at the end of this corrosive treatment, no trace of corrosion is observed on the coated face, which indicates that the adhesion of the coating film withstands corrosive conditions very well.
Le procédé selon l'invention permet donc de réaliser des revêtements polyoléfines très étanches, susceptibles de protéger avec une grande efficacité des surfaces métalliques contre la corrosion. The process according to the invention therefore makes it possible to produce very tight polyolefin coatings, capable of protecting metal surfaces against corrosion with great efficiency.
Par ailleurs, les tests d'adhérence effectués sur les échantillons exposés à l'eau ou soumis au traitement de corrosion, effectués selon les procédures des exemples 2 et 3, montrent que le niveau d'adhérence du film sur la surface métallique se maintient ou ne se dégrade que beaucoup plus lentement que lorsqu'on utilise un procédé de l'art antérieur pour coller le film polyéthylène sur du fer blanc, notamment avec de l'acide oléique aussi mais à l'aide d'un solvant apolaire pour former une couche monomoléculaire. Furthermore, the adhesion tests carried out on the samples exposed to water or subjected to the corrosion treatment, carried out according to the procedures of Examples 2 and 3, show that the level of adhesion of the film to the metal surface is maintained or degrades only much more slowly than when using a process of the prior art for bonding the polyethylene film to tinplate, in particular with oleic acid also but using an apolar solvent to form a monomolecular layer.
Grâce à ces performances, et à condition d'utiliser un composé organique (pour la couche monomoléculaire) compatible avec les applications alimentaires (comme des acides gras), le procédé selon l'invention est avantageusement utilisé pour la préparation de matériaux pour emballage, notamment pour appliquer un film polyoléfine de protection sur des tôles de fer blanc. Thanks to these performances, and provided that an organic compound (for the monomolecular layer) compatible with food applications (such as fatty acids) is used, the method according to the invention is advantageously used for the preparation of materials for packaging, in particular to apply a polyolefin protective film on tinplate sheets.
Exemple 5:
Cet exemple a pour but d'illustrer les performances d'adhérence et de stabilité de l'adhérence, quand on utilise selon l'invention d'autres produits que l'acide oléique pour coller un film polyoléfine sur une surface polaire.Example 5:
The purpose of this example is to illustrate the performance of adhesion and stability of adhesion, when products other than oleic acid are used according to the invention to bond a polyolefin film to a polar surface.
Ainsi, des essais réalisés avec l'acide palmitique et l'époxyoctane ont permis de coller avec une très forte adhérence des films polyoléfines sur des tôles d'acier, en adaptant le mode d'application et la température d'application pour obtenir une couche monomoléculaire, et en utilisant, selon l'invention, un solvant à caractère polaire. Thus, tests carried out with palmitic acid and epoxyoctane made it possible to bond with very high adhesion of polyolefin films to steel sheets, by adapting the mode of application and the temperature of application to obtain a layer. monomolecular, and using, according to the invention, a polar solvent.
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Cited By (1)
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| WO1999032688A1 (en) * | 1997-12-22 | 1999-07-01 | Infineon Technologies Ag | Metal surface coating, especially for micro electronics |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2747685B1 (en) | 1998-05-29 |
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