Films à haute barrière : construction et choix des matériaux – Film d'aluminium, blister, stratifié

Le choix d’une feuille de protection anti-érosion ne dépend pas d’une catégorie de matériau „ optimale “, mais du projet de protection spécifique : faut-il empêcher l’entrée de l’oxygène, limiter l’absorption ou la perte d’humidité ou encore isoler la lumière ? Seulement lorsque ces exigences de protection seront déterminées en fonction de la durée de conservation, du climat, de la volonté de transparence et de l’exposition à des charges mécaniques, un système approprié pourra être choisi.

Le lien complet est toujours déterminant. L’aluminium, les feuilles métallisées et l’EVOH peuvent tous faire partie d’une structure multicouches plus efficace, mais ils remplissent leurs fonctions de manière différente et dans des conditions différentes. Un bon indice d’une seule couche n’indique donc pas encore la performance de l’emballage ultérieur.

Comment les films à haute barrière sont fabriqués

Les films à haute barrière sont généralement constitués de plusieurs couches : plusieurs couches sont combinées car une seule couche ne doit généralement pas être à la fois barrière, stable mécaniquement, étanche et présenter l’aspect souhaité. Une couche empêche, par exemple, les gaz, l’eau vaporisée ou la lumière d’entrer dans le produit, une autre protège le joint contre les contraintes et la couche interne permet de sceller l’emballage.

Un schéma structuré pourrait, par exemple, être PET/aluminium/PE Le PET peut stabiliser l’extérieur, tandis que la feuille d’aluminium indépendante assure la barrière contre l’oxygène, l’eau et la lumière. Le PE peut servir de couche intérieure résistante à l’usure. Entre les couches, il existe généralement des couches de colle. Cette structure constitue un exemple illustratif, et n’est pas une spécification universelle. La couche d’aluminium assure les fonctions de protection contre les gaz, l’humidité et la lumière dans ce système. ^[1]

La méthode de connexion est également un élément de la spécification technique. Dans le cas des feuilles laminées, des bandes existantes sont connectées ; dans le cas des feuilles coextrudées, plusieurs couches polymériques sont créées en même temps. Pour la sélection préalable, ce qui compte moins est le fait que le composé final conserve, dans ses conditions d’utilisation réelles, les propriétés de protection requises.

Une attention particulière doit être accordée à l’intégrité : un niveau élevé de barrière matérielle ne protège pas automatiquement contre les failles dans le produit fini. Les trous, c’est-à-dire les imperfections les plus petites, ainsi que les fentes peuvent faciliter l’accès, en particulier dans les couches métalliques de la barrière. C’est pourquoi l’usure due à la transformation, la confection, le remplissage et le transport doit être prise en compte lors de l’évaluation de l’ensemble du système. ^[3]

Aluminium, films métallisés et EVOH comparés

Les trois concepts ne sont pas des variantes de la même couche. Ils diffèrent par leur structure, leur effet optique et par les conditions d’utilisation qui limitent leur aptitude à s’adapter à ces exigences. La question cruciale n’est donc pas de savoir quel matériau est fondamentalement meilleur ; mais plutôt de savoir quel composé satisfait à la combinaison requise d’oxydation, de vapeur d’eau et de protection contre la lumière.

Film en aluminium : niveau de barrière indépendant et à l'insolation

Dans les produits en aluminium, une véritable feuille d’aluminium est intégrée dans le laminage comme couche séparée. Elle constitue une barrière contre l’oxygène, l’eau et la lumière. C’est donc une solution envisageable lorsque la couche de protection couvre toutes ces trois influences et que la transparence n’est pas requise. ^[1]

Cette résistance ne doit pas faire perdre de vue la qualité du produit fini. Si la couche d’aluminium se plie fortement lors du traitement ou est endommagée, des imperfections peuvent réduire l’efficacité de la barrière. Il est donc nécessaire de choisir non seulement la couche nominale, mais aussi la charge attendue du joint.

Films métallisés : métallisation sous pression au lieu de film d'aluminium

Lire Films métallisés ne doivent pas être confondus avec la feuille d’aluminium. Dans le cas du PET ou du BOPP métallisé, une très mince couche d’aluminium est vaporisée sur une feuille de plastique ; cette feuille de support peut ensuite être collée avec d’autres couches, par exemple PE, pour former un laminage. La métallisation améliore la protection contre l’oxygène, l’eau et la lumière ; toutefois, sa véritable barrière dépend de la qualité respective et de la structure complète. ^[2]

Une apparence métallique n’est donc pas un critère de sélection suffisant. Les propriétés de haute résistance spécifiques peuvent s’approcher de celles de l’aluminium, mais cela ne signifie ni une égalité générale ni une hiérarchie fixe. Lorsqu’une feuille d’aluminium doit être remplacée, l’application prévue doit fournir des données comparables concernant le matériau composite final et son état après une transformation pertinente. ^[3]

EVOH : barrière transparente à l’oxygène avec dépendance à l’humidité

L’EVOH, un copolymère d’éthylène-vinylalcool, est utilisé comme couche polymérique fonctionnelle dans des Films multicouches Ils sont co-extrudés ou laminés. Ils peuvent offrir une forte barrière contre l’oxygène et conviennent donc fondamentalement aux concepts de packaging transparents. Toutefois, l’EVOH ne remplace pas un revêtement à l’insolation.

La limite de sélection centrale est l’humidité. Si la couche EVOH absorbe de l’eau, sa barrière d’oxygénation peut se fragiliser. C’est pourquoi elle est habituellement placée entre des couches plus résistantes à l’humidité ; les polyoléfines peuvent remplir la fonction de barrière d’oxygénation lors de la construction, tandis que l’EVOH fournit la barrière gazeuse. La position des couches et les matériaux adjacents ne sont donc pas des détails, mais déterminent si une solution transparente reste un candidat viable même dans des conditions humides. ^{[4] [7]}

Quels données de barrière sont réellement comparables

Les fiches techniques ne deviennent alors une aide décisionnelle fiable que lorsqu'elles répondent à la même question. Pour cela, la barrière d'oxygène et celle d'eau doivent être lus séparément. OTR détermine la perméabilité à l'oxygène, WVTR la perméabilité à l’eau. Un bon indice OTR ne dit rien de lui-même quant à l’efficacité d’un système de drainage. protection contre l’humidité – et inversement.

Les valeurs ne peuvent être comparées qu’avec leurs conditions d’essai. La température et l’humidité relative de l’air y sont inévitables, car elles influencent la perméabilité des emballages en plastique. Surtout pour l’EVOH, des mesures effectuées dans des conditions sèches ne permettent que partiellement de représenter une atmosphère réelle humide. Des températures de stockage plus élevées peuvent également augmenter la perméabilité à l’air et à l’eau. ^{[4] [6]}

Pour un comparatif de prix professionnel, il faudrait au minimum disposer des informations suivantes :

• Equipement homologué : Stratégies matérielles, séquence des couches et, si disponibles, la définition de la structure correspondante. Un indicateur pour une couche isolée ne remplace pas une indication concernant le composite.
• OTR et WVTR : Les deux valeurs séparément, avec respectivement la température, l’humidité relative et la méthode de mesure ou le contexte du document de données.
• État de sollicitation : Les données s’appliquent à la feuille non traitée, au matériau composite transformé ou à un emballage prêt à être utilisé.
• Profil d'utilisation : Les conditions réelles de stockage et de transport, le contact avec des matières à chargement humide ainsi que la durée de protection souhaitée.

Si l’une de ces informations est manquante, aucune supériorité fiable ne peut être déduite d’une valeur inférieure. Un OTR à une humidité relative variable répond à une autre question lors d’une utilisation humide que la valeur du composite ultérieur. De même, une valeur d’une feuille plieuse ouverte peut laisser entendre comment les plis, les zones de scellement ou la transformation prévue pourraient se manifester. La conséquence la plus appropriée n’est pas de remplacer la valeur manquante par une acceptation de matériau. Au lieu de cela, la sélection reste limitée aux structures pour lesquelles des informations comparables sont disponibles ou qui peuvent être demandées expressément.

La même logique s’applique à l’écran solaire : l’absence de transparence ou de couche opaque ne signifie pas encore une protection tangible et quantifiable. Pour cela, des données de transmission appropriées du revêtement complet dans la zone lumineuse concernée seraient nécessaires. Sans ces données, un revêtement transparent ne peut ni être exclu de manière générale ni être classé comme suffisamment protectif contre la lumière.

Un seul résultat d’analyse ne constitue pas une garantie de qualité. L’emballage ne peut être évalué définitivement que en combinaison avec le produit en question et dans les conditions prévues. Par conséquent, pour les produits alimentaires, il est judicieux de choisir un niveau de qualité attendu, par exemple en raison de la perte d’oxydation ou de la perte ou de l’absorption d’humidité. ^[5]

De la nécessité de protection à une sélection préalable fondée sur des critères objectifs

Une sélection préalable fiable se fait dans un ordre clair. Cela empêche un matériau d’être privilégié uniquement en raison de son nom, de sa présentation ou d’un critère de performance isolé, alors que d’autres critères l’excluent.

1. Nommer une modification de qualité. D'abord, on détermine ce que la protection doit empêcher : l'oxydation, l'échange d'humidité, les dommages dus à la lumière ou une combinaison de ces facteurs. À partir de là, on choisit les types de barrière appropriés.
2. Fixer la durée de protection et le climat d’utilisation. La durée de stockage, la température, l’humidité relative de l’air et l’exposition à des contraintes de transport indiquent dans quelles conditions la barrière doit fonctionner. Sans ce profil, les données relatives à l’OTR et à la WVTR ne sont que partiellement significatives.
3. Utiliser les exigences optiques comme critère d’exclusion. Si le contenu doit rester visible, les structures opaques ne sont pas une solution directe. Si une certaine protection contre la lumière est requise, celle-ci doit être démontrée pour l’ensemble du système, avec les données de transmission appropriées.
4. Filtrer les concepts de matériau en fonction de leur fonction de couche. La feuille d'aluminium reste une option envisageable pour une protection combinant la lumière, l'humidité et l'oxygène. Les feuilles métallisées restent toutefois hors course à moins d'être certifiées pour une protection supplémentaire. L'EVOH est pertinent pour les barrières transparentes à l'oxygène, mais nécessite un protection adéquate grâce aux couches environnantes pour les barrières à l'humidité.
5. Obtenir la preuve de l’ensemble du groupe. Les données sont comparées dans des conditions climatiques appropriées ainsi que sur la base de la transformation prévue. Seulement après cela peut-on procéder à un contrôle de conformité avec le produit et l’emballage prévu.

Décision hypothétique : Pour une emballage alimentaire transparent, il est nécessaire d’assurer la protection contre l’oxygène ; en même temps, une utilisation humide est à prévoir. La transparence exclut une couche d’aluminium opaque comme solution immédiate. L’EVOH reste un candidat possible en tant que barrière transparente contre l’oxygène, mais seulement si la couche d’EVOH est suffisamment protégée contre l’humidité grâce à la structure multicouches et si la performance d’étanchéité est confirmée dans les conditions pertinentes. ^{[4] [7]}

Si une exigence de protection lumineuse spécifique s’ajoute, le choix devient plus complexe. Le revêtement transparent peut répondre à cette exigence, mais son effet de protection lumineuse n’est pas garanti. La conséquence est non pas une refoulement automatique des concepts transparents, mais une lacune de données : des informations sont nécessaires pour sélectionner les matériaux qui présentent une transparence lumineuse uniforme à une charge de travail donnée. S’il n’existe pas de telles informations, le revêtement ne sera pas évalué pour l’application de protection combinée, même si sa barrière d’oxygène semble plausible.

Les frais sont imputés sur le contenu de l'emballage utilisable

L’économie ne commence qu’après la sélection technique. Un prix inférieur par quantité de film n’est pas un avantage durable si le produit proposé ne remplit pas les exigences de la protection ou si des étapes supplémentaires de processus sont nécessaires. Il convient donc de comparer uniquement les structures techniquement appropriées, évaluées dans des conditions comparables.

La taille de la housse appropriée est la taille de l’emballage utilisable et conforme aux spécifications – et non pas seulement la quantité ou la surface de film achetée. Dans le cadre de la comparaison, on considère également le taux d’utilisation des matières, les déchets constatés, l’impact de la transformation sur la barrière et les mesures supplémentaires réellement nécessaires. Cela peut inclure, par exemple, des mesures visant à réduire l’oxygène lors de l’emballage ou l’utilisation d’absorbeurs d’oxygène, si elles sont nécessaires pour la solution spécifique. ^[5]

Sans données de processus réelles, il ne sera pas possible de tirer de bénéfices ou de réductions de coûts. Cette méthode empêche toutefois un défaut typique : une solution ne sera pas économique uniquement parce qu’elle semble moins coûteuse lors de l’achat, mais parce qu’elle atteint la fonction de protection requise avec le coût réel nécessaire.

Conclusion : les exigences conduisent à un design adapté

Les films à haute barrière ne sont pas sélectionnés en fonction du nom du matériau, mais en fonction de l’interaction entre les exigences de protection, la structure des couches et les conditions d’utilisation. L’aluminium, les films métallisés et l’EVOH sont des outils différents pour des profils de protection différents. Un profil de besoins documenté avec des exigences distinctes pour l’oxygène, l’humidité et la lumière constitue la base pour des propositions comparables. La conformité finale ne se manifeste qu’au moment de la mise en œuvre complète dans les conditions prévues.