WO1991005656A1 - Feuille multicouche en matiere plastique soudable a chaud - Google Patents

Feuille multicouche en matiere plastique soudable a chaud Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a multilayer plastic sheet for constituting containers intended to be closed by a welded lid.
  • the present invention also relates to the production of containers formed from this sheet, for example for food use, and intended to be closed by a seal welded to their open upper face.
  • These containers are, for example, trays or pots in which foods such as desserts are sold.
  • These containers are usually thermoformed from a plastic sheet material often having several layers of different materials such as polystyrene, ethylvinyl alcohol (EVOH) and polyethylene, bonded by adhesives.
  • a plastic sheet material often having several layers of different materials such as polystyrene, ethylvinyl alcohol (EVOH) and polyethylene, bonded by adhesives.
  • EVOH ethylvinyl alcohol
  • polyethylene bonded by adhesives.
  • the lids are in the form of a thin multilayer sheet formed for example of an aluminum or polyester sheet on which have been written the inscriptions intended for the customers, covered on its face which must be in contact with the container with a thin layer of polyethylene.
  • the lower layer of the cover and the upper layer of the container are made of polyethylene and are welded to each other.
  • the weld is very difficult to destroy and the force which is brought to exert on the cover often leads to tearing of the cover and therefore the need to grasp it by small areas.
  • the thin layer of polyethylene remains welded to the container while the upper layer or layers have been removed.
  • the subject of the invention is a multilayer plastic sheet for constituting containers, intended to be closed by a welded lid, itself consisting of a multilayer sheet having a lower layer intended to be welded on the upper layer of said sheet.
  • said upper layer is a composite layer, consisting of a heterogeneous mixture of two products with substantially different viscosities, the most viscous of which is distributed in the middle of the layer and the most fluid on the surface of the layer, said the most fluid product being weldable on the lower layer of the cover, so that, when the cover is removed, the upper composite layer of the sheet tears in its thickness by decohesion.
  • the composite layer consists of a mixture of polyolefin and polystyrene.
  • the composite layer comprises a polyethylene which is more fluid than polystyrene.
  • the invention also relates to a plastic container formed from a sheet, characterized in that the composite upper layer of the sheet consists of a heterogeneous mixture of two products, the most fluid of which is compatible with the lower layer of. the cover to ensure the welding of 1 cover.
  • the composite layer consists of a mixture of polyolefin and polystyrene having different viscosity coefficients.
  • the mixture comprises a polyolefin and polystyrene or a styrene copolymer in proportions of each between 10% and 90%.
  • Fig. 1 a sectional view of the assembly of a multilayer sheet according to the present invention, intended to constitute containers, and of a conventional multilayer sheet designed to constitute lids, after their welding;
  • Fig. 2 a sectional view of the assembly of the two sheets of FIG. 1 during the opening of the lid container.
  • the sheet 1 is composed, from bottom to top, of a layer of polystyrene 3, of a layer of adhesive 4, of a layer of ethylvinyl alcohol 5, of a layer of adhesive 6 and of a composite layer 7 constituted for example by a mixture of polyolefin such as polyethylene polypropylene, etc ... and of polystyrene or styrene copolymers.
  • the cover consists of a layer 8 of polyethylene, intended to be welded to layer 7 to ensure the closure of the container, of a layer of adhesive.
  • polyester for example, or aluminum.
  • the composite layer 7 is a characteristic of the invention.
  • the two products that make it up, for example, polyethylene and polystyrene, are not compatible and have different vi 4scosities. Therefore, they do not constitute a homogeneous layer.
  • the concentration of the most fluid product tends to increase at the top of the layer until presenting on the surface an almost continuous film which ensures the weldability with the lower layer of the seal.
  • the composite layer 7 is well weldable on the polyethylene layer 8 of the cover, due to the majority of polyethylene present on the surface of layer 7.
  • the rupture occurs in the thickness of the composite layer 7, by decohesion, due to the heterogeneity of the layer which causes a lack of cohesion.
  • the invention takes advantage of this lack of cohesion since, when one wants to remove the cover which is welded to the container, one does not destroy the weld itself but one tears off part of the upper layer.
  • a tray will be chosen whose layer having little cohesion has a skin formed of polyethylene and is therefore compatible with the '' seal.
  • a layer formed of medium density polyethylene of type TD 0340 and of super-impact polystyrene of type 5340 have a viscosity (in Pa.s) at a shear gradient of 100S-1 and at 200 ° C of 364.1 for polyethylene and 672.4 for polystyrene and a viscosity at a shear gradient of 1000 Sl and at 200 ° C of 114.5 for polyethylene and 137.7 for polystyrene, which leads to having a polyethylene skin on the surface.
  • the cover consists of an aluminum sheet covered with lacquer
  • the viscosity regime is then reversed by using a more fluid polystyrene or polystyrene copolymer of the type 4520 or 4801 and a polyolefin of greater viscosity, to form the layer having little cohesion.
  • the sealed container formed by implementing the invention remains perfectly closed throughout the manipulations necessary for its marketing while being of an easy opening because when a traction force is applied to the seal, the upper layer of the container tears by decohesion, one part remaining linked to the cover, and the other to the container.
  • the composite layer comprises a polyolefin such as polypropylene polyethylene in the proportion of 10% to 90%, and polystyrene or styrene copolymers in the proportion of 90% to 10%.

Abstract

Feuille multicouche pour constituer des récipients à operculer par soudage. La couche supérieure (7) est constituée d'un mélange hétérogène de deux produits ayant des coefficients de viscosité différents, le plus fluide étant compatible avec la couche inférieure (8) de l'opercule. L'enlèvement de l'opercule entraîne un déchirement de la couche supérieure (7) par décohésion.

Description

Peuille multicouche en matière plastique soudable à chaud
L'invention concerne une feuille multicouche en matière plastique pour constituer des récipients destinés à être fermés par un opercule soudé. La présente invention concerne aussi la réalisation de récipients formés à partir de cette feuille, par exemple à usage alimentaire, et destinés à être fermés par un opercule soudé sur leur face supérieure ouverte. Ces récipients sont par exemple les barquettes ou pots dans lesquels sont vendus des aliments tels que les desserts.
Ces récipients sont de manière usuelle thermoformés à partir d'une matière plastique en feuille présentant souvent plusieurs couches de matières différentes telles que du polystyrène, de l'éthylvinyl alcool (EVOH) et du polyéthylène, liées par des adhésifs.
Actuellement, les opercules se présentent sous la forme d'une feuille mince multicouche formée par exemple d'une feuille d'aluminium ou de polyester sur laquelle on a porté les inscriptions destinées à la clientèle, recouverte sur sa face devant être au contact avec le récipient d'une fine couche de polyéthylène.
C'est par cette fine couche de polyéthylène qu'est assurée la soudure de l'opercule sur le trottoir que présente le récipient autour de sa face ouverte. Lorsque l'on analyse comment se réalise l'ouverture d'un récipient ainsi operculé, on s'aperçoit que dans de nombreux cas, celle-ci est laborieuse à effectuer.
En effet, la couche inférieure de l'opercule et la couche supérieure du récipient sont en polyéthylène et sont soudées l'une à l'autre. Pour que le récipient s'ouvre, il faut pouvoir rompre la liaison entre les deux couches soudées.
Dans certains cas, la soudure est très difficile à détruire et la force que l'on est amené à exercer sur l'opercule entraîne souvent le déchirement de l'opercule et donc la nécessité de saisir celui-ci par de petites surfaces.
Dans d'autres cas, la fine couche de polyéthylène reste soudée sur le récipient tandis que l'on a oté la ou les couches supérieures de l'opercule.
Ce problème des récipients operculés, n'a pas encore été convenablement et sûrement résolu. C'est pourquoi, la présente invention tend à proposer une solution nouvelle permettant d'obtenir une soudure de l'opercule qui soit étanche et suffisamment résistante aux différentes sollicitations auxquelles elle peut être soumise au cours de la commercialisation des récipients, tout en permettant d'enlever facilement l'opercule sans le déchirer. L'invention a pour objet une feuille multicouche en matière plastique pour constituer des récipients, destinés à être fermés par un opercule soudé, constitué lui-même d'une feuille multicouche présentant une couche inférieure destinée à être soudée sur la couche supérieure de ladite feuille, caractérisée en ce que ladite couche supérieure est une couche composite, constituée d'un mélange hétérogène de deux produits à viscosités sensiblement différentes, dont le plus visqueux se répartit au milieu de la couche et le plus fluide sur la surface de la couche, ledit produit le plus fluide étant soudable sur la couche inférieure de l'opercule, de telle sorte que, lors de l'enlèvement de l'opercule, la couche composite supérieure de la feuille se déchire dans son épaisseur par décohésion. Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- la couche composite est constituée d'un mélange de polyoléfine et de polystyrène.
- lorsque la couche inférieure de l'opercule est en polyéthylène, la couche composite comporte un polyéthylène plus fluide que le polystyrène.
L'invention a également pour objet un récipient en matière plastique formé à partir d'une feuille, caractérisé en ce que la couche supérieure composite de la feuille est constituée d'un mélange hétérogène de deux produits, dont le plus fluide est compatible avec la couche inférieure de . l'opercule pour assurer la soudure de 1 Opercule.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - La couche composite est constituée d'un mélange de polyoléfine et de polystyrène ayant des coefficients de viscosité différents.
- Le mélange comporte une polyoléfine et du polystyrène ou un copolymère du styrène dans des proportions comprises pour chacun entre 10% et 90%.
D'autres caractéristiques ressortent de la description qui suit faite avec référence au dessin annexé sur lequel on peut voir :
Fig. 1 : une vue en coupe de l'ensemble d'une feuille multicouche selon la présente invention, destinée à constituer des récipients, et d'une feuille multicouche classique desinée à constituer des opercules, après leur soudage ;
Fig. 2 : une vue en coupe de l'ensemble des deux feuilles de la Fig. 1 pendant l'ouverture du récipient opercul .
En se reportant à la Fig. 1, on peut voir en 1 la feuille multicouche constituant le récipient, et en 2 la feuille multicouche constituant l'opercule. La feuille 1 se compose, du bas vers le haut, d'une couche de polystyrène 3, d'une couche d'adhésif 4, d'une couche d'éthylvinylalcool 5, d'une couche d'adhésif 6 et d'une couche composite 7 constituée par exemple par un mélange de polyoléfine telle que polyéthylène polypropylène, etc.... et de polystyrène ou de copolymères du styrène.
L'opercule se compose d'une couche 8 de polyéthylène, destinée à être soudée à la couche 7 pour assurer la fermeture du récipient, d'une couche d'adhésif
9, et d'une couche 10 de polyester, par exemple, ou d'aluminium.
La couche composite 7, est une caractéristique de l'invention. En effet, les deux produits qui la constituent par exemple, le polyéthylène et le polystyrène, ne sont pas compatibles et ont des vi 4scosités différentes. De ce fait, ils ne constituent pas une couche homogène.
Lors de l'extrusion, les deux produits sont plus ou moins bien dispersés, la concentration du produit le plus fluide ayant tendance à augmenter à la partie supérieure de la couche jusqu'à présenter à la surface une pellicule quasi continue qui assure la soudabilité avec la couche inférieure de l'opercule.
Il en résulte que la couche composite 7 est bien soudable sur la couche 8 de polyéthylène de l'opercule, en raison de la présence majoritaire de polyéthylène à la surface de la couche 7.
Sur la Fig.2, on peut voir que, lors de l'ouverture du récipient, ce n'est pas la soudure entre les deux couches 7 et 8 qui cède. Au contraire, cette soudure, qui assure l'étanchéité du récipient, est et doit être très solide.
La rupture se produit dans l'épaisseur de la couche composite 7, par décohésion, en raison de l'hétérogénéité de la couche qui entraîne un manque de cohésion.
L'invention tire parti de ce manque de cohésion puisque, lorsque l'on veut enlever l'opercule qui est soudé sur le récipient, on ne détruit pas la soudure elle-même mais on arrache une partie de la couche supérieure.
Si l'opercule est du type composé de couches superposées de polyester, dichlorure de polyvynile, polyéthylène, ou encore de polyamide, polyéthylène, on choisira une barquette dont la couche présentant peu de cohésion a une peau formée de polyéthylène et est donc compatible avec l'opercule.
A cet effet on peut utiliser une couche formée de polyéthylène de moyenne densité de type TD 0340 et de polystyrène super-choc de type 5340. Ces produits ont une viscosité (en Pa.s) à un gradient de cisaillement de 100S-1 et à 200°C de 364,1 pour le poléthylène et de 672,4 pour le polystyrène et une viscosité à un gradient de cisaillement de 1000 S-l et à 200°C de 114,5 pour le polyéthylène et de 137,7 pour le polystyrène, ce qui amène à avoir une peau de polyéthylène en surface.
Par contre, si l'opercule est constitué d'une feuille d'aluminium recouverte de laque, il est nécessaire, pour pouvoir souder, d'avoir une peau de polystyrène sur le polyéthylène. On inverse alors le régime de viscosité en utilisant un polystyrène ou copolymère de polystyrène plus fluide du type 4520 ou 4801 et une polyoléfine de viscosité plus grande, pour former la couche ayant peu de cohésion. Le récipient operculé formé en mettant en oeuvre l'invention reste parfaitement fermé tout au long des manipulations nécessaires à sa commercialisation tout en étant d'une ouverture aisée car lorsque l'on applique un effort de traction sur l'opercule, la couche supérieure du récipient se déchire par décohésion, une partie restant liée à l'opercule, et l'autre au récipient.
Selon l'invention, la couche composite comprend une polyoléfine telle que polyéthylène en polypropylène dans la proportion de 10% à 90% , et du polystyrène ou des copolymères du styrène dans la proportion de 90% à 10%.
En faisant varier les proportions, on modifie les caractéristiques de soudabilité et de déchirabilité de 1 Opercule.
En augmentant la proportion du produit le plus fluide, on améliore à la fois la soudabilité et la cohésion de la couche, et par là-même, on rend plus difficile l'enlèvement de l'opercule.
En augmentant la proportion du produit le plus visqueux, on diminue sensiblement la soudabilité et la cohésion de la couche, ce qui rend plus facile l'enlèvement de l'opercule.

Claims

REVENDICATIONS
1. Feuille multicouche en matière plastique pour constituer des récipients, destinés à être fermés par un opercule soudé, constitué lui-même d'une feuille multicouche présentant une couche inférieure destinée à être soudée sur la couche supérieure de ladite feuille, dans laquelle ladite couche supérieure (7) est une couche composite, constituée d'un mélange hétérogène de deux
10 produits à viscosités sensiblement différentes, le produit le plus fluide étant soudable sur la couche inférieure (8) de l'opercule, de telle sorte que, lors de l'enlèvement de l'opercule, la couche composite (7) supérieure de la feuille (1) se déchire dans son épaisseur par décohésion,
1. caractérisée en ce que la couche composite (7) est constituée d'un mélange de polyoléfine et de polystyrène dont le plus visqueux se répartit au milieu de la couche et le plus fluide sur la surface de la couche.
2. Feuille selon la revendication 1, caractérisée 20 en ce que lorsque la couche inférieure de l'opercule est en polyéthylène, le mélange constituant la couche composite comporte un polyéthylène plus fluide que le polystyrène.
3. Récipient en matière plastique formé à partir d'une feuille selon la revendication 1, caractérisé en ce
25 que la couche supérieure composite (7) de la feuille est constituée d'un mélange hétérogène de deux produits, dont le plus fluide est compatible avec la couche inférieure de l'opercule pour assurer le soudage de l'opercule.
4. Récipient selon la revendication 3, _-. caractérisé en ce que la couche composite (7) est constituée d'un mélange de polyoléfine et de polystyrène ayant des coefficients de viscosité différents.
5. Récipient selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mélange comporte une polyoléfine
A: et du polystyrène ou un copolymère du styrène, dans des proportions comprises pour chacun entre 10 et 90%.
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