CH642909A5

CH642909A5 - Feuille laminee pour l'emballage de matieres craignant l'humidite.

Info

Publication number: CH642909A5
Application number: CH269081A
Authority: CH
Inventors: Herbert Bernard Adelman
Original assignee: Crowell Corp
Priority date: 1980-07-07
Filing date: 1981-04-24
Publication date: 1984-05-15
Also published as: IT1210607B; JPH022694B2; DE3115754A1; GB2080195A; NL8101756A; GB2149721A; GB2149721B; SE451559B; SE8102516L; IT8167567A0; GB2106032A; GB8429031D0; CA1171777A; US4321297A; FR2486033A1; GB2106032B; JPH0193342A; GB2080195B; FR2486033B1

Description

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel:

la fig. 1 est une coupe transversale d'une première forme de réalisation de la feuille laminée selon l'invention;

la fig. 2 est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation de la feuille laminée selon l'invention, et la fig. 3 est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation de la feuille laminée selon l'invention.

La fig. 1 représente une feuille laminée 10 destinée à l'emballage ou l'enveloppement de matières craignant l'humidité, par exemple de l'acier étamé (non représenté). Le fer blanc constitue une qualité particulière d'acier vendue aux conserveries. Etant donné son utilisation finale, le fer blanc doit être totalement exempt de corrosion. Par conséquent, à l'aciérie, l'emballage du fer blanc doit s'effectuer avec beaucoup de soin et le produit doit être garanti pendant 30 d. Si une corrosion apparaît avant l'expiration de la période de 30 d, toute expédition présentant une telle corrosion est renvoyée en aciérie.

La feuille 10 comprend une couche de papier 12 qui comporte deux épaisseurs de papier kraft 14 armées de fils 16 constitués de fibres de verre. Les épaisseurs 14 de papier kraft sont constituées chacune, par exemple, de papier kraft de 22,5 kg. D'autres types utiles de papier kraft comprennent, par exemple, du papier kraft de 13,5 kg, de 27 kg ou de 41 kg, ou même du carton adoublé de 19 kg. Les fils 16 de fibres de verre sont disposés, par exemple, en losange et sont dispersés entre les épaisseurs 14 de papier. Ces dernières sont collées entre elles et au réseau en losange de fibres de verre intercalées et à un ensemble de fibres longitudinales par un adhésif 17 qui scelle l'ensemble et qui peut être, par exemple, du type fondant à la chaleur, par exemple du polypropylène amorphe. La feuille laminée finale 10 présente un rapport résistance/poids remarquable et elle est extrêmement utile pour l'enveloppement et l'emballage lorsqu'une grande résistance au déchirement et une bonne protection contre l'humidité sont demandées, par exemple pour l'emballage de feuilles de fer blanc. Le renfort peut également être obtenu par collage d'autres types de toile à la feuille laminée, par exemple de la toile de polypropylène.

La couche inférieure 18 est constituée d'un polymère microporeux à cellules fermées. Elle peut avoir une épaisseur comprise, par exemple, entre environ 1,6 et 3,2 mm. Un polymère microporeux à structure cellulaire fermée, très efficace, se présente sous la forme, par exemple, d'une couche de mousse microcellulaire d'une épaisseur de 1,6 ou 2,4 mm, par exemple une mousse microcellulaire commercialisée par la firme E.I. DuPont de Nemours & Co., Wilming-ton, Delaware, EUA. Cette mousse est en résine de polypropylène et elle constitue une matière très volumineuse, contenant environ 3050 cellules fermées, renfermant de l'air, par cm3. La couche 18 de mousse de polymère est collée au papier par le même adhésif thermosensible que celui utilisé avec les deux épaisseurs initiales de papier kraft.

Une couche 20 de polymère hydrophobe, par exemple du polyéthylène, est disposée au-dessus de la couche 12 constituée de deux épaisseurs de papier kraft, afin de compléter la feuille laminée. Par exemple, cette couche 20 est collée sur la face du papier kraft par enduction ou extrusion. La couche 20 de polymère peut être colorée afin d'être distincte et de limiter le passage de la lumière à travers elle. Elle peut également être réalisée dans d'autres polymères hydrophobes convenables, laissant passer la vapeur d'eau, par exemple en polypropylène, en polycarbonate ou autres. Une couche 20 de 25 (im d'épaisseur peut convenir.

La feuille laminée 10 peut être utilisée pour envelopper des charges de fer blanc et d'autres métaux afin d'empêcher la corrosion avant l'utilisation. La prévention contre la corrosion et la rouille est ainsi assurée sur une période de 30 d. Le produit présente une excellente souplesse et un excellent comportement permettant de résoudre les problèmes particuliers posés par l'emballage du fer blanc. Outre son aptitude à protéger le fer blanc contre les détériorations par l'humidité ambiante, la feuille selon l'invention permet à l'enveloppe de respirer. Cela signifie que, lorsqu'il se forme de la condensation par suite d'une variation de température en cours de transport, cette fonction permet au produit de condensation de s'évaporer au lieu

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d'être retenu à l'intérieur de l'emballage, ce qui risquerait de provoquer une corrosion. La feuille laminée 10 possède d'excellentes propriétés favorisées par le contact de la mousse microporeuse avec le fer blanc (non représenté). Cette mousse microporeuse de polypropylène satisfait les réglementations légales, ce qui permet son utilisation en toute sécurité sous la forme d'un article ou d'un élément d'article destiné au contact avec des produits alimentaires. Elle est insensible au contact de la graisse, de l'eau et de la plupart des acides, des bases et des solvants. Elle reste souple sur une grande plage de températures; son pH est neutre; elle n'est pas toxique ni corrosive ni pelucheuse; elle présente une excellente résistance à l'abrasion et elle ne constitue pas un support de croissance pour les moisissures ou les champignons. Elle présente un excellent aspect blanc et net, qui est très souhaitable pour l'emballage du fer blanc.

La fig. 2 représente une variante 10A de la feuille laminée selon l'invention, dans laquelle une couche 22A de matière cohésive est appliquée sur la surface extérieure d'une couche 18A de mousse microporeuse. La couche cohésive 22A est constituée, par exemple, d'un latex ayant pour caractéristique de coller à lui-même, mais non d'adhérer à d'autres matières. Cette cohésivité facilite la fixation de la feuille 10A autour d'un objet qu'elle enveloppe. Bien qu'elle n'adhère pas à d'autres objets qu'à elle-même, cette feuille présente une résistance au frottement extrêmement élevée et elle est relativement rugueuse au toucher. Elle ne se dégage donc pas en glissant d'un objet et permet d'envelopper ce dernier aisément. Elle reste avantageusement en position, ce qui facilite davantage les opérations de pliage et de scellement. La feuille laminée 10A est par ailleurs analogue à la feuille 10 décrite précédemment.

La fig. 3 représente une autre variante 10B de la feuille laminée selon l'invention, analogue à la feuille 10 montrée sur la fig. 1, sauf qu'une seule épaisseur 14B de papier kraft, par exemple d'un poids de 27 kg, est utilisée à la place de la couche renforcée 12 constituée de deux épaisseurs de papier kraft et montrée sur la fig. 1. La feuille 10B peut être utilisée lorsque la résistance au déchirement, extrêmement élevée, de la feuille 10 n'est pas exigée. Une couche cohésive peut être appliquée sur une couche 18B de mousse microporeuse, comme montré sur la fig. 2.

A la place ou en plus du latex utilisé dans le revêtement 22A, il est possible d'incorporer dans le revêtement un inhibiteur de corrosion en phase gazeuse (VCI) tel que ceux décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos 2829080 et 3080211. Etant donné que la couche de mousse peut être aisément déformée, cette couche permet à un revêtement VCI d'établir un meilleur contact avec des objets métalliques emballés dans cette feuille d'emballage modifiée, en particulier lorsque les objets métalliques ne présentent pas des surfaces parfaitement planes. Une feuille d'emballage ne présentant pas une surface de mousse réalise un contact beaucoup plus pauvre et elle ne protège pas les métaux ni ne s'oppose à la corrosion. Le fer blanc, l'acier et des alliages de cuivre et d'aluminium sont des exemples de métaux pouvant être corrodés et mieux protégés par les feuilles d'emballage à revêtement VCI selon l'invention, et les revêtements hydrofuges 20, 20A et 20B sont utilisables à cet égard.

Un revêtement VCI ne pesant qu'environ 0,043 g/m2 de surface de mousse suffit généralement, mais des poids de 0,11 ou même 0,22 g/m2 peuvent être utilisés si cela est souhaité. Des inhibiteurs de. corrosion hydrosolubles en phase gazeuse sont de préférence déposés à partir d'une solution aqueuse, et les inhibiteurs de corrosion non hydrosolubles en phase gazeuse sont déposés à partir d'une solution dans un solvant tel que le méthylchloroforme. Lorsqu'un inhibiteur hydrosoluble est mélangé à un latex de caoutchouc, il faut prendre soin d'empêcher l'émulsion de latex de se diviser en deux phases avant l'application du mélange sur la surface de la mousse.

Certains métaux craignant l'eau sont systématiquement revêtus d'une pellicule d'huile hydrofuge afin de mieux prévenir la corrosion. Lors de l'emballage de ces métaux revêtus, il est utile d'utiliser une feuille laminée d'emballage dont les épaisseurs sont liées entre elles au moyen d'un adhésif de liaison ou de lamination résistant à l'huile, par exemple un latex de caoutchouc, de l'acétate de polyvi-

nyle ou du chlorure de polyvinyle hautement polymérisé. Un polymère fondant tel que du polypropylène amorphe peut être dissous dans certaines huiles de revêtement dans la mesure où une déstratification et une grande perte de résistance peuvent apparaître.

Les inhibiteurs de corrosion en phase gazeuse sont en général plus volatils qu'il n'est nécessaire et ils peuvent être mélangés à d'autres substances chimiques telles que des phosphates d'alcools gras, qui sont moins volatils ou qui ne sont pas volatils. Ces mélanges protègent également les métaux contre la corrosion. En fait, les phosphates d'alcools gras exercent également un effet d'inhibition de la corrosion sur le fer et d'autres métaux. Les agents antistatiques constitués de phosphates d'alcools gras, des types Zelec NE et Zelec NH, commercialisés par la firme E.I. DuPont de Nemours & Co., ainsi que l'hydrogénophosphate de di-(2-éthyl-hexyle) et le sel de morpholine de l'hydrogénophosphate de di-(9-octadécényle) constituent de bons inhibiteurs de corrosion et sont également très efficaces comme agents antistatiques, qu'ils soient mélangés ou non à un inhibiteur de corrosion en phase gazeuse. Lorsque l'inhibiteur de corrosion en phase gazeuse n'est pas suffisamment soluble dans l'eau, l'addition d'un agent antistatique constitué d'un phosphate d'alcool gras favorise la dispersion de l'inhibiteur de corrosion en phase gazeuse dans l'eau, attendu que l'agent antistatique présente également des propriétés tensio-actives. Des agents tensio-actifs anioniques tels que ces phosphates ne doivent pas être mélangés à un latex cationique et un agent tensio-actif cationique ne doit pas être utilisé avec un latex anionique, à moins que la proportion de l'agent tensio-actif soit trop faible ou trop grande pour dissocier l'émulsion de latex, ou bien un agent de stabilisation doit être ajouté. Un acide polyacrylique ayant un poids moléculaire d'environ 3000 à 20000 constitue un bon agent de stabilisation, de même que la gélatine et des agents tensio-actifs.

Une feuille d'emballage très utile est ainsi obtenue au moyen de la forme de réalisation laminée de la fig. 1 par l'application, comme couche 22A, d'une dispersion à 5% de caprylate de morpholine dans de l'eau, puis par évaporation du solvant. Une seule application est en général suffisante pour obtenir la quantité souhaitée d'inhibiteur de corrosion en phase gazeuse et la structure cellulaire fermée de la couche 18 de mousse maintient l'inhibiteur de corrosion sur la face extérieure de la mousse, dans le cas où cette couche de mousse n'a qu'une épaisseur de 1,6 mm ou moins. Cette mince couche de mousse armée ou non d'épaisseurs de papier kraft de 22,5 kg constitue une feuille présentant une bonne résistance à la corrosion et pouvant être utilisée pour envelopper des tôles d'acier ou pour être intercalée avec des tôles d'acier.

Une couche de latex de caoutchouc naturel peut ensuite être appliquée sur la couche d'inhibiteur de corrosion en phase gazeuse ou bien, si cela est souhaité, le latex de caoutchouc est mélangé avec la dispersion d'inhibiteur de corrosion avant l'application de cette dispersion. La quantité de caoutchouc restant sur la face extérieure de la mousse doit être suffisante pour que l'on obtienne le caractère de cohésivité, sans adhérence, cette quantité étant généralement d'au moins environ 0,5 g/m2.

En variante, la couche d'inhibiteur de corrosion en phase gazeuse peut constituer le seul revêtement de la surface apparente de la mousse, la couche de latex étant appliquée sur la surface du papier située sur l'autre côté de la feuille laminée.

Avant de procéder à toute application de matière sur la surface de la mousse, cette dernière doit d'abord être revêtue d'environ 0,1 g/m2 d'une couche antistatique telle que le sel de morpholine de l'hydrogénophosphate de di-(9-octadécényle) ou l'un des produits du type Zelec indiqués précédemment, bien qu'une telle couche puisse être appliquée à la suite de l'application de la couche d'inhibiteur de corrosion en phase gazeuse ou après l'application de la couche de cohésivité non adhésive. Il est souhaitable d'utiliser un agent antistatique non huileux avec le revêtement de cohésivité non adhésif, attendu que les films huileux nuisent à la cohésion pouvant être autrement obtenue.

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Du papier kraft ordinaire, lorsqu'il est utilisé dans des poids pouvant atteindre 41 kg ou même plus, n'est pas parfaitement opaque. Pour l'emballage d'une matière photosensible telle qu'un microfilm non exposé, une épaisseur unique de papier opaque, laminée avec la mousse microporeuse à structure cellulaire fermée, peut être utilisée, par exemple lorsque le papier se présente sous la forme d'une feuille de 22,5 kg, colorée en pile avec du violet basique N° 3 ou du pigment noir N° 7 afin d'avoir une teneur en colorant d'environ 0,5% en poids. Lorsque deux épaisseurs de papier sont présentes dans l'ensemble laminé, l'une ou l'autre de ces épaisseurs peut être colorée, ou bien les deux épaisseurs peuvent être colorées et, si tel est le cas, leur teneur en colorant peut être inférieure et peut descendre, par exemple, à 0,25% en poids. Cependant, des feuilles plus légères doivent contenir proportionnellement davantage de colorant. Le noir de carbone peut également être incorporé dans les papiers à la place d'une ou plusieurs couches ou avec une ou plusieurs couleurs.

Un film d'aluminium extrêmement mince, par exemple d'une épaisseur de 0,013 à 0,020 mm, est également opaque et peut être laminé dans l'ensemble montré sur la fig. 2. Cependant, ce film mince présente généralement des trous d'épingle laissant passer la lumière. Il est donc préférable de ne pas utiliser de tels films minces avec tous les articles, sauf ceux étant le moins sensibles. Du noir de carbone peut également être incorporé dans la mousse, par exemple par préparation d'une résine chargée de carbone, et il confère des propriétés antistatiques en plus de l'opacité.

Pour envelopper une matière sensible à la lumière, la feuille d'emballage opaque porte avantageusement le revêtement non adhésif de cohésivité, mais elle ne doit pas comporter nécessairement l'inhibiteur de corrosion en phase gazeuse, à moins que la matière sensible à la lumière soit emballée avec un métal pouvant être corrodé. Le revêtement non adhésif de cohésivité, ou bien la surface de la mousse placée sous ce revêtement, peut également contenir l'agent antistatique, attendu que le décollement d'un emballage fixé par cohésivité peut engendrer par ailleurs suffisamment d'électricité statique pour provoquer des décharges lumineuses provoquant la formation d'un voile sur des êmulsions photographiques très sensibles.

Les feuilles d'emballage selon l'invention peuvent être utilisées dans toute application comprenant des feuilles d'emballage ou des feuilles intercalaires. La couche non adhésive de cohésivité rend ces feuilles particulièrement avantageuses attendu que lesdites feuilles peuvent être aisément fixées entre elles sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des éléments de maintien tels que des sangles ou des ficelles d'emballage.

Ainsi, le tronc d'un arbre peut être facilement protégé en étant enveloppé dans une feuille de longueur supérieure à la circonférence de l'arbre. La feuille est enroulée totalement autour du tronc afin de présenter deux tronçons extrêmes qui dépassent et qui sont ensuite pressés l'un contre l'autre pour que leurs couches cohésives non adhésives respectives soient mises en contact l'une avec l'autre. Il en résulte la fixation de ces deux tronçons extrêmes l'un à l'autre et, par conséquent, le maintien en position fixe de la feuille. Une feuille peut avoir une largeur égale à la hauteur du tronc que l'on souhaite envelopper, ou bien deux ou plusieurs feuilles peuvent être posées les unes à côté des autres afin de recouvrir par enveloppement la hauteur souhaitée.

Les surfaces de mousse de la feuille d'enveloppement sont suffisamment souples pour permettre à des feuilles d'être tirées étroitement contre le tronc lors de l'enveloppement, sans que des irrégularités du tronc provoquent une perforation de l'enveloppe.

Il apparaît donc qu'une enveloppe du type décrit ci-dessus, non seulement protège le tronc contre l'abrasion et d'autres effets, par exemple lorsque des arbres sont transportés par camion, mais elle empêche également des animaux affamés de manger l'écorce.

Les feuilles laminées de mousse et de papier cohésives et non adhésives constituent également de très bonnes bases dans lesquelles on peut placer des objets à maintenir en position. Ainsi, une boîte de bouteilles étiquetées peut être conditionnée sans grille habituelle de séparation lorsque les bouteilles sont placées sur la surface de mousse, revêtue d'une couche cohésive et non adhésive, d'une feuille d'emballage. Cet emballage empêche les bouteilles de frotter ou de cogner les unes contre les autres lorsqu'elles sont soumises aux conditions normales de transport, et les étiquettes des bouteilles ne sont donc pas détériorées ou salies.

A cet effet, la feuille peut comporter une seule couche de papier dont le poids peut descendre à 9 kg, et il n'est pas nécessaire que l'épaisseur de la mousse dépasse 1,6 mm. De moins bons résultats sont obtenus lorsque l'on diminue cette épaisseur de mousse ou lorsque l'on supprime la mousse et que la couche cohésive, non adhésive, n'est appliquée que sur une feuille de papier.

Les revêtements cohésifs, non adhésifs, permettent également aux feuilles d'être serrées ensemble autour de tout objet à envelopper, les feuilles dépassant dans au moins deux directions au-delà de l'objet. Ainsi, un manuel peut être très simplement enveloppé dans un emballage complet permettant un envoi par la poste, cet emballage ne demandant qu'une étiquette d'adresse et les feuilles ne dépassant que sur environ 4 à 7,5 cm du livre, à chaque bord.

Même des liquides peuvent être emballés d'une manière analogue, par exemple par pliage d'une feuille en deux, afin que les faces cohésives et non adhésives des plis soient tournées l'une vers l'autre et que leurs marges disposées face à face soient pressées l'une contre l'autre pour former une poche. Le liquide à conditionner est versé dans cette poche, puis le dessus de cette dernière est obturé par pression des plis l'un contre l'autre à cet endroit. La structure cellulaire fermée de la mousse empêche le liquide de fuir.

Bien que des feuilles de papier conviennent tout à fait pour les couches 14,14A ou 14B, ces couches peuvent être constituées de fibres textiles tissées ou tricotées, ou bien de fibres textiles aérées ou même de film de matière plastique. Une matière plastique résistante telle que le térêphtalate de polyéthylène est préférée pour un tel film ou pour ces fibres. A la place du type normal de fibres de matière plastique, des bandes étroites d'un film de matière plastique peuvent être tissées pour former l'une des couches ou les deux couches. Lorsqu'une couche est réalisée en matière résistante telle que le térêphtalate de polyéthylène, elle constitue une armature très efficace pour une couche de papier, que cette armature forme une couche extérieure de la feuille d'emballage ou bien une couche placée entre la couche 18 de mousse et la couche adjacente 14. Il est souhaitable que l'une des faces de la feuille d'emballage présente une surface relativement lisse, car une telle surface peut être imprimée d'une publicité ou autre.

L'utilisation de même deux couches de papier,' sans armature, n'est pas aussi souhaitable que celle d'une couche de papier associée à une armature à haute résistance. Des fibres de verre ou bien des fibres de Nylon ou de qiana sont très efficaces et le verre est particulièrement souhaitable en raison de son faible coût. Une feuille d'emballage en mousse et papier non armée ne convient qu'à des utilisations demandant peu de résistance, alors qu'une feuille d'emballage bien armée est pratiquement impossible à déchirer. Cette caractéristique est d'une importance primordiale pour l'emballage ou le rembourrage de métaux.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la feuille laminée décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention.

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1. Feuille laminée destinée à l'emballage de matières craignant l'humidité, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche (12) de papier, une couche (18) de mousse microporeuse de polymère à structure cellulaire fermée, une couche (17) d'adhésif fort, liant fixement entre elles les couches de mousse microporeuse de polymère et de papier, et une couche (20) d'un polymère empêchant le passage des gouttes d'eau, mais traversé par la vapeur d'eau, cette couche (20) étant appliquée sur le côté du papier opposé à celui en contact avec la couche de mousse microporeuse, afin qu'un condensât se formant à l'intérieur de l'emballage puisse s'évaporer à travers la feuille laminée.

2. Feuille laminée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche de papier est armée.

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REVENDICATIONS

3. Feuille laminée selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche de papier est armée de fils (16) constitués de fibres de verre.

4. Feuille laminée selon la revendication 3, caractérisée en ce que la couche de papier comprend deux épaisseurs (14) de papier entre lesquelles sont dispersés des fils (16) de fibres de verre.

5. Feuille laminée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche (20) de polymère comprend du polyéthylène.

6. Feuille laminée selon la revendication 5, caractérisée en ce que le polymère (18) constituant la mousse microporeuse comprend du polypropylène.

7. Feuille laminée selon la revendication 5, caractérisée en ce que le papier comprend deux épaisseurs (14) de papier kraft de 22,5 kg.

8. Feuille laminée selon la revendication 7, caractérisée en ce que la couche (18) de mousse microporeuse a une épaisseur comprise entre 1,6 et 3,2 mm.

9. Feuille laminée selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche d'un inhibiteur volatil de corrosion sur la surface de la mousse opposée à la couche de papier.

10. Utilisation d'une feuille laminée selon l'une des revendications 1 à 9 pour emballer des produits sensibles à la corrosion.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4086384 décrit un matériau d'emballage constitué d'une feuille de mousse microporeuse et de papier, d'une grande utilité, dans laquelle une couche de mousse microporeuse de polymère à structure cellulaire fermée, par exemple une mousse microcellulaire, est collée à une couche de papier kraft qui peut être armée de fils constitués de fibres de verre. Un tel matériau réalise des emballages très efficaces, mais il n'assure pas une protection suffisante des objets craignant l'humidité, par exemple le fer blanc, qui sont sujets à une corrosion dans les conditions atmosphériques normales. L'invention a pour objet une feuille laminée pour l'emballage de matières craignant l'humidité et leur protection contre les détériorations dues à l'humidité, au cours de périodes de stockage prolongées. La feuille laminée selon l'invention peut être utilisée pour l'emballage de l'acier étamé ou d'autres métaux et pour les protéger contre la rouille ou la corrosion au cours de longues périodes de stockage.

Selon l'invention, une feuille rembourrée, destinée à l'emballage de matières craignant l'humidité, comprend une couche de papier qui est collée, par une première face, sur une couche de mousse microporeuse de polymère à structure cellulaire fermée, par exemple une mousse microcellulaire. L'autre face de la couche de papier est revêtue d'une couche de polymère qui empêche le passage des gouttes d'eau, mais est traversée par la vapeur d'eau afin que tout condensât présent dans l'emballage soit éliminé par évaporation à travers la matière. Le papier peut être armé de fils de fibres de verre ou d'autres fibres convenables de renfort le rendant plus solide.