Avec une croissance estimée à 4,5 % du marché mondial des emballages souples en plastique d'ici 2025, les marchés finaux tels que l'alimentation, les boissons, les cosmétiques et les produits pharmaceutiques (entre autres) s'attendent à une augmentation de la demande en raison des tendances de consommation et de vente au détail. Poursuivez votre lecture pour découvrir les principaux éléments à prendre en compte lors de la conception d'emballages souples et ce dont vous devez tenir compte lorsque les structures multicouches et la durabilité sont à l'ordre du jour.
Définition des emballages souples à structures multicouches
Les emballages souples sont exactement ce que leur nom indique : des emballages souples pour l'utilisateur final, qui peuvent être pliés, plissés et façonnés sans être endommagés ni cassés.
Les structures multicouches nécessitent plus d'une couche de matériau, ou substrat, pour obtenir les propriétés souhaitées et sont développées de deux manières :
- Monomatériau. Les structures multicouches monomatériaux comprennent 2 ou 3 couches issues de la même famille de matrices. Elles ne nécessitent pas d'adhésif pour les assembler et peuvent être recyclées car elles sont fabriquées à partir des mêmes plastiques.
- Multi-matériaux. Les structures multicouches multi-matériaux comportent 3 couches ou plus (3, 5, 7, 9, 11) issues de polarités différentes ou d'un mélange de différents substrats. Elles nécessitent un adhésif pour les lier, qui est déterminé par la méthode de traitement, mais qui peut être une couche de liaison, un adhésif de laminage ou un revêtement thermoscellable, par exemple. Le recyclage des structures multi-matériaux est un peu plus difficile, car de nombreux polymères sont liés dans une même structure.
Conception de structures multicouches
Lors de la conception de structures multicouches pour des emballages souples, l'ensemble du processus doit être pris en compte dès le départ afin de garantir un bon équilibre entre les propriétés de l'emballage et les méthodes de traitement et de test appropriées. Passons en revue chaque étape afin de découvrir les éléments clés à chaque phase de la conception d'emballages souples et de structures multicouches.
Machines et méthode de traitement
La méthode de traitement des emballages souples est déterminée par les machines disponibles pour fabriquer les produits. Une fois les machines choisies, l'étape suivante consiste à réfléchir à la méthode de traitement. Pour ce faire, il est essentiel d'examiner le produit final et de réfléchir aux propriétés de l'emballage et à l'impact du traitement sur le produit fini.
Pour les emballages souples, cinq procédés principaux sont utilisés : l'extrusion, la coextrusion, le laminage, le revêtement par extrusion et le laminage par extrusion. Souvent, ces méthodes sont combinées en différentes étapes afin de répondre aux besoins spécifiques du projet. Cliquez ici pour consulter le tableau et comprendre chaque méthode de traitement, la forme initiale, les structures et les adhésifs nécessaires.
Propriétés requises pour l'emballage
Dans les structures multicouches, chaque couche a sa propre fonction. Lors de la détermination des propriétés requises pour un emballage souple, chaque exigence technique doit être prise en compte pour chaque couche : les couches extérieures, fonctionnelles et d'étanchéité.
Examinons les questions clés à prendre en compte pour chaque couche :
Couches extérieures
La couche extérieure confère à la structure son imprimabilité et sa stabilité mécanique. Lorsque vous définissez vos couches extérieures, il est important de répondre aux questions suivantes :
(1) Doit-elle résister à une température spécifique ?
Avec les emballages souples, il est important de tenir compte de la température à laquelle les structures multicouches peuvent résister afin d'éviter toute déformation et perte de forme.
Si elles sont destinées à passer au four, par exemple, vous devez vous assurer que les matériaux que vous utilisez ne vont pas se mélanger ou faire fondre les polymères. Si des températures élevées doivent être prises en compte, une Tg (température de transition vitreuse) élevée est nécessaire sur les couches extérieures qui résistent aux conditions extérieures.
(2) Vont-elles être imprimées ?
Si la structure doit être imprimée pour être visible par les consommateurs en magasin, vous pouvez envisager l'utilisation d'un apprêt ou l'ajout d'une couche extérieure supplémentaire pour protéger les encres.
Couches fonctionnelles
Les couches fonctionnelles sont celles qui sont placées au milieu de la structure. Elles peuvent conférer des propriétés barrières à de nombreux éléments : oxygène, humidité ou lumière. Elles peuvent également renforcer les propriétés mécaniques si nécessaire. Lors de la conception de vos couches fonctionnelles, tenez compte des éléments suivants :
(1) Une barrière à l'oxygène est-elle nécessaire ?
Les barrières à l'oxygène sont des propriétés très utilisées pour les couches internes des structures multicouches, en particulier dans l'industrie alimentaire. Cette couche barrière empêche l'oxygène de pénétrer et d'oxyder les aliments, ce qui leur permet de se conserver plus longtemps en rayon et à domicile.
(2) Quelles sont les propriétés mécaniques requises ?
Il est important de déterminer les propriétés mécaniques nécessaires pour résister aux rayures, à l'étirement, à la perforation, etc.
Couches de scellage
Le film de scellage est généralement le film qui recouvre, protège et scelle une autre partie. Il a pour fonction de conférer à l'emballage des propriétés de refermabilité et/ou de réouverture. Lors de la conception de votre couche de scellage, tenez compte des éléments suivants :
(1) A-t-elle besoin d'un paramètre de scellage ?
Contrairement à la résistance à la température, où une Tg (température de transition vitreuse) élevée est idéale, plus la Tg est faible, moins il faut d'énergie pour sceller et plus on économise d'argent. Cela nous ramène à nouveau à la recherche du juste équilibre entre une Tg qui augmente l'efficacité des machines tout en résistant à la température requise.
À travers toutes les couches
À travers chaque couche de vos structures multicouches, vous devez tenir compte des éléments suivants :
(1) Sera-t-elle transparente ?
Lorsque vous ajoutez plusieurs matériaux qui ne sont pas naturellement compatibles, la transparence peut être affectée. Chaque couche doit conserver sa transparence, par exemple si cette structure doit passer par une phase de thermoformage.
(2) Quels sont les polymères finaux à lier ?
Une fois que vous avez défini les polymères qui seront nécessaires dans chaque couche, l'étape suivante consiste à trouver l'adhésif approprié. Le choix de l'adhésif est essentiel pour obtenir de bonnes performances et éviter les problèmes de délamination de la structure.
Tenez compte de facteurs tels que la nature des substrats et des polymères, les méthodes de traitement et l'équipement de dosage pour faire le bon choix.
Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur les tests, la réglementation, le comportement des consommateurs, les emballages souples, les structures multicouches et la durabilité.
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