Article

1 - PERMÉABILITÉ DES MATÉRIAUX

2 - POLYMÈRES ET EFFET BARRIÈRE

3 - STRUCTURES MULTICOUCHES

4 - AMÉLIORATION EXTRINSÈQUE DES PROPRIÉTÉS BARRIÈRES

5 - AMÉLIORATION INTRINSÈQUE DES PROPRIÉTÉS BARRIÈRES

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : AM3160 v1

Propriétés barrières des polymères utilisés en emballage

Auteur(s) : Stéphane CROS

Date de publication : 10 juil. 2007

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RÉSUMÉ

Les besoins en matériaux barrières aux gaz vont croissants dans le domaine de l’emballage. Les contraintes de recyclage, de marketing, de poids et de coût, amènent au développement de solutions innovantes pour remplacer les emballages en verre ou métal. Les solutions sont multiples et doivent répondre avant tout à un cahier des charges aussi diversifié que les applications possibles afin de minimiser le « coût barrière ». Parmi les emballages barrière à base polymère, la solution multicouche reste la plus employée.

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ABSTRACT

The need for gas-barrier materials are increasing in the packaging sector. Constraints of recycling, marketing, weight and cost have led to the development of innovative solutions to replace glass or metal packaging. The solutions are multiple and must, most importantly, meet specifications which are as diverse as the possible applications in order to minimize the "barrier cost". Amongst polymer-based barrier packaging, the multilayer solution remains the most widely used.

Auteur(s)

  • Stéphane CROS : Ingénieur de Recherche à l’Institut national de l’Énergie solaire - Laboratoire des Composants systèmes, CEA/ DRT/ LITEN

INTRODUCTION

Les besoins en matériaux barrières aux gaz, essentiellement l’eau et l’oxygène, vont croissants dans le domaine de l’emballage ou de la protection du contenant en général (figure en fin d’introduction). Ce processus est lié à l’augmentation de la demande dans des domaines aussi divers que l’alimentaire, le packaging médical ou encore l’optoélectronique.

Les contraintes de recyclage, de marketing (transparence), de poids et de coût, amènent au développement de solutions innovantes visant à remplacer les emballages en verre ou métal aux capacités barrières très élevées.

Si les technologies utilisées sont multiples, de la voie multicouche à celle du dépôt plasma, de l’insertion de scavengers à celle de nanocharges, du mélange polymère au dépôt polymère, celles‐ci doivent répondre avant tout à un cahier des charges aussi diversifié que les applications possibles (figure ci-dessous et tableau en fin d’introduction) afin de minimiser le « coût barrière ».

En terme d’emballage barrière à base polymère, la solution multicouche reste la plus employée. Toutefois, les exigences de domaines comme celui de l’embouteillage à base PET (polyéthylènetéréphtalate), ont permis le développement commercial de techniques comme le dépôt de surface, largement utilisé aujourd’hui (dernier tableau).

D’autres technologies, telles que l’insertion de scavengers, les nanocomposites ou encore les mélanges polymères sont également sur une rampe ascendante.

Ce document, bien que traitant de l’emballage barrière, s’attardera peu sur les résines barrières et les structures multicouches, déjà décrites dans d’autres articles des Techniques de l’Ingénieur, mais apportera un complément d’information et une vue globale des technologies barrières.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3160


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CRANK (J.), PARK (G.S.) -   Diffusion in polymers.  -  Academic Press, London and New-York (1968).

  • (2) - FIRON (M.), TROUSLARD (P.), CROS (S.) -   *  -  CEA/DRT/LITEN/LCS, Dépôt de brevet français no 06/01320.

  • (3) - BURROWS (P.E.), GRAFF (G.L.) et al -   Displays.  -  22, 65 (2001).

  • (4) - CROS (S.), FIRON (M.), LENFANT (S.), TROUSLARD (P.), BECK (L.B.) -   *  -  NIM B 251, 257-260 (2006).

  • (5) - BUJAS, ROKO (S.) -   General Atomic.  -  Brevet USA 6804989.

  • (6) - HIGGINS (L.M.) -   *  -  III, Ph. D., H3MA Consulting, LLC, Austin, Texas USA, Advancing microelectronics, Volume 30, No 4 (2003).

  • (7)...

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