WO1996008368A1 - Materiau d'emballage comprenant une couche d'oxyde de silicium et une couche de polyolefine - Google Patents

Materiau d'emballage comprenant une couche d'oxyde de silicium et une couche de polyolefine Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a packaging material comprising a layer of silicon oxide and a layer of polyolefin. It relates more particularly to a structure comprising a film covered with silicon oxide and a polyolefin film, an adhesion binder being disposed between the silicon oxide and the polyolefin film.
  • a packaging material comprising a layer of silicon oxide and a layer of polyolefin.
  • It relates more particularly to a structure comprising a film covered with silicon oxide and a polyolefin film, an adhesion binder being disposed between the silicon oxide and the polyolefin film.
  • One can, for example, on the side of the polyolefin film hot paste this material on cardboard, then cover each side of the assembly obtained with a polyethylene sheet.
  • JP 03099842 published on April 25, 1991 describes films of EVOH Vinyl silane covered with silicon oxide onto which a polypropylene sheet is bonded using a urethane adhesive.
  • JP 05330568 published on December 14, 1993 describes polyester films coated with silica onto which an ethylene resin sheet is glued using an adhesive which is an ethylene-maleic anhydride-ethyl acrylate copolymer.
  • the present invention is a material comprising a film coated with silicon oxide and a polyolefin film, such that the binder disposed between the silicon oxide and the polyolefin film is a mixture of polyurethane (A) and at least a product (B) chosen from:
  • the mixture may also contain (C) a polyethylene functionalized with carboxylic acid, carboxylic acid anhydride or epoxide groups.
  • the film covered with silicon oxide is known from the prior art. It is for example a polyester film such as polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT) or polyamide (PA).
  • the polyolefin film is made of polyethylene, polypropylene or ethylene copolymers such as ethylene-propylene, ethylene butene, ethylene hexene, ethylene-unsaturated carboxylic acid ester or ethylene-vinyl ester of saturated carboxylic acid copolymers.
  • the polyurethane (A) can for example be a TPU (thermoplastic elastomeric polyurethane). These products are formed from 3 basic components:
  • a linear polyol with hydroxyl terminations of molar mass for example 500 to 3,500, which can be chosen from polyesters such as adipate, azelate, isophthalate and caprolactone and from polyethers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol,
  • diisocyanate which may be aromatic such as diphenylmethane - 4.4 "diisocyanate (MDI), toluene -2, 4diisocyanate (TDI) or non-aromatic such as dicyclohexylmethane -4.4 'diisocyanate (H 12 MDI),
  • a low mass glycol such as 1-4 butanediol, ethylene glycol or 1, 4-phenylene-bis- ⁇ -hydroxy ethyl ether as chain extender.
  • the polyolefins BJ can be for example polyethylene, polypropylene, ethylene / butene copolymers, ethylene / hexene copolymers.
  • the copolymers B2 can for example be EVA (ethylene / vinyl acetate copolymer).
  • the copolymers B3 can be ethylene / alkyl (meth) acrylate copolymers.
  • the alkyl group can have up to 10 carbon atoms.
  • the products B1, B2 and B3 can also comprise anhydrides of unsaturated carboxylic acids, unsaturated carboxylic acids or unsaturated epoxides such as glycidyl (meth) acrylate, grafted or copolymerized.
  • the functionalized polyethylene ⁇ can for example be chosen from: C1 The grafted polyolefins, homo / or copolymers, C2 The grafted copolymers B2 and B3.
  • the product which is grafted can be an unsaturated epoxide such as an ester or a glycidyl ether, an unsaturated mono or dicarboxylic acid, an unsaturated carboxylic acid anhydride.
  • polyethylene BJ is advantageously used as product B. and ethylene / alkyl (meth) acrylate copolymers B3.
  • Advantageously B_3 can comprise up to 40% by weight of methyl, ethyl or butyl acrylate.
  • C.sub.3 products are advantageously used such as copolymers of ethylene, of an alkyl (meth) acrylate, either of glycidyl methacrylate or of maleic anhydride.
  • the binder of the invention can be prepared according to the known techniques of thermoplastics.
  • the quantities of products A, B and C can be for example respectively (in parts by weight):
  • compositions of the invention in% by weight are:
  • B 100% complement, B being a polyethylene BJ. or an ethylene - alkyl (meth) acrylate copolymer B3
  • A a polyetherurethane brand ELASTOLLAN 1185 A10 which is designated by A-ether; a polyesterurethane brand ELASTOLLAN C85 A 10 which is designated by A-ester.
  • B a polyethylene of melt index 7 and density 0.918 which is designated by B1-PE; an ethylene / methyl acrylate copolymer at 20% by weight of acrylate which is designated by B3-Lotryl.
  • C an ethylene / butyl acrylate / maleic anhydride copolymer which is designated by C3 - MAH. It contains by weight 15% of acrylate and 2% of anhydride.
  • An ethylene / ethyl acrylate / glycidyl methacrylate copolymer which is designated by C3 MAGLY. It contains by weight 30% of acrylate and 7% of epoxide.
  • PET films coated with silicon oxide were prepared.
  • the SiOx layer deposited in plasma is 200 Angstroms and the PET 12 microns.
  • Various binders were prepared and coextruded, and then the peel strength of the binder / PET film coated SiOx complexes was measured. The results are in Table 1.

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Abstract

L'invention concerne un matériau comprenant un film recouvert d'oxyde de silicium et un film de polyoléfine, tel que le liant disposé entre l'oxyde de silicium et le film de polyoléfine est un mélange de polyuréthane et d'au moins un produit choisi parmi les polyoléfines, les copolymères de l'éthylène et pouvant contenir une polyoléfine fonctionalisée. Le matériau est utile pour faire des emballages alimentaires.

Description

MATERIAU D'EMBALLAGE COMPRENANT UNE COUCHE D'OXYDE DE SILICIUM ET UNE COUCHE DE POLYOLEFINE
Description
La présente invention concerne un matériau d'emballage comprenant une couche d'oxyde de silicium et une couche de polyoléfine. Elle concerne plus particulièrement une structure comprenant un film recouvert d'oxyde de silicium et un film de polyoléfine, un liant d'adhésion étant disposé entre l'oxyde de silicium et le film de polyoléfine. On peut, par exemple, du côté du film de polyoléfine coller à chaud ce matériau sur du carton, puis recouvrir chaque face de l'ensemble obtenu avec une feuille de polyéthylène. Ces matériaux sont utiles pour fabriquer des emballages de liquides alimentaires en forme de briques.
JP 03099842 (KOKAI) publié le 25 Avril 1991 décrit des films d'EVOH Vinyl silane recouverts d'oxyde de silicium sur lesquels on colle une feuille de polypropylène à l'aide d'un adhésif uréthane. JP 05330568 (KOKAI) publié le 14 Décembre 1993 décrit des films de polyester recouverts de silice sur lesquels on colle une feuille de résine éthylénique à l'aide d'un adhésif qui est un copolymère éthylène-anhydride maléique- acrylate d'éthyle.
On a maintenant trouvé qu'on pouvait obtenir des matériaux undélaminables en utilisant des liants à base de polyuréthanne et de polyoléfine. La présente invention est un matériau comprenant un film recouvert d'oxyde de silicium et un film de polyoléfine, tel que le liant disposé entre l'oxyde de silicium et le film de polyoléfine est un mélange de polyurethane (A) et d'au moins un produit (B) choisi parmi :
B1 Les polyoléfines homo ou copolymères,
B2 Les copolymères de l'éthylène et d'un ester vinylique d'acide carboxylique saturé, B3 Les copolymères de l'éthylène et d'un ester d'acide carboxylique insaturé,
Le mélange pouvant aussi contenir (C) un polyéthylène fonctionnalisé par des groupes acide carboxylique, anhydride d'acide carboxylique ou epoxyde. Le film recouvert d'oxyde de silicium est connu de l'art antérieur. C'est par exemple un film de polyester tel que le polyéthylène téréphtalate (PET) ou le polybutylène téréphtalate (PBT) ou de polyamide (PA).
Le film de polyoléfine est en polyéthylène, polypropylène ou des copolymères de l'éthylène tels que des copolymères éthylène-propylene, éthylène butène, éthylène hexène, éthylène-ester d'acide carboxylique insaturé ou éthylène-ester vinylique d'acide carboxylique saturé.
Le polyuréthanne (A) peut être par exemple un TPU (polyurethane élastomere thermoplastique). Ces produits sont formés à partir de 3 composants de base :
- un polyol linéaire à terminaisons hydroxyles de masse molaire par exemple 500 à 3 500 qui peut être choisi parmi les polyesters tels que l'adipate, l'azélate, l'isophtalate et la caprolactone et parmi les polyéthers tels que le polyéthylène glycol, le polypropylène glycol et le polytétraméthylène glycol,
- un diisocyanate qui peut être aromatique tel que le diphénylméthane - 4,4" diisocyanate (MDI), le toluène -2, 4diisocyanate (TDI) ou non aromatique tel que le dicyclohexylméthane -4,4' diisocyanate (H12 MDI),
- un glycol de basse masse tel que le 1-4 butanediol, l'éthylène glycol ou le 1 ,4-phénylène-bis-β-hydroxy éthyl éther comme allongeur de chaîne.
Les polyoléfines BJ peuvent être par exemple du polyéthylène, du polypropylène, des copolymères éthylène/butène, des copolymères éthylène/héxène. Les copolymères B2 peuvent être par exemple de l'EVA (copolymère éthylène / acétate de vinyle).
Les copolymères B3 peuvent être des copolymères éthylène / (méth)acrylate d'alkyle.
Le groupement alkyle peut avoir jusqu'à 10 atomes de carbone. Les produits B_l, B2 et B3 peuvent comprendre aussi des anhydrides d'acides carboxyliques insaturés, des acides carboxyliques insaturés ou des époxydes insaturés tels que le (méth)acrylate de glycidyle, greffés ou copolymérisés.
Le polyéthylène fonctionnalisé Ç peut être par exemple choisi parmi : C1 Les polyoléfines greffées, homo/ou copolymères, C2 Les copolymères B2 et B3 greffés. Le produit qu'on greffe peut être un epoxyde insaturé tel qu'un ester ou un éther de glycidyle, un mono ou diacide carboxylique insaturé, un anhydride d'acide carboxylique insaturé.
C3 Les copolymères :
* de l'éthylène, * d'un ester vinylique d'acide carboxylique saturé ou d'un ester d'acide carboxylique insaturé,
* d'un epoxyde insaturé tel qu'un ester ou un éther de glycidyle, un mono ou diacide carboxylique insaturé ou un anhydride d'acide carboxylique insaturé. On utilise avantageusement comme produit B des polyéthylènes BJ. et des copolymères éthylène / (méth)acrylate d'alkyle B3.
Avantageusement B_3 peut comprendre jusqu'à 40 % en poids d'acrylate de méthyle, d'éthyle ou de butyle.
On utilise avantageusement des produits Ç3 tels que des copolymères de l'éthylène, d'un (méth)acrylate d'alkyle, soit du méthacrylate de glycidyle , soit de l'anhydride maléique.
Le liant de l'invention peut être préparé selon les techniques connues des thermoplastiques.
Les quantités des produits A, B et C peuvent être par exemple respectivement (en parties poids) :
50 à 80 / complément à 100 / 0
20 à 60 / complément à 100 / 5 à 20
Avantageusement, les compositions de l'invention en % poids sont :
A : 50 à 70 % de TPU le polyol étant un polyester.
B : complément à 100 %, B étant un polyéthylène BJ. ou un copolymère éthylène -(méth)acrylate d'alkyle B3
C : 5 à- 15 % de C3
Exemples
On a utilisé les produits suivants (les quantités sont en parties poids) : A : un polyétheruréthane de marque ELASTOLLAN 1185 A10 qu'on désigne par A-éther ; un polyesteruréthane de marque ELASTOLLAN C85 A 10 qu'on désigne par A-ester.
B : un polyéthylène de melt index 7 et densité 0,918 qu'on désigne par B1-PE ; un copolymère éthylène / acrylate de méthyle à 20 % poids d'acrylate qu'on désigne par B3-Lotryl.
C : un copolymère éthylène / acrylate de butyle / anhydride maléique qu'on désigne par C3 - MAH. Il contient en poids 15 % d'acrylate et 2 % d'anhydride.
Un copolymère éthylène / acrylate d'éthyle / méthacrylate de glycidyle qu'on désigne par C3 MAGLY. Il contient en poids 30 % d'acrylate et 7 % d'epoxyde.
On a préparé des films de PET revêtu d'oxyde de silicium. La couche de SiOx déposée en plasma fait 200 Angstroms et le PET 12. microns. On a préparé différents liants qu'on a coextrudés, puis mesuré la force de pelage des complexes liant / film de PET revêtu SiOx. Les résultats sont dans le tableau 1.
Tableau 1
Figure imgf000007_0001

Claims

Revendications
1. Matériau comprenant un film recouvert d'oxyde de silicium et un film de polyoléfine, tel que le liant disposé entre l'oxyde de silicium et le film de polyoléfine est un mélange de :
polyurethane (A) et d'au moins un produit (B) choisi parmi :
B1 Les polyoléfines homo ou copolymères,
B2 Les copolymères de l'éthylène et d'un ester vinylique d'acide carboxylique saturé,
B3 Les copolymères de l'éthylène et d'un ester d'acide carboxylique insaturé, Le mélange pouvant aussi contenir (C) un polyéthylène fonctionnalisé par des groupes acide carboxylique, anhydride d'acide carboxylique ou epoxyde.
2. Matériau selon la revendication 1 caractérisé en ce que le liant recouvert d'oxyde de silicium est en polyéthylène téréphtalate et le film de polyoléfine est en polyéthylène.
3. Matériau selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le produit B est un polyéthylène (B1 ) ou un copolymère éthylène / (méth)acrylate d'alkyle.
4. Matériau selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le produit C est un copolymère éthylène / (méth)acrylate d'alkyle / anhydride maléique ou méthacrylate de glycidyle.
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