FR3127716A1 - Film multicouche réticulé à orientation monoaxiale et procédé - Google Patents

Film multicouche réticulé à orientation monoaxiale et procédé Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un film multicouche réticulé à orientation monoaxiale. L’invention concerne en outre un procédé de production et de préservation d’un produit alimentaire en utilisant un tel film, un sac ou une poche et un produit alimentaire emballé ainsi obtenu.

Description

Film multicouche réticulé à orientation monoaxiale et procédé
La présente invention concerne un film multicouche réticulé à orientation monoaxiale. L’invention concerne en outre un procédé de production et de préservation d’un produit alimentaire en utilisant un tel film, sac ou poche et un produit alimentaire emballé ainsi obtenu.
L’orientation monoaxiale (MDO) est un procédé couramment employé pour produire un film orienté. Dans l’art antérieur, il existe beaucoup d’informations, par exemple dans les brevets EP 2 106 342, US 6 375 781, US 5 184 379 et autres, enseignant différents films produits conformément à ce procédé pour diverses applications.
Puisque de nombreuses applications de MDO doivent être utilisées dans l’emballage alimentaire, il existe souvent un besoin pour des films multicouches à orientation monoaxiale comprenant des polymères de barrière d’oxygène, comme polyester, polyamide et EVOH. Néanmoins, dans l’art antérieur, il n’y a pas beaucoup d’informations sur la manière de réaliser l’orientation monoaxiale de telles structures.
Par exemple, CN 109 591 415 enseigne l’orientation monoaxiale d’une structure PA/TIE/EVOH/TIE/PA. Néanmoins, il n’y a pas d’autres informations sur les conditions de traitement pour la manière d’améliorer le procédé en minimisant les problèmes susmentionnés. De même, le film orienté ne comprend pas de couche de scellement à base de polyoléfine, ce qui est généralement important pour un film d’emballage alimentaire. En outre, le procédé décrit est un étirement monoaxial en ligne, qui est un procédé plus facile que celui hors ligne (c’est-à-dire lorsque l’extrusion et l’orientation des films sont réalisées en tant que deux étapes de traitement différentes).
Le pelliplacage sous vide est un procédé d’emballage connu dans lequel, après avoir placé un aliment dans un récipient (souvent un plateau), l’air est retiré de l’emballage avant de le sceller. Un tel emballage présente des caractéristiques de stockage et de préservation comparables à celles de l’emballage thermorétractable et il est généralement plus attrayant.
Plus spécifiquement, le pelliplacage sous vide (VSP) est un procédé bien connu dans l’art qui utilise un matériau d’emballage thermoplastique pour renfermer un produit alimentaire. Les termes « pelliplacage sous vide » ou « VSP » sont utilisés dans les présentes pour indiquer que le produit est emballé sous vide et que les gaz sont évacués de l’espace contenant le produit au moment de l’emballage. Le film souple haut est également appelé film de « formation de pellicule », « pellicule » ou « supérieur ».
Dans le procédé de pelliplacage sous vide, un article peut être placé sur un organe de support rigide, semi-rigide ou souple, qui peut être plat ou formé, par exemple en forme de plateau, en forme de bol ou en forme de tasse (ce qui est appelé bande « basse »), et l’article supporté est ensuite passé dans une chambre où une bande « haute » est d’abord tirée vers le haut contre un dôme chauffé puis enveloppée sur l’article. Le mouvement de la bande haute est commandé par aspiration et/ou par pression d’air et, dans un agencement de pelliplacage sous vide, l’intérieur du récipient est aspiré avant le soudage final de la bande haute sur la bande basse. Dans le procédé VSP, le film chauffé supérieur forme une pellicule serrée autour du produit et il adhère étroitement à la partie du support qui n’est pas recouverte par le produit. Le pelliplacage sous vide est décrit dans de nombreuses références parmi lesquelles FR 258 357, FR 1 286 018, AU 3 491 504, U.S. Re 30 009, U.S. Pat. n° 3 574 642, 3 681 092, 3 713 849, 4 055 672, 5 346 735, WO 2009 141 214, EP 2 722 279, EP 2 459 448.
Le pelliplacage sous vide est couramment employé pour l’emballage de produits alimentaires comme de la viande et du poisson frais et surgelés, du fromage, de la viande transformée, des plats cuisinés et des éléments similaires. L’emballage final présente un emballage transparent moulant qui protège l’article alimentaire de l’environnement externe.
Les exigences actuellement imposées aux films d’emballage utilisés dans de telles applications de pelliplacage sous vide sont particulièrement strictes : les films doivent résister aux conditions de chauffage et d’étirage à l’intérieur de la chambre sous vide de la machine d’emballage sans subir d’assouplissement excessif et de perforations excessives et ils doivent être hautement formables.
Une bonne formabilité est très souhaitable dans des applications de VSP pour s’assurer que le film chauffé se conforme de manière adéquate à la forme du produit emballé, sans laisser de plis sur les surfaces d’emballage et sans former de zones saillantes d’auto-adhérence du film, au niveau des coins ou des côtés de l’emballage. Ce phénomène indésirable, appelé pontage ou sanglage, peut être tellement prononcé qu’il s’étend jusqu’à des unités de formage distinctes dans la même opération d’emballage. Il va de soi que des emballages présentant de tels défauts dans l’enveloppe de pellicule haute ne sont pas acceptables pour le consommateur et ils doivent donc être rejetés. D’autres caractéristiques importantes de films VSP incluent des propriétés optiques, comme la brillance et l’atténuation de visibilité, qui contribuent à une apparence attrayante d’emballage.
En outre, les films VSP doivent garantir, en combinaison avec des supports de diverses formes et de diverses compositions, une force d’ouverture appropriée pour permettre au consommateur d’ouvrir facilement l’emballage et de retirer le produit emballé. Pendant le stockage, en complément de la facilité d’ouverture, l’intégrité du scellement et de l’emballage doit être maintenue afin de préserver efficacement le produit.
Comme cela est bien connu dans l’art, la facilité d’ouverture et l’intégrité sont particulièrement difficiles à obtenir dans un pelliplacage sous vide. En effet, les procédés de pelliplacage sous vide n’appliquent pas une étape de scellement standard à travers une barre de scellement chauffée, comme par exemple dans les procédés d’emballage de recouvrement de plateau, mais l’adhérence de haut en bas est obtenue en enveloppant le haut chauffé sur toute la surface du bas qui n’est pas recouverte par le produit après avoir enlevé le vide du dôme. La qualité finale et la force finale de l’adhérence dépendent principalement de la température atteinte par le haut, des propriétés de scellement des surfaces extérieures et de la compatibilité chimique entre les couches de scellement du haut et du bas.
Des films à utiliser dans un procédé de pelliplacage sous vide sont généralement des films multicouches produits par des lignes de moulage ou de films soufflés à chaud. De tels films sont décrits dans des brevets tels que EP 343 877 ou EP 243 510 entre autres et il s’agit généralement de films non orientés.
Il est généralement accepté dans l’art que des films orientés ne sont pas suffisamment pliables pour résister au procédé exigeant de pelliplacage sous vide.
Compte tenu des objectifs actuels de développement durable et d’un point de vue économique, il est important d’utiliser des films d’emballage plus minces. La grande majorité des films de pelliplacage sous vide actuellement utilisés dans l’art présentent une épaisseur de 100 à 150 microns. L’objectif est de réduire leur épaisseur à 70 à 100 microns sans aucun sacrifice de performance.
Grâce à la présente invention, l’inventeur est parvenu à développer un nouveau film à orientation monoaxiale pouvant être utilisé efficacement dans un procédé de pelliplacage sous vide.
La présente invention concerne un film multicouche réticulé à orientation monoaxiale comprenant une couche extérieure, une couche de scellement et une couche centrale agencée entre la couche extérieure et la couche de scellement.
Dans un mode de réalisation, la couche centrale comprend un matériau de barrière d’oxygène, de préférence EVOH, polyamide ou PVDC.
Si la couche centrale comprend un EVOH comme matériau de barrière d’oxygène, alors de préférence l’EVOH comprend de 24 à 50 % d’éthylène par mole, avec plus de préférence de 27 à 48 % d’éthylène par mole et, avec encore plus de préférence, l’EVOH présente une teneur en éthylène de 29 à 48 % par mole.
Si la couche centrale comprend un polyamide comme matériau de barrière d’oxygène, alors de préférence le polyamide utilisé est un homopolymère ou un copolymère de polyamide 6 (polycaprolactam). Le polyamide utilisé est de préférence polyamide 6, polyamide 6/66, polyamide 6/66/12, ou un polyamide intrinsèquement amorphe.
Dans un mode de réalisation en variante, le film multicouche comprend une couche centrale comprenant une polyoléfine, EVA ou un polyamide, de préférence la polyoléfine est LLDPE.
Le film multicouche peut en outre comprendre une première couche résistante entre la couche extérieure et la couche centrale et/ou une seconde couche résistante entre la couche centrale et la couche de scellement. De préférence, la première couche résistante et/ou la seconde couche résistante comprennent EVA. De préférence, EVA peut être utilisé en tant que polymère unique dans la première couche résistante et/ou dans la seconde couche résistante ou sous forme de mélange avec EMA, des copolymères alpha-oléfine d’éthylène, des polymères de styrène ou LDPE.
Le film multicouche peut en outre comprendre une première couche de liaison entre la première couche résistante et la couche centrale et/ou une seconde couche de liaison entre la couche centrale et la seconde couche résistante. De préférence, la première couche de liaison et/ou la seconde couche de liaison comprennent une polyoléfine, de préférence LLDPE, EVA modifié par anhydride maléique, polyéthylène modifié par anhydride maléique, EMA modifié par anhydride maléique, élastomère modifié par anhydride maléique, copolymère EVA partiellement saponifié ou élastomère de polyuréthane.
De préférence, la couche de scellement comprend une polyoléfine, de préférence un copolymère d’éthylène, avec plus de préférence un copolymère alpha-oléfine d’éthylène ou un copolymère d’ester d’éthylène, de préférence EVA et/ou EMA.
De préférence, la couche extérieure comprend un polyéthylène, de préférence un polyéthylène à basse densité, un polyéthylène à basse densité linéaire, un polyéthylène à moyenne densité ou un polyéthylène à haute densité.
La présente invention concerne en outre un procédé de production d’un film multicouche orienté selon l’invention comprenant les étapes suivantes :
a) une étape d’extrusion de film
b) une étape de réticulation
c) une étape d’orientation monoaxiale.
La réticulation peut être réalisée avant l’étape c) d’orientation monoaxiale ou après l’étape c) d’orientation monoaxiale.
La présente invention concerne en outre un film multicouche réticulé à orientation monoaxiale obtenu par le procédé susmentionné de production d’un film multicouche orienté.
La présente invention concerne en outre l’utilisation du film multicouche susmentionné dans un procédé de pelliplacage sous vide. De préférence, le film est utilisé en tant que film de recouvrement haut.
La présente invention concerne en outre un procédé de production et de préservation d’un produit alimentaire en utilisant le film susmentionné, ou un sac ou une poche constitué du film susmentionné, ou un pelliplacage sous vide, dans lequel le film susmentionné est appliqué en tant que film de recouvrement haut.
La présente invention concerne en outre un pelliplacage sous vide, comprenant le film susmentionné en tant que film de recouvrement haut et une feuille basse ou un plateau.
La présente invention prévoit en outre un produit alimentaire emballé comprenant un produit alimentaire conditionné dans le pelliplacage sous vide susmentionné.
à base d’ester (comme EVA et/ou EMA). Pour pouvoir sceller sur des feuilles basses ou des plateaux plus atypiques comme ceux en aluminium, la couche de scellement peut comprendre des agents collants ou d’autres composés.
Définitions
Dans la présente demande, les définitions suivantes sont utilisées :
Le terme « film » fait référence à une structure souple tubulaire ou plate de matériau thermoplastique.
Le terme « thermorétractable » fait référence à un film qui se rétracte d’au moins 10 % dans au moins l’une parmi la direction longitudinale et la direction transversale lorsqu’il est chauffé à 90 °C pendant 4 secondes. La rétractabilité est mesurée dans l’eau selon ASTM 2732. Pour des températures supérieures ou égales à 100 °C, de la glycérine est utilisée en tant que liquide de référence.
Le terme « thermorétractabilité totale » fait référence à la somme de la thermorétractabilité dans la direction MD et de la thermorétractabilité dans la direction TD. Dans tous les cas, ASTM 2732 est utilisée pour la mesure de la rétractabilité.
Le terme « multicouche » fait référence à un film comprenant deux couches ou plus.
L’expression « direction longitudinale » ou « direction de machine », abrégée par « MD » dans les présentes, fait référence à une direction dans le sens de la longueur du film.
L’expression « couche extérieure » fait référence à la couche de film qui vient au contact immédiat de l’environnement extérieur (l’atmosphère). Le film comporte donc deux couches extérieures, l’une à l’intérieur du paquet et l’autre à l’extérieur.
L’expression « couche intérieure » fait référence à toute couche de film qui n’est pas une « couche extérieure ».
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « homopolymère » fait référence à un polymère découlant d’une polymérisation d’un monomère unique.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « copolymère » fait référence à un polymère découlant d’une polymérisation d’au moins deux polymères différents.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « polymère » inclut les deux types susmentionnés.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « polyoléfine » fait référence à toute oléfine polymérisée, qui peut être linéaire, ramifiée, cyclique, aliphatique, substituée ou non substituée. Plus spécifiquement, le terme « polyoléfine » englobe des homopolymères d’oléfine, des copolymères d’oléfine, des copolymères d’une oléfine et d’un comonomère non oléfinique (comme un ester), etc.
Des exemples spécifiques incluent homopolymère de polyéthylène, homopolymère de polypropylène, homopolymère de polybutène, copolymère alpha-oléfine d’éthylène, copolymère alpha-oléfine de propylène, copolymère alpha-oléfine de butène, ionomère, copolymère ester d’éthylène, etc.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « polyéthylène » identifie des polymères se composant sensiblement de l’unité répétitive d’éthylène. Ceux qui présentent une densité supérieure à 0,940 sont appelés polyéthylène à haute densité (HDPE) et ceux qui présentent une densité inférieure à 0,940 sont appelés polyéthylène à basse densité (LDPE).
Tel qu’utilisée dans les présentes, l’expression « copolymère alpha-oléfine d’éthylène » fait référence à des polymères comme polyéthylène à basse densité linéaire (LLDPE), polyéthylène à moyenne densité (MDPE), polyéthylène à très basse densité (VLDPE), polyéthylène à ultra-basse densité (ULDPE), polymères catalysés de métallocènes et plastomères et élastomères de polyéthylène.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « copolymères alpha-oléfine d’éthylène homogènes » fait référence à des copolymères alpha-oléfine d’éthylène présentant une distribution de poids moléculaire inférieure à 2,7 telle que mesurée par GPC. Des exemples types de ces polymères sont AFFINITY de DOW ou Exact d’Exxon.
Tel qu’utilisée dans les présentes, l’expression « polymères de styrène » fait référence à un homopolymère de styrène, comme du polystyrène et des copolymères de styrène comme des copolymères styrène-butadiène, des copolymères styrène-butadiène-styrène, des copolymères styrène-isoprène-styrène, des copolymères styrène-éthylène-butadiène-styrène, des copolymères éthylène-styrène et des éléments similaires.
Telle qu’utilisée dans les présentes, l’expression « copolymères éthylène-méthacrylate » fait référence à des copolymères d’éthylène et de monomère de méthacrylate. La teneur en monomère est inférieure à 40 %.
Telle qu’utilisée dans les présentes, l’expression « copolymère éthylène acétate de vinyle » ou EVA fait référence à des copolymères d’éthylène et d’acétate de vinyle.
Telle qu’utilisée dans les présentes, l’expression « copolymère d’ester d’éthylène » inclut tout polymère constitué d’éthylène et de monomère d’ester. Il va de soi que ce terme inclut les EVA, les EMA et d’autres polymères.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « polymère de barrière d’oxygène » fait référence à des polymères ayant la propriété de limiter le passage d’oxygène à travers un film ou une couche comprenant le polymère. Des matériaux courants sont EVOH, PVDC ou polyamide.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme EVOH fait référence à des produits saponifiés de copolymères éthylène ester de vinyle. La teneur en éthylène est généralement dans la plage de 25 à 50 % par mole. Toutes les références ultérieures à la teneur en éthylène EVOH sont en % par mole.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme PVDC fait référence à un copolymère de chlorure de vinylidène, dans lequel une quantité majeure du copolymère comprend du chlorure de vinylidène et une quantité mineure du copolymère comprend un ou plusieurs monomères comme du chlorure de vinyle et/ou des acrylates d’alkyle et des méthacrylates.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « polyamide » fait référence à des homopolymères et des copolymères. Polyamide 6, polyamide 66, polyamide 12, polyamide 6/66, polyamide 6/12, élastomères de polyamide, polyamides MXD et d’autres copolymères sont particulièrement utiles pour l’invention.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « polyester » fait référence à des polymères comprenant des unités de téréphtalate. Des exemples de polyester sont PET (téréphtalate de polyéthylène), PBT (téréphtalate de polybutylène, élastomères de polyester (copolymère bloc comprenant des unités d’ester ou d’éther), PTT et d’autres polymères similaires.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « ionomère » comprend les copolymères d’éthylène et d’acide méthacrylique ou acrylique étant neutralisé par métal. Un exemple d’un tel matériau est Surlyn de Dupont.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « polypropylène » fait référence à des polymères incorporant des unités structurelles de propylène. Des exemples de ceux-ci sont des homopolypropylènes, des copolymères aléatoires de propylène et d’éthylène, des copolymères blocs de propylène et d’éthylène, des copolymères ou des mélanges de propylène et de caoutchouc (comme des mélanges de polypropylène et de caoutchouc éthylène propylène), des terpolymères alpha-oléfine de propylène éthylène et autres.
Ces polymères peuvent être isotactiques, syndiotactiques ou atactiques. De préférence, ces polymères sont isotactiques.
Tel qu’utilisé dans les présentes, le terme « matériau sensiblement non élastique » fait référence à des matériaux ou des composés de matériaux comprenant des éléments inorganiques comme carbonate de calcium, dioxyde de titane, wollastonite, mica, fibres de verre, dolomite, silice et similaires.
Tous les procédés de mesure mentionnés dans les présentes viennent immédiatement à l’esprit de l’homme du métier. Par exemple, ils peuvent être obtenus auprès de l’Institut national américain des normes à l’adresse www.webstore.ansi.org.
Tous les pourcentages sont basés sur un rapport poids/poids, sauf indication contraire.

Claims (15)

  1. Film multicouche réticulé à orientation monoaxiale comprenant
    une couche extérieure,
    une couche de scellement, et
    une couche centrale agencée entre la couche extérieure et la couche de scellement.
  2. Film multicouche selon la revendication 1, dans lequel la couche centrale comprend un matériau de barrière d’oxygène, de préférence EVOH, polyamide ou PVDC.
  3. Film multicouche selon la revendication 2, dans lequel l’EVOH comprend de 24 à 50 % d’éthylène par mole, avec plus de préférence de 27 à 48 % d’éthylène par mole et, avec encore plus de préférence, l’EVOH présente une teneur en éthylène de 29 à 48 % par mole.
  4. Film multicouche selon la revendication 2, dans lequel le polyamide utilisé est un homopolymère ou un copolymère de polyamide 6 (polycaprolactam). Le polyamide utilisé est de préférence polyamide 6, polyamide 6/66, polyamide 6/66/12, ou un polyamide intrinsèquement amorphe.
  5. Film multicouche selon la revendication 1, dans lequel la couche centrale comprend une polyoléfine, EVA ou un polyamide, de préférence la polyoléfine est LLDPE.
  6. Film multicouche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le film comprend en outre une première couche résistante entre la couche extérieure et la couche centrale et/ou une seconde couche résistante entre la couche centrale et la couche de scellement, de préférence la première couche résistante et/ou la seconde couche résistante comprennent EVA, de préférence EVA peut être utilisé en tant que polymère unique dans la première couche résistante et/ou dans la seconde couche résistante ou sous forme de mélange avec EMA, des copolymères alpha-oléfine d’éthylène, des polymères de styrène ou LDPE.
  7. Film multicouche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le film comprend en outre une première couche de liaison entre la première couche résistante et la couche centrale et/ou une seconde couche de liaison entre la couche centrale et la seconde couche résistante.
  8. Film multicouche selon la revendication 7, dans lequel la première couche de liaison et/ou la seconde couche de liaison comprennent une polyoléfine, de préférence LLDPE, EVA modifié par anhydride maléique, polyéthylène modifié par anhydride maléique, EMA modifié par anhydride maléique, élastomère modifié par anhydride maléique, copolymère EVA partiellement saponifié ou élastomère de polyuréthane.
  9. Film multicouche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche de scellement comprend une polyoléfine, de préférence un copolymère d’éthylène, avec plus de préférence un copolymère alpha-oléfine d’éthylène ou un copolymère d’ester d’éthylène, de préférence EVA et/ou EMA.
  10. Film multicouche selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couche extérieure comprend un polyéthylène, de préférence un polyéthylène à basse densité, un polyéthylène à basse densité linéaire, un polyéthylène à moyenne densité ou un polyéthylène à haute densité.
  11. Procédé de production d’un film multicouche orienté selon l’une des revendications précédentes comprenant les étapes suivantes :
    a) une étape d’extrusion de film
    b) une étape de réticulation
    c) une étape d’orientation monoaxiale.
  12. Procédé de production d’un film multicouche selon la revendication 11, dans lequel la réticulation est réalisée avant l’étape c) d’orientation monoaxiale ou après l’étape c) d’orientation monoaxiale.
  13. Film multicouche réticulé à orientation monoaxiale obtenu par un procédé selon l’une des revendications 11 et 12.
  14. Utilisation du film multicouche selon l’une des revendications 1 à 10 ou 13 dans un procédé de pelliplacage sous vide.
  15. Utilisation selon la revendication 14, dans laquelle le film est utilisé en tant que film de recouvrement haut.

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