LU86232A1 - Substrat stratifie contenant du polyethylene fluore et recipient en comportant application - Google Patents

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LU86232A1
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Samuel C Temin
John Santalucia
David L Carroll
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Colgate Palmolive Co
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Description

..
La présente invention concerne, d'une manière générale, la technique des récipients et, plus particu-ΐ lièrement, un récipient distributeur écrasable dont la t paroi est stratifiée dans la partie formant corps de ce- ! 05 lui-ci, grâce à quoi la pénétration et l’absorption du » produit, et 1'-absorption d'oxygène sont évitées dans une \ large mesure dans toutes les régions de la structure du | i récipient qui y sont sensibles.
! ! Les tubes écrasables formés de matières métal-
! I
I 1 10 liques et plastiques sont connus depuis longtemps dans \ ί le domaine de l'emballage. Les tubes de métal extrudê sont jj intrinsèquement cassants, et leur utilisation répétée con- I duit fréquemment à des fissures dans la paroi, de sorte | que le produit exsude d'un endroit autre que l’orifice de \ 15 distribution pratiquement rigide. Parmi les tubes mëtaΙΕ liques de la technique antérieure, les tubes d'aluminium, p r j bien qu’étant probablement les moins cassants, ont des ap- \ plicatioris assez limitées, car jusqu'à présent, il n'a pas été possible d'appliquer sur leurs surfaces intérieures un 20 revêtement complètement satisfaisant, lorsque cela était nécessaire pour empêcher l'attaque et la corrosion du métal par des contenus alcalins ou acides et la contamination du qontenu par les produits de la réaction. En dépit de la nature relativement cassante des tubes métalliques, i 25 l'opération de revêtement interne mentionnée exige un stade de traitement supplémentaire qui augmente nécessairement le coût de l'article final.
Les tubes formés de polyéthylène et d'autres matières plastiques ont connu un large succès commercial 30 dans l'emballage de nombreux produits. Cependant, on a noté que certains autres produits se détérioraient au bout d'un certain temps lorsqu'ils y étaient contenus.
Des plastiques comme le polyéthylène sont perméables dans ; une certaine mesure lorsqu'ils sont utilisés dans les \ 35 épaisseurs de paroi utilisées dans les récipients tubu laires et les huiles essentielles contenues dans la plupart des dentifrices pour les parfumer voient leur volu- i i- 2 me réduit au cours du stockage du récipient, ce gui rend le dentifice moins agréable au goût. De même, la paroi du récipient de plastique absorbe de l'oxygène avec le temps, et peut finalement décomposer le produit, ce gui 05 s'est révélé être effectivement le cas avec les pâtes dentifice contenant du fluorure. Un autre inconvénient des tubes plastiques réside dans l'incapacité de la surface de recevoir aisément une matière d'impression ou décorative. En outre, les tubes plastiques tels que le 10 polyéthylène, présentent un effet de mémoire , c’est-à-dire qu'ils ne restent pas comprimés lorsqu'ils sont écrasés, ce qui constitue un inconvénient particulier pour les tubes de dentifrice.
Pour remédier aux problèmes ci-dessus, il a 15 été proposé en conséquence de prévoir une feuille métallique comme barrière entre le produit et le corps du tube de polyéthylène. Ceci résoudrait le problème de com-* pressibilité, en ce sens que la couche métallique impose- rait sa compressibilité au plastique. En outre, la feuil- ' • 20 · le métallique formant barrière entre le produit et le corps de tube de polyéthylène empêcherait la perte d’huiles essentielles et l'absorption d'oxygène mentionnées ci-dessus. On a suggéré d'utiliser la barrière métallique comme couche intermédiaire entre des couches extérieures 25 de polyéthylène, et de former un stratifié par chauffage, avec ou sans adhésifs appropriés. Cependant, bien qu'une structure présentant ce caractère général soit efficace pour éviter une certaine pénétration du produit et un absorption d'oxygène à travers le corps du tube, et en par-30 ticulier lorsque la couche thermoplastique interne est un copolymère de 1'éthylène et d'un monomère contenant des groupes polaires qui est copolymérisabie avec celui-ci, il subsiste la possibilité d'une détérioration du produit, bien que dans une mesure nettement inférieure.
35 L'attention est attirée sur la technique anté rieure suivante : 3 ι
Brandt (brevet des E. U. A. N° 3.295.725) a mis au point un tube qui associe les avantages ci-dessus des tubes d'aluminium auxavantages des tubes en matière ! j ! plastique. Il s'agit d'un récipient distributeur ecra- j _ 05 sable en stratifié contenant à la fois une barrière métallique et une paroi interne de polyéthylène. La couche thermoplastique est décrite, d'une manière générale, comme étant une polyoléfine et un copolymère d’une olé-fine et d'un monomère contenant des groupes polaires qui 10 est copolymérisable avec celle-ci. Ce stratifié s'affran- , chit des limitations décrites ci-dessus, excepté en ce qui concerne l'absorption des huiles essentielles des dentifrices.
Marchak (brevet canadien N° 728.525) a mis au point 15 lui-aussi un tube en stratifié contenant une couche interne de polyéthylène. Il a reconnu le problème de l'absorption d'huile odoriférante par la paroi thermoplasti- t que.
D'autres inventeurs ont étudié;des polymères 20 traités en surface dans leurs produits manufacturés. D’Angelo (brevet des E. ü. A. N° 4.142.032), dans son étude sur des pellicules et des récipients, a noté que les propriétés de .barrière sont améliorées par un traitement de surface avec du fluor et du brome. Cependant, il 25 n'a pas fabriqué de tube ; son article ne contenait pas d'aluminium, et il n'a pas reconnu les propriétés de barrière de ce polymère pour les arômes.
Boultinghouse (brevet des E. ü. A. N° 4.2926. 151), Gilmour (US-A-4.110.518), Dixon (brevet des E. U. A.
j 30 N° 4.020.223), Scotland (brevet des E. U. A. N° 3.647.613) i i et Anand (brevet des Ξ. U. A. Nc 4.404.256), ont décrit, : eux aussi, des produits manufacturés mettant en jeu des i polymères traités en surface par du fluor. Boultinghouse !.. „ a démontré que le traitement rendait les surfaces récep- . 35 tives aux adhésifs, revêtements, peintures, encres, déco rations, etc., Gilmour a montré que la surface se compor- · j te comme un isolant électrique, le traitement de Dixon | i . * i / 4 conférait des caractéristiques d'aptitude à l'élimination des taches d'huile ; le traitement de Scotland a apporté une résistance aux solvants. Aucun de ces produits, cependant, n’était un tube ; aucun d'eux ne contenait une 05 couche d'aluminium ; et aucun des inventeurs n'a noté la résistance aux arômes de ces articles.
Un but important de la présente invention est donc de fournir un récipient distributeur écrasable à paroi stratifiée dans la partie corps.
10 Un autre but de l'invention est de fournir un récipient tubulaire comportant plusieurs couches adhérentes dans sa partie corps, une de ces couches constituant une barrière à l'égard de la migration du produit et à l'absorption d'oxygène, telle qu'une feuille métallique, 15 et une" autre de ces couches étant un polyéthylène fluoré ou un mélange à base de celui-ci, de densité et de cris-tallinité variables. Cette dernière couche étant la plus interne et de préférence la plus externe, avec diverses couches supplémentaires prises en sandwich entre elles.
20 Ces couches supplémentaires comprennent du pa pier et un adhésif approprié, et des agents de liaison tels qu'un copolymiire de l'éthylène et de l'acide acrylique .
Le récipient distributeur écrasable de la pré-25 sente invention peut être fabriqué à partir du substrat stratifié de la présente invention au moyen d'appareils classiques et connus. Des exemples de cet appareillage et de ce procédé figurent dans le brevet des E. U. A. N° 3.832.964, qui est incorporé au présent mémoire à titre 30 de réference.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication de tubes stratifiés dans lesquels un corps tubulaire est formé d'une couche formant barrière et d'un polyéthylène fluoré stratifié 35 sur celle-ci ; le tube stratifié est ensuite placé sur un élément conformateur contre un élément formant barrière également placé sur celui-ci.
/ I » 5 L'invention sera mieux comprise, à la lecture ; . de la description gui va suivre, donnée uniquement à ti- ! tre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés.
J Dans les dessins, sur lesquels des références 1 05 numériques identiques sont utilisées pour désigner des parties identiques ï la Figure 1 est une vue en coupe transversale d'un fragment d'un substrat stratifié de la présente invention, * 10 la Figure 2 est une vue en élévation latérale d'un ; récipient distributeur écrasable réalisant les nouveaux concepts de cette invention, des parties des parois du | corps étant arrachées pour illustrer plus complètement : la structure stratifiée.
15 La matière thermoplastique de la présente in vention est un polyéthylène fluoré.
Sur la Figure 1 des dessins, un substrat 10' est représenté en coupe transversale, révélant ainsi les constituants du sandwich qui forme la structure strati-20 fiée.
: On voit que la couche inférieure 11 est un polyéthylène fluoré. La seconde couche 12 au-dessus de ; celle-ci est une couche adnésive qui relie la couche de polyéthylène fluoré 11 à la troisième couche 13 qui est 25 une feuille métallique telle qu’une feuille d’aluminium.
La quatrième couche 14 est un autre adhésif qui fixe par adhérence l'autre face de la couche de feuille métallique 13 à une couche de papier 15. La couche supérieure 16 est du polyéthylène fluoré.
i 30 Les polyéthylènes fluorés sont particulière ment utiles, car ils ont de très basses caractéristiques j d'absorption des arômes, comme on peut le voir par les ! tableaux suivants, dans lesquels des polyéthylènes fluo- ! rés sont comparés avec du polyéthylène, les épaisseurs 35 des couches ou du revêtement étant les mêmes : j r "
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TABLEAU I
ABSORPTION RELATIVE D»AROME PAR DES POLYMERES A PARTIR DE DENTIFRICES PARFUMES*
22,2°C 32,2°C 48,9°C
05 Aluminium 0,4 0 0,4
Polyéthylène haute densité traité en surface par du fluor HD-3 (Air Products) 22 37 90
Polyéthylène haute densité 10 HD-0 (Air Products) 98 94 100
Polyéthylène basse densité LD-0 (Air Products) 100 94 111 * Tous les nombres se rapportent au polyéthylène 15 basse densité à 22,2°C, arbitrairement posé comme égal à 100 ; plus le nombre est faible, moins la quantité d’arôme absorbée est importante.
! TABLEAU II
20 ABSORPTION PAR LES POLYMERES D’UNE
.HUILE ODORIFERANTE NON DILUEE
Absorption (%)
Aluminium 0
Polyéthylène HD-3 haute densité trai-25 té en surface par le fluor (Air Products) 3,3
Polyéthylène haute densité HD-0 . (Air Products) 4,8
Polyéthylène basse densité LD-0 30 (Air Products) 7,9
Polyéthylène basse densité NA
(USI) 10,0
Ionomère
Surlyn 1707 (DuPont) 15,7 35 Ionomère
Surlyn 1605 (DuPont) 19,0
P
t : > ; ? v Ionomère 4
Surlyn 1706 (DuPont) 24,3
TABLEAU III
05 ABSORPTION PAR LES POLYMERES D'UNE
HUILE ODORIFERANTE NON DILUEE
% d1 ar&me absorbé N°74 Polyéthylène basse densité traité en surface par le 10 fluor2,6 N°76 Polyéthylène basse densité traité en surface par le fluor(a> 2,6
Polyéthylène basse densité ^ 5,5 15 Polyéthylène basse densité (témoin) 5,6 i '0,14(e)
Ionomère(c) 7,4 , Ionomère(^) 12,2 20 a) le polyéthylène basse densité est le Lupolen 1804 H (BASF), b) Tenite 154 (Eastman), c) Surlyn 8940 (DuPont), d) Surlyn 8920 (DuPont), 25 e) n = 3.
TABLEAU IV
PERTE D'AROME D'UN DENTIFRICE PARFUME-DANS DES POLYMERES PERTE D1 AROME3* 30 'N°76 Polyéthylène basse densité traité en surface par le fluor56 - N°74 Polyéthylène basse densité 35 traité en surface par le fluor64 IonomèreΦ) 88 ^ / / / j I ,, lonomërevc) 96
Polyéthylène basse densité (témoin) ^ 100
Polyéthylène basse densité^ 136 05 J * Par rapport au témoin de polyéthylène basse ! densité BASF arbitrairement posé comme égal à 100 ? I plus le nombre est bas, moins la quantité d'arôme • perdue par le dentifrice est importante.
10 a) le Polyéthylène basse densité est le Lupolen 1804 H (BASF), b) Surlyn 8920 (DuPont) , c) Surlyn 8940 (DuPont) , 15 d) Tenite 154 (Eastman).
Il est envisagé que dans le cadre de l'inven-; - tion, les adhésifs peuvent être un copolymëre de l'éthy lène et de l'acide acrylique ou de l'acide méthacryliqde, ' - . 20 ou les sels de sodium ou de zinc de ceux-ci dans un sys- ' tème de diluants.
La feuille métallique peut être de préférence ; une feuille d'aluminium.
La couche de papier est avantageusement un pa- , 25 pier.kraft.
| L'intervalle d'épaisseurs de chacune des cou ches est avantageusement le suivant : couche de polyéthylène fluoré 11 : 12,7 microns à 76,2 microns (0,5 à 3,0 millièmes de pouce), de préféren-30 ce 24,4 microns (1,0 millième de pouce), couche adhésive 12 : suffisante pour assurer l'adhérence , ,» couche de feuille métallique 13 : 12,7 microns à i; ‘ 50,8 microns (0,5 à 2,0 millièmes de pouce), de préféren- 35 ce 25,4 microns (1,0 millième de pouce), couche adhésive 14 : suffisante pour assurer l'adhé-I rence, il! 9 couche de papier ; 38,1 microns à 63,5 microns (1,5 à 2,5 millièmes de pouce), de préférence 50,8 microns (2,0 millièmes de pouce), couche de polyéthylène fluoré 16 ; 88,9 microns à 05 127 microns (3,5 à 5,0 millièmes de pouce), de préfé rence 101,6 microns (4,0 millièmes de pouce)'.
La couche de polyéthylène fluoré supérieure 16 est collée à la couche de papier 15 par application au substrat de chaleur et de pression suffisantes. Lors-10 que l'application de chaleur et de pression est inappropriée, on doit utiliser un adhésif approprié.
La Figure 2 est un exemple de la structure stratifiée d'un récipient écrasable dans lequel les couches sont désignées comme dans la Figure 1, la couche il 15 étant la plus interne et les autres couches étant constituées des memes matières et étant placées dans le même ordre que celui indiqué. ' * Il ressort manifestement de ce qui précède que la demanderesse a fourni une structure de récipient 20 écrasable qui réduit notablement les problèmes non résolus jusqu'ici par la technique antérieure. Le substrat stratifié et la pièce formant épaule 20 stratifiée suppriment pratiquement la pénétration de produit et l'absorption d'oxygène.
25 La couche externe de polyéthylène fluoré est une matière thermoplastique capable de fondre au cours d'une opération de soudage latéral et garantissant une protection adéquate au papier et à la couche intermédiaire de feuille métallique. On trouvera la technique du 30 soudage d'un tube de dentifrice écrasable du type général décrit ici.dans le brevet des E. ü. A. N° 3.2S5.725, incorporé au présent mémoire à titre de référence. Cependant, la couche externe de polyéthylène fluoré et de papier peut être supprimée si la feuille formant barrière 35 a une épaisseur suffisante pour résister à l'endommagement, et en faisant couler une matière thermoplastique dans la soudure latérale à recouvrement au cours du scel- 1° lement de celle-ci lorsqu'on utilise un tel système.
En outre, la couche interne peut être un papier dans un stratifié à 3 couches formé de papier, de feuille métallique et de polyéthylène fluoré tel que 05 décrit. Comme les couches la plus externe et la plus interne sont dé préférence les mêmes, les bords repliés du tube produit à partir du substrat sont commodément liés par la chaleur. Un adhésif approprié peut être utilisé lorsque la liaison par la chaleur n'est pas possi-10 ble. Cette variante vient s'ajouter au stratifié à 4 couches mentionné ci-dessus, constitué, de l'extérieur vers l'intérieur, de polyéthylène fluoré, de papier, d'une feuille métallique et de polyéthylène fluoré.
Il est envisagé d'utiliser si nécessaire en-15 tre les couches des adhésifs appropriés. Le polyéthylène fluoré peut aussi être utilisé, si on le désire, pour des pièces formant épaule, des bouchons, des cols, des i t pistons et dans la fabrication de clapets de distribu tion pour d'autres distributeurs de dentifrice, en par-20 ticulier dans les parties intérieures exposées au dentifrice contenu, et l'on utilisera naturellement ici encore, si nécessaire, des adhésifs compatibles.
En outre, lorsqu'elle est coulée sous forme de pellicule sur les faces internes de fûts en contre-25 plaqué utilisés pour le stockage de dentifrice parfumés, la matière retardera la perte d'arôme dans les fûts, prolongeant ainsi la durée de stockage.
Λ ( I -!

Claims (6)

11
1. Substrat composé de couches de matières, caractérisé en ce qu’il comprend une première couche (11) d'un polyéthylène fluoré, une seconde couche (13) 05 de feuille métallique, une troisième couche de papier (15) et une quatrième couche (16) d'un polyéthylène fluoré.
2. Substrat suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche de polyéthy- 10 lène fluoré est fixée sur la feuille métallique avec un adhésif.
3. Substrat suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième couche de papier est fixée sur la quatrième couche de polyéthylène 15 fluoré avec un adhésif.
4. Substrat suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche de polyéthylène 'fluoré est fixée sur la feuille métallique avec un adhésif et en ce que la troisième couche de papier 20 est fixée sur la quatrième couche du polyéthylène fluoré avec un adhésif.
5. Substrat suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'adhésif est un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique. 25
6. Récipient écrasable distributeur de pâte, caractérisé en ce qu'il est formé à l'aide d'un substrat tel que revendiqué suivant l'une quelconque des revendications précédentes. ........Λ j /4 AC A t * oc as <SS ! / '
LU86232A 1984-12-28 1985-12-30 Substrat stratifie contenant du polyethylene fluore et recipient en comportant application LU86232A1 (fr)

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