Afin de prolonger la durée de conservation de substances telles que les aliments et les médicaments, de nombreusesmatériaux d'emballageDe nos jours, on utilise des films composites multicouches pour l'emballage des produits alimentaires et pharmaceutiques. Il existe actuellement des emballages composites à deux, trois, cinq, sept, neuf, voire onze couches. Un film multicouche est un film mince obtenu par extrusion simultanée de plusieurs matières premières plastiques dans de multiples canaux à partir d'un seul moule, ce qui permet de tirer parti des avantages de différents matériaux.
multicoucherouleau de film d'emballageCes films sont principalement composés de polyoléfines. Les structures les plus courantes sont actuellement : polyéthylène/polyéthylène, copolymère polyéthylène-éthylène-acétate de vinyle/polypropylène, PEBD/couche adhésive/EVOH/couche adhésive/PEBD, PEBD/couche adhésive/EVOH/EVOH/couche adhésive/PEBD. L’épaisseur de chaque couche est ajustable par extrusion. En modulant l’épaisseur de la couche barrière et en utilisant divers matériaux barrières, il est possible de concevoir des films souples aux propriétés barrières variées. Les matériaux de la couche de thermoscellage peuvent également être facilement remplacés et adaptés aux différents types d’emballage. Ce composite d’emballage multicouche et multifonctionnel représente l’avenir du développement des films d’emballage.
structure de film composite d'emballage multicouche
Les films composites d'emballage multicouches, quel que soit le nombre de couches, sont généralement divisés en couche de base, couche fonctionnelle et couche adhésive en fonction de la fonction de chaque couche du film.
Niveau de base
En général, les couches interne et externe des films composites doivent présenter de bonnes propriétés physiques et mécaniques, une bonne aptitude à la mise en forme et une bonne aptitude au thermoscellage. Elles doivent également offrir de bonnes performances de thermoscellage et de soudage à chaud, être relativement peu coûteuses, assurer un bon support et une bonne rétention de la couche fonctionnelle, et constituer la proportion la plus importante dans le film composite, déterminant ainsi sa rigidité globale. Les matériaux de base sont principalement le PE, le PP, l'EVA, le PET et le PS.
Couche fonctionnelle
La couche fonctionnelle defilm d'emballage alimentaireIl s'agit principalement d'une couche barrière, généralement située au milieu d'un film composite multicouche, utilisant principalement des résines barrières telles que l'EVOH, le PVDC, le PVA, le PA, le PET, etc. Parmi elles, les matériaux à haute barrière les plus couramment utilisés sont l'EVOH et le PVDC, et les PA et PET courants ont des propriétés barrières similaires, appartenant à la catégorie des matériaux à barrière moyenne.
EVOH (copolymère d'éthylène-alcool vinylique)
Le copolymère d'éthylène-alcool vinylique (EVOH) est un polymère qui allie la facilité de mise en œuvre des polymères d'éthylène aux propriétés de barrière aux gaz des polymères d'alcool d'éthylène. Il est très transparent et brillant. L'EVOH possède d'excellentes propriétés de barrière aux gaz et aux huiles, ainsi qu'une résistance mécanique, une élasticité, une résistance à l'usure et au froid, une résistance de surface et une aptitude à la mise en œuvre remarquables. Ses performances de barrière dépendent de sa teneur en éthylène : plus cette teneur est élevée, plus ses propriétés de barrière aux gaz diminuent, tandis que sa résistance à l'humidité augmente et qu'il est facile à mettre en œuvre.
Les produits conditionnés avec des matériaux EVOH comprennent les assaisonnements, les produits laitiers, les produits carnés, les fromages, etc.
PVDC (chlorure de polyvinylidène)
Le polychlorure de vinylidène (PVDC) est un polymère du chlorure de vinylidène (1,1-dichloroéthylène). La température de décomposition du PVDC homopolymère est inférieure à son point de fusion, ce qui rend sa fusion difficile. Par conséquent, en tant que matériau d'emballage, le PVDC est un copolymère de chlorure de vinylidène et de chlorure de vinyle, présentant une bonne étanchéité à l'air, une résistance à la corrosion, ainsi que de bonnes propriétés d'impression et de thermoscellage.
À ses débuts, le PVDC était principalement utilisé pour les emballages militaires. Dans les années 1950, il a commencé à être utilisé comme film de conservation alimentaire, notamment grâce au développement rapide des technologies d'emballage modernes, au rythme de vie actuel, à la surgélation, aux emballages de conservation, à la révolution des ustensiles de cuisson pour micro-ondes et à l'allongement de la durée de conservation des aliments et des médicaments. Le PVDC peut être transformé en films ultra-minces, ce qui permet de réduire la quantité de matières premières et les coûts d'emballage. Il reste très utilisé aujourd'hui.
Couche adhésive
En raison de la faible affinité entre certaines résines de base et les résines de la couche fonctionnelle, il est nécessaire d'insérer des couches adhésives entre ces deux couches afin de former un film composite intégré. La couche adhésive utilise une résine adhésive, généralement une polyoléfine greffée à l'anhydride maléique ou un copolymère d'éthylène-acétate de vinyle (EVA).
polyoléfines greffées à l'anhydride maléique
La polyoléfine greffée à l'anhydride maléique est obtenue par greffage d'anhydride maléique sur du polyéthylène par extrusion réactive, introduisant ainsi des groupements latéraux polaires sur des chaînes non polaires. Elle sert d'adhésif entre matériaux polaires et non polaires et est couramment utilisée dans les films composites de polyoléfines telles que le polypropylène et le nylon.
EVA (copolymère d'éthylène-acétate de vinyle)
L'EVA introduit du monomère d'acétate de vinyle dans la chaîne moléculaire, réduisant ainsi la cristallinité du polyéthylène et améliorant la solubilité et les propriétés de thermoscellage des charges. Les différentes proportions d'éthylène et d'acétate de vinyle dans les matériaux déterminent leurs applications.
① Les principaux produits de l'EVA avec une teneur en acétate d'éthylène inférieure à 5 % sont les adhésifs, les films, les fils et les câbles, etc.
② Les principaux produits en EVA avec une teneur en acétate de vinyle de 5 à 10 % sont les films élastiques, etc.
③ Les principaux produits EVA avec une teneur en acétate de vinyle de 20 à 28 % sont les adhésifs thermofusibles et les produits de revêtement ;
④ Les principaux produits en EVA avec une teneur en acétate de vinyle de 5 % à 45 % sont les films (y compris les films agricoles) et les feuilles, les produits moulés par injection, les produits en mousse, etc.
Date de publication : 12 juin 2024