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Procédé d'emballage d'un objet et sacs en poly(téréphtalate d'alkylène) convenant à cette fin.
On sait qu'on peut utiliser une pellicule de poly(téré- phtalate d'alkylène) pour l'emballage. Per "poly(téréphtalate d'alkylène)", on entend aux fins de l'invention, un polymère linéaire d'un ester téréphtalique,obtenu par réaction d'un gly- col de formule :
HO (CH2)nOH où n représente un nombre entier de 2 à 10 inclusivement., avec de l'acide téréphtalique ou avec un ester alkylique inférieur de
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l'aoide téréphtauquop 4m% l@ r<tdioel aky1. oompte 1 à 4 atO- ses de carbone, 00III1I8 le tb4pbtolate de 41M18. La produc- tien des poly(tir4phtalatte 4'alk$lbn.) est décrite dane le bre- vet des Etats-Unir 4iAllv1que n8 2,e3a3l9 de Wb1nt1e14 et Dickaon.
Le poly(tdrdphtalate 4'lwh le plus utilis6 dom l'induatrie est le poly(t8riphta,ate 4'6thyi*ne) tel que celui vendu noue le nom de 111171&1'.. Le po:ty(t4.r4phtaJ.ato cl'4tb71dne) est produit gén6ralament par trsnsostirirication entre 1"thyléne- glycol et le téréphtalate de diméthyle donnant le téréphtalate de >1*-2-hydroxyéthyle monomére, lequel est alors polysirisé nous pres- sion réduite et à température élevée Cft poly(téréphtalate d'éthylène).
Les poly(tdréphtalates d'alkylène) peuvent être façonnée commodément en pellicules, par exemplepar coulée à l'état fondu ou par extrusion d'une pellicule tubulaire soufflée.
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Les pellicules de poly(téréplttalate d'alkylène) qu'on utilise pour l'emballage moulant sont des pellicules qui ont été orientées et thermostabilisées à des températures élevées et dont
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le retrait a été empêché. Une pellicule de poly'(té:é:hte.late d'6thyléne) sensiblement amorphe peut être orientée, par exemple par étirage en substance de façon égale dans deux directions linéaires, en général à raison de 2 à 3,25 fois ses dimensions initiales.
En général, la thermostabilisation de la pellicule est exécutée après l'orientation et tandis que la pellicule est maintenue sous tension à une température supérieure à 100 C.
La pellicule de polyester thermorétrJcissable produite
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à partir d'un poly(téréphtalate d'akyléna) n'est pas suscepti- ble d'être"soudée à chaud".. au sens où cette expression est uti- lisée en technique de l'emballage. L'adhérence assurée entre les couches en contact de la pellicule de polyester pendant le soudage à chaud n'est pas suffisante pour permettre l'emballage moulant. Cependant., il convient de noter qu'une pellicule de
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poly(téréphtalate d'alkyléne) thermoiétiécissable pourrait être
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cansidérés comme soudalbe à chaud pour d'autres applications pour le.quelle. les exigences sont différentes.
On a déjà produit des sans en pellicule de poly(téré- phtalate d'alkylène) pour l'emballage en appliquant simultané- ment l'adhésif pour la ligne de colte du fond et l'adhésif pour la ligne de colle longitudinale (ou latérale) sur une feuille plane de la pellicule. On replie alors la pellicule et on la colle en un dac de la forme requise. Des adhésifs pour les poly(téré- phtalates d'alkylène) sont décrits, par exemple, dans les bre- vets des Etats-Unis d'Amzrique n 2.820.735, 2. 161.365 ut 3.022.192. On sait qu'on peut utiliser un adhésif thermoplas- tique seul pour le fond du sac et un adhésif thermodurcis- sable seul pour le bord du sac.
En raison de l'utilisa- tion de l'adhésif thermoplastique seul pour le fond du sac, l'emballeur doit retourner le sac, c'est-à-dire amener à l'extérieur la face intérieure, pour que le collage du fond ait une résistance suffisante, ce qui constitue une opéra- tion supplémentaire. L'utilisation d'adhésifs thermodurcissa- bles seuls pour le fond de tels sacs ne s'est pas révélée satisfaisante pour deux raisons principales. Premièrement, le sac est soumis à un choc pendant l'introduction du produit, ce qui provoque sa déchirure parce qu'il a une médiocre aptitude à absorber les chocs. Lors de l'emballage, le produit est en général tassé dans le sac et celui-ci présente à son fond Insuffisamment de "capacité d'absorption des chocs" et/ou de "capacité de collage".
Par "capacité de décollage", on entend l'aptitude d'un adhésif à laisser au moins une partie de la pellicule de poly(téréphtalate d'alkylèhe) de la région collée se séparer de l'autre sans déchirure de la pellicule. Deuxièmement., aprs l'introduction du produit dans le sac de polyester et lors de la fermeture du sac à sa partie supérieure, la pellicule est soumise à un rétrécissement ther-
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mique sur son contenu. Le cycle thermique fait apparaître des contraintes très importances dans la pellicule de poly(téréphtalate d'alkylène) et provoque la déchirure des sacs déjà connus lors-
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que 1-laCiiiésif a une capacité de décollage Insuffisante.
La pellicule de poly(téré?htalRte deanylène) est une pellicule orientée biaxialement présentant une grande énergie de retrait, à savoir d'au moins environ 49 kg/cm2, d'habitude de
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70 lrg/cm2 ou davantage et de préférence d'environ 120 kg/2 ou davantage. Ces pellicules ont déjà été utilisées pour l'em- ballage moulant. Les propriétés des pellicules polyméres pour l'emballage moulent sont discutées dans un article de Robert D. Lowry dans "The Growth of Shrink Packaging", Modem Packaging Encyclopedia, pages 288 à 296, 1963.
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Les sacs en pellicule de poly(t6réphtale%e d'a.lk7- lène) produits suivant les procédés classiques ne permettent pas la cuisson d'une denrée alimentaire emballée, parce que les adhé-
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sifs thermodurcissables n'on% pas l'aptitude au "décollage" néces- saire pour résister aux efforts importants exercés par la pelli- cule et parce que les adhésifs thermoplastiques perdent beaucoup trop de leur résistance aux températures de cuisson. En général un cycle de chauffage prolongé à des températures de 99 C ou davantage provoque la destruction des sacs en pellicule de poly-
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(téréphtalate d'a7.rléne) déjà connus.
La présente invention procura un procédé pour ba1 un objet dans un sac en pellicule d. !'Ol(t4ftp!ata1.te d.8lkJ1.¯). suivant lequel on colle une extnki t4 dyme peU1eu1. de pol- (téréphtaiste d'alkylena) mïvant la forme do= me onrett i une extrémité pour constituer le tonrl du sac m utilisant peur le collai deux bandes dpadhdalf 4ent la band. axtartaarw Mt faite d'un adhésif tbef80Rftls..ld.. peur pe11Ieal.. de pol (téréphtalata d,aikn .) et la wo ànoeoe-w ast taS te dat ad-hésit thermoplastique pour pelUCI818 4.. PG17("
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d'allt;,lène), on introduit un objet dans le sac, on évacue l'air du. sac rempli et on ferme la partie supérieure du sac.
La présente invention procure également un sac
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en pellicule de poly(téréphtàlate d'alkylëne) se prêtant à l'emballage d'objets, qui comprend une pellicule de poly-
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(téréphtalate d'al1lène) en forme de sac ouverte une extrémité, au moins un bord du sac étant formé par collage de la pellicule
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de poly(téréphtalate d-lalkylène) au moyen de deux bandes d'adhé- sif, la bande extérieui>c étant formée d'un adhésif thermodur- cissable pour pelliculesde pol.y(téréphtalate dealkylène) et la bande intérieure étant formée d'un adhésif thermoplastique pour pellicule1 de poly(téréphtalate d'alkylène).
L'invention concerne également les aspects nouveaux éventuellement combinés,, décriét et/ou illustrés par le dessin.
Fig. 1 est une vue latérale du sac en pellicule de
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P017(téphtalate d'alkylene) de l'mvvnt1on, et
Fig. 2 représente en coupe le sac do la Fig. 1 sui- vant la ligne 2 - 2.
Comme le montre la Fig. l, le spa en pellicule de poly-
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(téréphtalate d'al1qlène) 1 ocapren4 un fond 2 et une partie supérieure 3. Le sac est représente ocm<o étant constitua par un tronçon de pellicule tabulaire de JM)17(Wr'phtalate 4'a1JQr- 1%e) , bien que les sacs actuels soient tomes d'un lIOn.. de pellicule plat collé sur lui a<et)te 1aralement, aoa 4'bain- tude. Le fend du sac est 1'81"114 par une couche d'adhésif ex- rieure 4 et par une coaehe d'adhésif lntdrieure 5.
Les bandes d'adhésif sent représentées o#aa étant 04parie. l'une de ll*m- trop 8d8 lorsqu'on le désire, elles pwftAt être adjacentes l'une 1 1' %ee Le pu, 2 représente la sac 1 en OOUP0. ta polismie -W1.SN do polF(t6a6phlalats d-pafflèm) 6 est fera" à une
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extrémité (le fond) par une banded'adhésif intérieure 5 et une
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bande d .1 adhé--dr extérieure 4 (non représentée).
Les sacs en pellicule de poly(téréphtalate d'alk1lne) thercorÓtréc1ssable de l'invention ont une tendance beaucoup moindre à se déchirer ou s'abîmer autrement par le choc mécanique et les contraintes résultant de l'introduction du pro-
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duit dans le sac, par le rétrécissenent thermiquo du sac sur son contenu ou par l'exposition du sac à un traitement thermique prolongé, par exemple une immersion dans l'eau bouillante en vue de la cuisson du contenu.
La raison pour laquelle les sacs obtenus conformément à l'invention ont ces propriétés utiles est la "capacité de décol-
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lage" de la bande d'8dh8581t intérieure et la haute résistance la chaleur et la haute ténacité cohésive de la bande d'adhésifexté- rieure.
La banded'adhésif thermoplastique intérieure peut absorber les chocs qu'elle reçoit et la bande d'adhésif thermodurcissable extérieure constitue le collage à haute cohé- sion et haute résistance à la chaleur. Ces deux bandes d'adhésif peuvent aoir une largeur quelconque et peuvent être adjacentes ou bien distantes l'une de l'autre. Dans le cas de sacs en
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pellicule de po1y(t4r'phtalat8 4'alk7ane) convenant pour l'ea- ballage de dindes congelées, il est préférable de prendre des bandes d'une largeur de 9,5 mm pour chaque adhésif et de ne pas
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les appliquer à une certaine distance l'une de l'tldtl"e, c'..t- à-dire de les appliquer en oontiguité.
De ...1'" générale, caaeue b8Dde "'.4'1-'81 r doit swir me largeur daa mine 3,2 ... on Rit que les pellicules de polyçtériphtalate dlal- tyleoe) aat unw haute résistance à la laotios saia eue 1eo ft8i::t808 1 la diohirorr, 1onqQ'e1l8...t. t...1 - choc ...18 sas zaohsmà, est faible# Par Qaoxqaool l'adhésif
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utilisé doit avoir Inaptitude à absorber les chocs pendant le rétrécissement thermique, parce que la pellicule pourrait sinon se, déchirer en raison des contraintes élevées qui sont excrcées.
Les bandes d'adhésif pouvant être appliquées suivant l'une ou l'autre technique classique. Par exemple, elle peu- vent être appliquées au pinceau ou à la presse flexographique.
On peut utiliser quatre cylindres pour transférer l'adhésif sui- vant la configuration requise du sac. Par exemple, pour les sacs à fond rond, on préfère en génér-1 appliquer l'adhésif sui- vant une courbe sinusoïdale, tandis que pour les sacs à fond plat, on préfère l'appliquer suivant une droite. D'autres formes de sacs et d'autres présentations des bandes d'adhésif conviennent aussi aux fins de l'invention. Il convient de noter que les sacs produits conformément à l'invention ne doivent pas être retournés avant l'emballage, comme on le fait d'habitude, ce qui permet que le sac soit imprimé sur sa face extérieure avant ou après l'ap- plication des adhésifs.
Après la fabrication du sac, le produit peut âtre intro- duit dans l'extrémité ouverte et le sac peut être alors mis sous vide puis fermé, par 'exemple, au moyen d'une pince en métal ou en matière plastique, comme d'habitude, après quoi le sac peut être soumis au rétrécissement sur son contenu, par exemple par immarsion dans un bain d'eau chaude, comme un bain à 99 C. Comme on l'a indique, il est possible de cuire une denrée alimentaire pendant la durés nécessaire tandis qu'elle se trouve dans le sac de l'invention. Les pellicules de poly(téréphtalate d'éthylène) fondent en général à une température d'environ 218 à 232 C et de mainère générale la température de cuisson ne peut excéder 177 C.
La pénibilité de cuire les denrées alimontaires dans les sacs en pellicule de poly(téréphatlate d'alkylène) est, à la connais- sanse de la Demenderesse, un@ partioularité des sacs de l'inven- tien.
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on peut utiliser de nombreux dadhésifs aux fine de
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l'invention. L* adhésif intérieur thernoplantique peut être tout adhésif thermoplastique dont l'alv1t' convient pour une pel- licu3.a do poly (téréph tale te d'aliéné). lea aclhésU'1 thermoplatti- ques préférés de la classe deb polyesters sont décrits, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n8 3.12.t,34 de Chapman.
Parmi les autres adhésifs ther::1orlaat1ques, il convient de la81tiDlDtZ', à titre non limitatif, les adhésifs de la class9 des polyamides cites; dans le brevet des Etats-Unis d'Amériques n 2.379.413 et spéciale- ment ceux ayant un poids moléculaire de 6000 à 9000 qui résultent
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de la réaction de l'acide linol6loue diaérisé avec làéthylène- diamine. D'autres adhésifs t!lermoplastlquea pour pellicules de poly- (téréphtal ate d$alkylène) sont connus et peuvent être utilisés.
L'adhésif thermodurcissable extérieur est en général un adhésif à deux constituants. Les polyuréthannes et polyesters
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sont préférés part1culièrsl:1ent, mais on peut utiliser tout adhé- sif thernodurcissable connu pour pellicules de poly(térénhtalate d'alkylène). En général, la quantité de catalyseur utilisé éventuel- lement dans un tel système doit être ajustée étroitement pour éviter la gélification dans 'l'appareillage. Il est en général préférable
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de faire prendre la résine ther:nodurcissable à une allure rela- tivenent lente. Si on le désire, on peut ajouter un agent de vulcanisation isocyanique modifié aux adhésifs de la classe des polyesters.
Comme adhésif de la classe des polyesters, on peut uti- liser par exemple, un poly(adipate et maléate d'éthyléneglycol et de propylèneglycol) modifié par du styrène, qui est connu.
Le choix d'un catalyseur convenable pour un adhésif thermodur- cissable quelconque pour pellicules de poly(téréphtalate d'alky- lène) est possible suivant des critères classiques.
L'invention est illustrée,sans 8tre limitée, par les exemples suivants.
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ROMPU 1.-
On applique deux bandée d'adhéaif à la prose%* flexo.-
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graphique sur de ia pellicule de pol7(tépbtall1".o d'ethylene) thermorétrécisaaàle d'une 4paisseur de 12,T IA1c\"onu, suivant un contour propre à donner un sac à fond rond compranent un collage longitudinal au milieu de l'un de ces cotés. La bande intérieure
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a une la -our de 9#5 mn et est foraëe de polyester adhésif vendu nous le nom de "Polyester 469 68" par duPont (produit du procédé du brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3.142.434). La bande d'adhésif extérieure est formée d'un adhésif thermodurcissable à base de polyuréthanne.
Il s'agit d'un système adhésif à deux constituants vendus sous les n 73.2-602 et 713-806. Le consti- tuant 712-602 est une composition de pclyol ayant une viscosité Brookfield de 400 à 600 centipoises à 25,0 C pour une concen-
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tration en solides de 25% dans la m6thyléthyle6tone. Le consti- tuant 713-806, qui doit être pris à raison de 5% du poids du constituant 712-602,est un polyuréthanne prépolymère à l'état de solution à 75% dans la méthyléthylcétone et ayant la visco- sité d'un sirop de consistance moyenne.
Après cinq jours de vieillissement à la température ambiante en vue de la prise de l'adhésif, on introduit une dinde dans le sac qui pré- sente une largeur de 406 mm lorsqu'il. est étalé à plat, puis on fait le vide dans l'emballage et on ferme l'extrémité ouverte au moyen d'une pince métallique. On immerge alors le sac dans un bain d'eau chaude (à 82 C) pour une durée de 5 minutes,de manière que la pellicule rétrécisse sur la dinde. On congèle alors la dinde ainsi emballée.
EXEMPLE 2.-
On cuit la dinde congelée dans son emballage par le procédé de l'exemple 1 dans une casserole à pression à 121 C pendant 3 heures jusqu'à ce qu'elle soit à point. L'examen de la pellicule de poly(téréphtalate d'éthylène) montre qu'elle
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ait ox0#p%@ M deohiruree ot t1'1 et que 1 adh'oit est reste tenace.
EXEMPLE 3. - On répète les opérations de l'example l,maia au moyen
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d'autres adhésifs. On prépare 1*adhésit thorzoplautique de la bande intérieure de la manière suivante : on incorpore par agi- tation 30 parties d'un oopolyeater ayant une viscosité relative
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de 1#6sobtmu par réaction d'éthyleneglyool avec 33 mols 6 de téréphte7ate de d1méthyle, 17 moles % d'1sopht8J.at& de d1'Duthyle, et 50 mole% 5 de sébafiate de d1mcSthyle dans les conditions de la trans- estérification, puis par polymérisation,à 4,5 parties de citrate de triéthyle, 1,5 partie de silice vendue sous le nom de "Syloid" 162 (silice de 10 microns, Davidson Chemical - W. R.
Grâce & Co). et 0,45 partie d'alcool laurylique dans un mélange de solvants organiques volatils consistant on 32,9 parties de méthyléthyl-
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cétone 3,5 parties de m6thylisobutylcétone et 21 parties de xylène.
L'adhésif thermodurcissable extérieur est un adhésif à deux constituants de la classe des polyuréthannes. L'un des constituants consiste en un polyuréthanne prépolymère issu du
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tolylénediisocymate et d'un mélange de triméthylolpropane et d'adipate de diéthyleneglycol, le mélange ayant une fonctionna- lité d'hydroxyle de 2,5. Le prépolymbre contient 28% de radi- caux NCO libres. Le second constituant consiste en une composi- tion de polyol contenant le produit de la réaction du ponts- érythritol avec 5 moles d'oxyde de propylène et est additionné
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de tricthylènediamine comne catalyseur.
On utilise les deux constituants de cet adhésif de façon que le rapport final NCO:OII soit de 1,05:1,0. La triéthylènediamine est présente en quantité correspondant à 0,5% du poids de la composition adh- sive complète.
Après congélation et après cuisson, on examine la
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dinde ambaliée et on Constate ainsi que la pellicule de poly- (tétéphtalate d'éthylène) est exempte de déchirures et fissures et que la bande d'adhésif extéricure est restée Intacte.
EXEMPLE 4. -
On répète les opérations de l'exemple 3,mais on rem- place l'adhésif thermodurcissable de la classe des polyuréthannes par un adhésif thermodurcissable de la classe des polyesters, qui est un poly(adipata et maléate d'éthylèneglycol et de propylène- glycol) modifié par du styrène. Le produit final de l'exemple est analogue à celui de l'exemple 3.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le sac en pellicule de poly(téréphtalate d'alkylène) est scellé à chaud à l'endroit de la bande d'adhésif., afin que l'aptitude au décollage de l'adhésif thermoplastique soit moindre. Ces bandes d'adhésif scellées à chaud ayant subi un traitement thermique permettent de produire des sacs qui résistent à des chocs plus importants.
Les sacs en pellicule do poly(téréphtalate d'alkylène) de l'invention sont de préférence utilisés pour l'emballage de denrées alimentaires'et très avantageusement pour l'emballage de dindes, mais il est évident qu'ils conviennent pour de nom- breux autres produits. Lorsque les denrées alimentaires sont emballées dans les sacs de l'invention, elles peuvent être cuites dans le sac lui-même, par exemple par immersion dans l'eau bouillante. En général, le cycle de cuisson se fait à une température d'environ 99 à 177 C pendant au moins 10 minutes jusqu'à ce que le produit soit à point.