Conception d'étiquettes autoadhésives par microencapsulation d'adhésif

Autoadhesive labels design by adhesive microencapsulation

• Auteur / Autrice : Robin Abderrahmen
• Direction : Mohamed Naceur Belgacem, Didier Chaussy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique, génie mécanique
• Date : Soutenance le 12/12/2012
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés pour la bioraffinerie, les matériaux bio-sourcés et l’impression fonctionnelle (Grenoble, Isère, France ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Stephanie Briancon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mohamed Naceur Belgacem, Didier Chaussy
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Salaheddine Skali-Lami, Roberta maria Bongiovanni

Mots clés

Mots clés libres

Microencapsulation

Adhésif

Enduction

Pelage

Microencapsulation

Adhesive

Coating

Peeling

Résumé

Le but de ce projet est de concevoir un nouveau type d'étiquette ‘écologique', n'utilisant pas de dorsale siliconé. Ainsi, la couche d'adhésif est remplacée par une couche de microcapsules d'adhésif. Ces microcapsules doivent avoir une paroi suffisamment étanche et résistante pour envelopper l'adhésif et ne pas se rompre lors des étapes de fabrication du produit. Par contre, elles doivent céder sous l'effet d'une pression et libérer l'adhésif au moment de leur utilisation. Dans un premier temps, 3 adhésifs en émulsion aqueuse ont été caractérisés en vue de leur microencapsulation. Par la suite, un adhésif a été sélectionné et encapsulé par coacervation (avec des biomatériaux comme carapace) et par polymérisation in situ aminoplaste. Ensuite, 2 autres procédés d'encapsulation d'adhésif réalisés au LAGEP (le spray-drying et le spray-cooling) ont été comparés avec les 2 techniques précédentes. Les capsules produites par spray-cooling, les plus adhésives, ont permis la formulation d'un bain d'enduction en vue d'un couchage des capsules à l'aide d'une barre de Meyer, et par procédé sérigraphique. La compatibilité de ces microcapsules avec le procédé de fabrication d'une étiquette autoadhésive classique, sur une rotative d'impression flexographique, a été montrée. Les caractéristiques finales du produit ainsi fabriqué (adhésion, pression d'application) ont été comparées avec celles de différents produits autoadhésifs industriels (étiquette, enveloppe et timbre).

The main objective of this investigation is to prepare innovative silicone liner-free labels. It can be achieved by the adhesive ‘self protection', thanks to its incorporation into microcapsules. This allows the preparation of ‘dry labels' gluing under the application of a pressure, which induces the rupture of the microcapsules, thus releasing the core material, a pressure sensitive adhesive. The first step was to analyse 3 water-based PSA in view of their encapsulation. Then, the most suitable adhesive was microencapsulated by coacervation (using biopolymer as shell) and by in situ polymerisation. Two other encapsulation processes (spray-cooling and spray-drying), were also carried out at the LAGEP and were compared with the 2 former processes. Coating colour formulations were prepared with spray-cooling microcapsules (the most adhesive ones). Coating trials were carried out with a Meyer rod, and by screen printing. Compatibility between microcapsules and the label making process, using a flexographic printing press, was determined. Finally, the mains characteristics of the prepared innovative products (adhesion, application pressure) were compared to industrial self-adhesive homologues, and found that they could be suitable for the preparation of silicon liner-free envelops and stamps.