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COMPOSITION DE LIANT DE COEXTRUSION ET COMPLEXE MULTICOUCHE
COEXTRUDE DANS LEQUEL LADITE COMPOSITION EST UTILISEE COMME
COUCHE ADHESIVE.
La présente invention concerne une composition de liant de coextrusion, ainsi que des complexes multicouches coextrudés dans lesquels ladite composition est utilisée comme couche adhésive.
Les complexes multicouches coextrudés ayant une couche externe de polystyrène, de polycarbonate ou de polyester, notamment de polystyrène, sont couramment utilisés pour des récipients alimentaires comme les gobelets et les récipients du type pots de yaourt, de compote, etc., ou pour des films, comme les opercules thermoformés ou thermoscellés. Cependant, dans ces complexes, la couche externe précitée est généralement doublée par une couche de copolymère éthylène-alcool vinylique, polyamide, polyesteramide, polyoléfine, etc., ou d'un mélange de ces polymères, lesquels ont une mauvaise affinité pour elle, de telle sorte qu'il doit être prévu une couche adhésive entre les deux.
A titre d'exemples de complexes multicouches, on peut citer ceux à trois couches (par exemple, potyéthytène/tiant/potystyrène), à cinq couches (par exemple, polyéthylène/liant/copolymère éthylène-alcool vinylique/lianUpolystyrène), etc.
Dans la présente invention, sont également englobés les complexes formés par lamination à chaud, ou plaxage, technologie suivant laquelle un multicouche comprenant le liant est extrudé sur une plaque de poly (méthacrylate de méthyle), de polystyrène, de poly (éthylène téréphtalate), etc., le liant assurant notamment l'adhésion sur la plaque.
De nombreuses formulations adhésives ont été mises au point dans ce but et sont décrites dans la littérature. Ces formulations comprennent, la plupart du temps, un copolymère éthylène-acétate de vinyle greffé par de l'anhydride maléique et/cu du styrène, en combinaison avec un autre composant qui est notamment un copolymère éthylène-acétate de vinyle non greffé, du polystyrène, du polystyrène choc, une résine de pétrole, etc. On peut entre autres citer les compositions décrites dans les brevets américains n 4 861 676 et n 4861 677.
On connaît aussi, par la demande de brevet français n 2 677 658, une composition adhésive cbtenue en greffant un acide carboxylique insaturé ou un dérivé de celui-ci sur un mélange comprenant 40 à 95% en poids de copolymère éthylène-ester (méth) acrylique ayant une teneur en ester (méth) acrylique de 25 à
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45% en poids, 5 à 30% en poids de polystyrène et 0 à 30% en poids d'un polymère qui peut être un copolymère éthylène-acétate de vinyle.
Bien que certaines, parmi les nombreuses résines présentées dans la littérature, donnent satisfaction sur le plan de la performance adhésive, cette dernière doit encore être améliorée. De plus, très souvent, les complexes multicouches se découpent mal. Une telle découpe, généralement réalisée après le thermoformage, ou après le remplissage des récipients et l'operculage, s'effectue soit par pression d'un "filet" métallique sur une table, soit par cisaillement. Si la découpe n'est pas correcte, l'objet thermoformé reste attaché à la feuille à partir de laquelle il a été formé. Ceci engendre des arrêts de production non contrôlés et le changement des couteaux de découpe.
La Société déposante a donc recherché des compositions ayant des performances adhésives correctes, voire même supérieures à celles des compositions connues, mais pouvant offrir l'avantage complémentaire de permettre une plus grande facilité de découpe que ces dernières.
A cet effet, conformément à la présente invention, il est d'abord proposé une composition de liant de coextrusion, caractérisée par le fait qu'elle comprend : - au moins un polymère (A) choisi parmi : (A 1) les polymères greffés résultant du greffage d'au moins un monomère de greffage choisi parmi les acides carboxyliques à insaturation éthylénique, les anhydrides d'acides correspondants et les dérivés de ces acides et anhydrides d'acides, sur (a) les homopolymères et copolymères du styrène, choc ou cristal ; et/ou (b) les polymères blocs ou séquencés élastomères styrène-diène et ces mêmes copolymères à l'état hydrogéné, à la condition que (b) ne soit pas le seul polymère du mélange de (A) et éventuellement (B) ;
(A2) au moins un copolymère (b) tel que défini ci-dessus en mélange avec au moins un polymère (81) tel que défini ci-après ; (A3) les polymères greffés résultant du cogreffage d'au moins un monomère de greffage tel que défini ci-dessus sur un mélange : - d'au moins un polymère (a) tel que défini ci-dessus ;
et - d'au moins l'un parmi (c) les copolymères éthylène-acétate de vinyle, les copolymères éthylène- (méth) acrylate dalkyle, les homopolymères de l'éthylène et les copolymères éthylène - a-oléfine, avec la condition que les copolymères éthylène- (méth) acrylate d'alkyle ne peuvent représenter plus de
40% en poids du mélange soumis au cogreffage pour une teneur en polystyrène inférieure à 30 % en poids si (A3) représente le constituant majoritaire de la composition de liant ;
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(A4) les polymères greffés résultant du cogreffage d'au moins un monomère de greffage tel que défini ci-dessus sur au moins un polymère (a) tel que défini ci-dessus additionné d'au moins une résine tackifiante (résine ayant un pouvoir collant) (d), ces polymères greffés étant par ailleurs mélangés avec au moins un polymère (81) tel que défini ci-après ; et éventuellement - au moins un parmi :
(B) les polymères choisis parmi : (bol) les polymères greffés résultant du greffage d'au moins un monomère de greffage tel que défini ci-dessus sur un polymère (C) choisi parmi les copolymères éthylène-acétate de vinyle, les copolymères éthylène- (méth) acrylate d'alkyle, les homo polymères de l'éthylène, les copolymères éthylène-a-oléfine ; et (B2) les terpolymères éthylène -a-oléfine ou acétate de vinyle ou (méth) acrylate d'alkyle-monomère du type des monomères de greffage précités ; et (C) les polymères (a), (b) et (c) tels que définis ci-dessus.
Les polymères greffés (A1), (bol), les copolymères cogreffés (A3), tous les polymères comportant une résine (d) cogreffée, entrant dans les formulations des compositions de l'invention, comportent chacun, d'une manière générale, de 0, 005 à 5 % en poids de motifs issus du ou des monomères de greffage, par rapport au polymère ou au mélange de polymères soumis au greffage.
Les monomères de greffage sont choisis notamment parmi l'acide (méth) acrylique, l'acide maléique, l'acide fumarique, l'acide itaconique, l'acide crotonique, l'anhydride itaconique, l'anhydride maléique ou un anhydride maléique substitué, comme l'anhydride diméthyl maléique, ou encore un sel, amide, imide et ester d'un acide carboxylique à insaturation éthylénique, comme le maléate mono-et disodique, l'acrylamide, le
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maléimide et le fumarate de diéthyle. L'anhydride maléique et l'acide maléique sont préférés.
Le greffage peut être effectué par une méthode connue consistant à faire fondre le ou les polymères à greffer, à y ajouter du monomère de greffage et de 50 à 20 000 ppm, par rapport au (x) polymère (s), d'un initiateur de polymérisation radicalaire, à mélanger de façon à obtenir une distribution uniforme du monomère de greffage et de l'initiateur dans le ou les polymères, à malaxer le mélange résultant dans une extrudeuse à une température supérieure au point de fusion du ou des polymères, à extruder le polymère greffé résultant en un article façonné, en pastilles ou autres formes qui sont ensuite utilisées telles quelles ou en mélange
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avec d'autres polymères, en vue de la coextrusion de structures à couches multiples, comme cela sera décrit ci-après.
En dehors de ce greffage en extrudeuse, on peut également citer, comme autre méthode possible, le greffage en solution consistant à dissoudre le ou les polymères à greffer dans un solvant, et à y ajouter le ou les monomères de greffage et l'initiateur pour effectuer la polymérisation par greffage, à une température comprise entre 80 et 1500 C.
L'initiateur des radicaux libres peut appartenir à différentes familles bien connues de l'homme de métier. Parmi elles, on peut citer les peroxydes, les peresters, les hydroperoxydes et les composés diazoïques. Comme peroxyde, on peut citer le peroxyde dicumyle, le peroxyde de ditertiobutyle, le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de lauroyle, l'a, a'-bis (t-butylperoxy-m-isopropyl) benzène, le 2, 5-diméthyt-2, 5-di- (t-butytperoxy) hexane, le 2, 5-dimethyl-2, 5-di (t-butylperoxy)-3hexyne. Comme perester, on peut citer le perbenzoate de butyle tertiaire ; comme hydroperoxyde, l'hydroperoxyde de t-butyl et l'hydroperoxyde de cumène, et comme composé diazoïque, l'azobisisobutyronitrile.
Si l'on se reporte à la définition générale des compositions selon l'invention, on peut voir que l'on peut conduire un greffage, par exemple sur un polystyrène, puis le cas échéant "diluer" le polymère greffé résultant avec au moins un autre polymère, lui-même pouvant être greffé. Une autre solution consiste à effectuer un cogreffage par exemple sur un polystyrène et un copolymère éthylène-acétate de vinyle, ce qui présente l'avantage de simplifier la fabrication, la composition recherchée étant obtenue directement si le cogreffage n'est pas suivi d'une dilution.
Les polymères (a) entrant dans la composition selon l'invention comprennent les homopolymères et copolymères du styrène (polymères cristal), et les polystyrènes à composants caoutchouteux (polymères choc), en particulier ceux dits à grande résistance au choc.
Comme exemples des copolymères du styrène, on peut citer le chloropolystyrène, le poly-a-méthylstyrène, les copolymères styrène-chlorostyrène, les copolymères styrène-propylène, les copolymères styrène-butadiène, les copolymères styrène-isoprène, les copolymères styrène-chlorure de vinyle, les copolymères styrène-acétate de vinyle, les copolymères styrène-acrylate d'alkyle (acrylate de méthyle, d'éthyle, de butyle, d'octyle, de phényle), les copolymères styrène-méthacrylate d'alkyle (méthacrylate de méthyle, d'éthyle, de butyle, de phényle), les copolymères styrène-ct-chloroacrylate de méthyle et les copolymères styrène - acrylonitnle - acrylate d'alkyle. Dans ces copolymères,
la teneur en comoncmères va généralement jusqu'à 20% en poids.
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Les polystyrènes à composants caoutchouteux sont notamment ceux comportant de 1 à 20% en poids de motifs issus des composants caoutchouteux lesquels sont, par exemple, le butadiène et l'isoprène.
Les copolymères (b) sont les copolymères blocs ou séquencés précités obtenus par copolymérisation du styrène et d'un diène comme le butadiène et l'isoprène. On peut citer les copolymères biséquencés styrène-butadiène, styrèneisoprène et triséquencés, styrène-butadiène-styrène et styrène-isoprène-styrène.
Leur préparation permet d'obtenir des produits linéaires ou ramifiés. Ces mêmes copolymères peuvent être hydrogénés. On obtient ainsi les SEBS ou SEPS, selon que l'on utilise les SBS ou SIS comme base pour l'hydrogénation. La teneur en styrène de ces copolymères est inférieure ou égale à 50% en poids. Les rapports pondéraux styrène-diène sont notamment compris entre 10/90 et 50/50.
Les polymères (c), entrant aussi dans la définition du composant (A3), sont notamment : - les copolymères éthylène-acétate de vinyle, ayant une teneur en acétate de vinyle généralement inférieure à 60% en poids, notamment inférieure à 50% en poids ; - les homopolymères de l'éthylène et les copolymères de l'éthylène et d'au moins une alpha-oléfine (tous copolymères désignés
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couramment par PE, LDPE, LLDPE, VLDPE, HDPE, EPR). L'alpha-oléfine possède généralement 3 à 12 atomes de carbone et est choisie notamment parmi le propylène, le butène-1, le méthyl-4-pentène-1, l'hexène-1, l'octène-1 et leurs mélanges.
La teneur en motifs dérivés de l'éthylène est généralement d'au moins 40% en poids et la densité de ces homo-et copolymères est généralement comprise entre 0,880 et 0,970 ; - les copolymères éthylène - (méth) acrylate d'alkyle, en particulier d'alkyle en Cl-Cl2, ayant une teneur en (méth) acrylate généralement comprise entre 5 et 60% en poids, de préférence entre 7 et 40% en poids ; comme (méth) acrylates d'alkyle, on peut citer les (méth) acrylates de méthyle, d'éthyle et de butyle.
Par ailleurs, une quantité d'au moins une résine ayant un pouvoir collant (d) peut être ajoutée à au moins l'un parmi les polymères ou mélanges de polymères soumis à un greffage ou à un cogreffage pour conduire à un produit de greffage ou cogreffage entrant dans la composition de l'invention.
Comme résines tackifiantes (d) pouvant entrer dans la composition du liant de coextrusion selon l'invention à l'état cogreffé, on peut citer les résines styréniques comme les résines de poly--méthylstyrène, les résines de colophane, les résines d'esters de colophane, les résines de pétrole aliphatiques, les résines
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terpéniques, terpènes-phénoliques, de coumarone, de coumarone-indène, aromatiques. Ces résines ne peuvent généralement représenter plus de 40% en poids de la composition. De préférence, la teneur de la composition en ces résines tackifiantes, laquelle dépend de l'indice de fluidité recherché, ne dépasse pas 10% en poids.
Par ailleurs, certaines peuvent être hydrogénées, comme les résines de colophane, les résines de pétrole aliphatiques et les résines terpéniques.
Des compositions selon l'invention qui se sont révélées particulièrement intéressantes sont les suivantes (la composition totale représentant à chaque fois 100% en poids) : - compositions constituées par : - 5 à 70% en poids, en particulier 5 à 45% en poids, de polystyrènes constitués par au moins un polystyrène choc ou cristal greffé avec éventuellement du polystyrène choc non greffé, ce dernier pouvant représenter jusqu'à 40% en poids de la composition ;
et - 30 à 95% en poids, en particulier 55 à 95% en poids, d'un copolymère éthylène-acétate de vinyle greffé ou d'un copolymère éthylène- (méth) acrylate d'alkyle greffé ou d'un terpolymère éthylène- acétate de vinyle ou (méth) acrylate d'alkyle-anhydride maléique, les greffages étant des greffages par l'anhydride maléique, éventuellement en mélange avec du polystyrène choc ou cristal et/ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle et/ou un copolymère éthylène- (méth) acrylate d'alkyle ; - compositions constituées par le produit de cogreffage d'anhydride maléique sur un mélange de : - 5 à 70% en poids, en particulier 5 à 45% en poids, d'au moins un polystyrène choc ou cristal ;
et - 30 à 95% en poids, en particulier 55% à 95% en poids, d'un copolymère éthylène-acétate de vinyle et/ou d'un copclymère éthylène- (méth) acrylate d'alkyle, la condition indiquée pour (A3) étant par ailleurs respectée, éventuellement en mélange avec du polystyrène choc ou cristal et/ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle et/ou un copolymère éthylène- (méth) acrylate d'alkyle ; - compositions constituées par : - 10 à 40% en poids du produit de cogreffage de l'anhydride maléique sur un mélange de polystyrène choc et d'une quantité mineure d'une résine tackifiante d'alpha-méthylstyrène ;
et
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60 à 90% en poids de copolymère éthylène-acétate de vinyle greffé ou éthylène- (méth) acrylate de méthyle greffé ; et - compositions constituées par : - 10 à 30% en poids d'un copolymère séquencé styrène- butadiène-styrène ; et - 70 à 90% en poids de copolymère éthylène-acétate de vinyle greffé par de l'anhydride maléfique
La présente invention porte également sur un complexe multicouche coextrudé, comprenant au moins une fois la succession des trois couches suivantes : une couche de polystyrène ou de polycarbonate ou de polyester, une couche de la composition de liant de coextrusion telle que définie ci-dessus ;
et une couche constituée d'au moins une résine choisie parmi les polyoléfines, les copolymères éthylène-alcool vinylique, les polyamides et les polyesters.
En particulier, on peut citer les combinaisons suivantes :
PS/Liant/EVOH, PS/Liant/PA, PS/Liant/PET, PS/Liant/PO, PS/Liant?EVOH/Liant/PS, PS/Liant/EVOH/Liant/PO, PS/Liant/EVOH/Liant/PET, PS/Liant/EVOH/PA/Liant/PS où PS = polystyrène ; EVOH : copolymère éthylène alcool vinylique ; PA = polyamide ; PET = poly(éthylène téréphtalate) ; PO = polyoléfine.
Les polystyrènes PS sont tels que définis ci-dessus.
Les polyoléfines PO comprennent ici un copolymère éthylène- -oléfine, un copolymère éthylène-acétate de vinyle, les copolymères éthylène- (méth) acrylate d'alkyle ayant une teneur en (méth) acrylate d'alkyle inférieure à 25% en poids, les polyéthylènes basse densité, les polyéthylènes haute densité, les polypropylènes et les mélanges de ces polymères.
Les copolymères éthylène-alcool vinylique EVOH comprennent les copolymères éthylène-acétate de vinyle saponifié ayant un degré de saponification d'au moins 50 % en moles. Il est préférable que ces copolymères contiennent au moins 30 % en moles de motifs alcool vinylique pour obtenir de bonnes propriétés d'adhérence et d'imperméabilité aux gaz.
Les polyamides PA sont des polymères linéaires ayant des liaisons amide d'acide, obtenus par condensation de diamines et d'acides dicarboxytiques, condensation d'amino-acides ou décyclisation de lactames. Des exemples
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représentatifs de ces polyamides sont le Nylon 6, le Nylon 6-6, le Nylon 6-10, le Nylon 11 et le Nylon 12.
Les polyesters utilisés dans les complexes coextrudés de la présente invention sont des polymères obtenus par condensation de diacides saturés et de glycols. On peut citer en particulier le poly (éthylène téréphtalate) obtenu à partir d'éthylène-glycol et d'acide téréphtalique ; des copolymères de poly (éthylène téréphtalate) ayant comme composant de copolymérisation un diacide saturé tel que l'acide phtalique, l'acide isophtalique, l'acide sébacique, l'acide adipique, l'acide azélaïque, l'acide glutamique, l'acide succinique, l'acide oxalique, etc. ; des copolymères de poly (éthylène téréphtalate) ayant comme composant de copolymérisation un diol tel que le cyclohexane-1, 4-diméthanol, le diéthylène-glycol, le propylène-glycol, etc. ; et des mélanges de ces polymères.
L'épaisseur du complexe de la présente invention est de 100 um à 3 mm, de préférence 500 um à 2 mm. Dans le cas du complexe à trois couches de polystyrène/liant/matière d'étanchéité (telle qu'un polyéthylène basse densité, un polyéthylène basse densité linéaire, un copolymère éthylène-acétate de vinyle, etc. ), l'épaisseur du complexe est de 100 à 1000 um, de préférence 100 à 600 um.
L'épaisseur de la couche de polystyrène du complexe selon la présente invention représente 30 à 96%, de préférence 60 à 90%, de l'épaisseur totale du stratifié.
L'épaisseur de la couche de composition de liant représente 1 à 35%, de préférence 2 à 20%, de l'épaisseur totale du complexe, et l'épaisseur de la couche de matière d'étanchéité représente 1 à 35%, de préférence 2 à 20%, de l'épaisseur totale du complexe.
La résistance au pelage des complexes de la présente invention, dans le cas où l'épaisseur de la couche de liant est de 30 um, est supérieure à 6 N/15 mm, généralement d'au moins 9 N/15 mm.
Les compositions de liants selon la présente invention et les complexes multicouches utilisant ces compositions possèdent d'excellentes propriétés de force adhésive et de résistance à la séparation des couches après coextrusion, ainsi que d'excellentes propriétés de découpe, si bien qu'ils sont très utiles pour des récipients alimentaires, etc.
Les Exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Dans ces exemples, les pourcentages sont donnés en poids sauf indication contraire. Les compositions particulières de liants de coextrusion mises en oeuvre dans ces exemples appartiennent aux types Il à IX explicités dans le Tableau 1 suivant, le type 1 représentant la composition de référence.
Dans ce tableau, les constituants sont désignés avec utilisation des abréviations suivantes :
PS : polystyrène
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Copo EVA copolymère éthylène-acétate de vinyle Copo EMA copolymère éthylène-acrylate de méthyle Terpo EVA/AM terpolymère éthylène - acétate de vinyle- anhydride maléique Terpo EDA/AM terpolymère éthylène-acrylate de butyle- anhydride maléique g AM greffé par l'anhydride maléfique
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Tableau 1
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<tb>
<tb> Type <SEP> de <SEP> Composants
<tb> composition <SEP> du
<tb> liant <SEP> de
<tb> coextrusion
<tb> (A) <SEP> (B) <SEP> (C)
<tb> I <SEP> copo <SEP> EVA <SEP> g <SEP> AM
<tb> (référence)
<tb> II <SEP> PS <SEP> choc <SEP> g <SEP> AM <SEP> copo <SEP> EVA <SEP> g <SEP> AM
<tb> PS
<tb> choc
<tb> PU <SEP> choc <SEP> g <SEP> AM <SEP> copo <SEP> EVA <SEP> g <SEP> AM
<tb> IV <SEP> copo <SEP> séq. <SEP> SBS <SEP> +
<tb> copo <SEP> EVA <SEP> g <SEP> AM
<tb> V <SEP> PS <SEP> choc <SEP> g <SEP> AM <SEP> capo <SEP> EMA <SEP> 9 <SEP> AM
<tb> VI <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 9 <SEP> AM <SEP> terpo <SEP> EDA <SEP> ou
<tb> EVA/AM
<tb> V)l <SEP> PS <SEP> choc <SEP> g <SEP> AM <SEP> + <SEP> copo <SEP> EVA <SEP> g <SEP> AM
<tb> PS <SEP> cristal <SEP> g <SEP> AM
<tb> V) <SEP> f <SEP> ! <SEP> (PS <SEP> choc <SEP> +résine <SEP> de <SEP> poly-a- <SEP> capo <SEP> EVA <SEP> 9 <SEP> AM
<tb> méthylstyrène) <SEP> g <SEP> AM
<tb> IX <SEP> (PS <SEP> choc+
<tb> copo <SEP> EVA) <SEP> g <SEP> AM
<tb> X <SEP> (PS <SEP> cristal <SEP> +
<tb> copo <SEP> EVA) <SEP> g <SEP> AM
<tb>
Par ailleurs,
dans ces exemples, les constituants particuliers ci-après ont été mis en oeuvre (voir également première colonne du Tableau 2). Les teneurs en motifs constitutifs des différents copolymères greffés sont ici des teneurs pondérales, mesurées par spectroscopie IRTF ; les indices de fluidité, exprimés en g/10 min. ont été mesurés selon la norme ASTM D-1238 dans la condition (L) (23 C/2, 16 kg) dans le cas des PS choc, PS cristal, et dans la condition (E) (190 C/2, 16 kg) dans le cas des PS choc g AM, PS cristal g AM, et autres copolymères et terpolymères ; la résistance au choc IZOD a été mesurée selon la norme ISO 180/1A ; et la température de ramollissement VICAT selon la norme ISO 306 B.
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Les points de fusion ont été obtenus selon la méthode ATD.
Constituants particuliers mis en oeuvre
Les PS choc 1, 2,3 et 4 et le PS cristal utilisés dans les Exemples sont des polystyrènes commercialisés sous la dénomination de série "Lacqrène" par la Société ELF ATOCHEM S. A. Leurs caractéristiques sont rappelées dans le Tableau 2 ci-après :
Tableau 2
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<tb>
<tb> PS <SEP> Lacqrène <SEP> indice <SEP> de <SEP> Résistance <SEP> au <SEP> Température <SEP> de
<tb> fluidité <SEP> (g/10 <SEP> choc <SEP> IZOD <SEP> ramollissement
<tb> min.) <SEP> (kJ/m2) <SEP> VICAT
<tb> (C)
<tb> choc1 <SEP> 8350 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 13 <SEP> 85
<tb> choc <SEP> 2 <SEP> 7240 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 11 <SEP> 87
<tb> choc <SEP> 3 <SEP> 5240 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 13 <SEP> 85
<tb> choc <SEP> 4 <SEP> 3351 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 8 <SEP> 94
<tb> cristal <SEP> 1160 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 98
<tb>
Préparation de PS choc 1 q AM (Lacorène 8350 q AM)
Dans une extrudeuse double vis corotative de type Werner 30 (12 fourreaux, 30 mm de diamètre), on introduit du polystyrène choc Lacqrène 8350 et de l'anhydride maléfique à raison de 1,
5% en poids par rapport au polystyrène choc.
Latéralement, on injecte dans l'extrudeuse, au niveau du fourreau n 4,8500 ppm de 2, 5-diméthyl-2, 5-di (t-butyl-peroxy) hexane (Trigonox 101). Les températures affichées des fourreaux sont comprises entre 180 C (fourreau n 1) et 210 C (fourreau n 10). La température de la matière est d'environ 200 C. Les résidus d'anhydride maléique libre sont éliminés par dégazage au niveau du fourreau n 10.
Le débit global de l'extrudeuse est de 20 kg/heure et la vitesse de rotation des vis de 280 tpm. On obtient le polystyrène choc greffé par 0, 9% d'anhydride maléique et présentant un indice de fluidité de 3, 2.
Préparation du PS choc 20 AM (Lacorène 7240 a AM)
On procède comme pour la préparation du PS choc 1 g AM, excepté que l'on utilise le PS choc 2. Le polymère obtenu est un polystyrène choc greffé par 0, 96% d'anhydride maléique et présentant un indice de fluidité de 3, 3.
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Préparation du PS choc 3 q AM (Lacqrène 5240 q AM)
On procède comme pour la préparation du PS choc 1 g AM, excepté que l'on utilise le PS choc 3 et 15 000 ppm de Trigonox 101. Le polymère obtenu est un polystyrène choc greffé par 1,2% d'anhydride maléique et ayant un indice de fluidité de 3,1.
Préparation du PS cristal a AM (Lacorène 1160 a AM)
On procède essentiellement comme pour la préparation du PS choc 1 g AM, excepté que l'on utilise le PS cristal Lacqrène 1160. Le taux d'anhydride maléique introduit est de 1,5 % en poids et on injecte latéralement 1, 1% en poids de Trigonox 101, ces quantités étant rapportées au PS cristal. La vitesse de rotation des vis est de 130 tpm, et le débit est de 10 kg/heure. On obtient le polystyrène cristal greffé par 0,98% d'anhydride maléique, présentant un indice de fusion de 3,3.
Préparation du copo EVA 0 AM
Dans la trémie d'une extrudeuse double vis corotative de type Werner 30 (voir ci-dessus), on introduit un copolymère éthylène-acétate de vinyle (taux d'acétate de vinyle : 28% en poids ; indice de fluidité : 4), de l'anhydride maléique à raison de 0,25% par rapport au copolymère EVA et du 2, 5-diméthyl-2, 5-di (t-butyl peroxy)-hexane (Luperox 101) à raison de 200 ppm par rapport au copolymère EVA.
Les températures affichées des fourreaux sont comprises entre 170 C (fourreau n 1) et 220 C (fourreau n 8). La température de la matière est d'environ 200 C. Les résidus d'anhydride maléique libre sont éliminés par dégazage au niveau du fourreau n 10. Le débit global de l'extrudeuse est de 15 kg/heure. On obtient un copolymère EVA greffé par 2000 ppm d'anhydride maléique, présentant un indice de fluidité de 3 à 3,5, un point de fusion de 75 C et un point de ramollissement VICAT de 51 C.
Préparation du cooc EMA a AM
Dans la trémie d'une extrudeuse double vis corotative de type Werner 30 (voir ci-dessus), on introduit un copolymère éthylène-acrylate de méthyle (taux d'acrylate de méthyle : 29% ; indice de fluidité : 3, 1), de l'anhydride maléique à raison de 0,5% par rapport au ccpolymère EMA et du Lupercx 101 à raison de 150 ppm par rapport au copolymère EMA. La température de la matière est d'environ 200 C. Les résidus d'anhydride maléique libre sont éliminés par dégazage en ligne. On obtient le pclymère attendu, soit un EMA greffé par 2300 ppm d'anhydride maléique et présentant un indice de fluidité de 2, 5, un point de fusion de 6ô C et un point de ramollissement VICAT inférieur à 40 C.
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Le copolymère EVA utilisé dans les Exemples, commercialisé par le Société ELF ATOCHEM S. A. sous la dénomination"EVATANE 2805", a une teneur en acétate de vinyle de 27-29% en poids, un indice de fluidité de 5-8 g/10 min., un point de fusion de 73 C et un point de ramollissement VICAT de 43 C.
Le copolymère séquence SBS utilisé dans les Exemples est le copolymère linéaire triséquencé styrène-butadiène-styrène commercialisé sous la dénomination "CARIFLEX KX 139".
La résine de polye-méthylstyrene utilisée dans les Exemples est la résine commercialisée par la Société DSM sous la dénomination"KRISTALLEX F 120".
Le terpolymère EVA/AM utilisé dans les Exemples est un terpolymère éthylène-acétate de vinyle-anhydride maléique ayant un indice de fluidité de 7 g/10 min. et une teneur pondérale en acétate de vinyle de 26%.
Le terpolymère EDA/AM utilisé dans les Exemples, commercialisé par la Société ELF ATOCHEM S. A. sous la dénomination"LOTADER 3700", est un terpolymère éthylène-acrylate de butyle-anhydride maléique ayant un indice de fluidité de 6 g/10 min. et une teneur pondérale en acrylate de butyle de 30%.
Les Exemples 1 à 25 suivants illustrent la préparation de compositions de liants de référence et selon l'invention (Exemples 2 à 25). Ces compositions ont été évaluées, pour l'adhérence, après coextrusion à 220 C d'une feuille à cinq couches, d'une épaisseur totale de 790 microns et ayant les caractéristiques rapportées dans le Tableau 3 suivant :
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Tableau 3
EMI14.1
<tb>
<tb> Numér <SEP> Composition <SEP> de <SEP> la <SEP> couche <SEP> Dénomination <SEP> Epaisseur
<tb> o <SEP> de <SEP> commerciale <SEP> (um)
<tb> couche
<tb> 1 <SEP> PS <SEP> choc <SEP> Lacqrène <SEP> 600
<tb> 8350
<tb> (ELF
<tb> ATOCHEM
<tb> S. <SEP> A.)
<tb> Liant <SEP> soumis <SEP> à <SEP> l'essai
<tb> 2 <SEP> 30
<tb> 3 <SEP> Copo <SEP> EVOH <SEP> Soarnol <SEP> ET <SEP> 30
<tb> (copolymère <SEP> éthylène-alcool
<tb> vinylique <SEP> à <SEP> 62% <SEP> en <SEP> moles
<tb> d'alcool <SEP> vinylique)
<tb> Liant <SEP> soumis <SEP> à <SEP> l'essai
<tb> 4 <SEP> 30
<tb> 5 <SEP> PE <SEP> basse <SEP> densité <SEP> Lacqtène <SEP> 100
<tb> 1020 <SEP> FN <SEP> 24
<tb> (ELF
<tb> ATOCHEM
<tb> S. <SEP> A.
<SEP> )
<tb>
Pour l'évaluation de l'adhérence, le pelage est mené dans un laboratoire répondant aux normes d'un laboratoire d'évaluation de matériaux, selon la norme NFT 76-112 partie 2, avec cependant les modifications suivantes : un angle de pelage de 90 au lieu de 180 et largeur des éprouvettes de 15 mm au lieu de 25
EMI14.2
mm.
Les éprouvettes sont prélevées au centre des feuilles coextrudées, dans le sens de l'extrusion. La vitesse de pelage est de 200 mm/minute. La détermination des forces de pelage, sur les enregistrements obtenus, est effectuée selon la norme ISO 6133. La reproductibilité de la chaîne complète (coextrusion/pelage) a été vérifiée en utiiisant plusieurs fois le même liant à des jours et heures différents.
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Exemple 1 (Exemple de référence)
On a réalisé la feuille à cinq couches décrite ci-dessus avec, comme liant, le copo EVA g AM. Cet exemple illustre ce qu'il est possible d'obtenir en termes de force de pelage.
Exemple 2
EMI15.1
Dans la trémie d'un c-malaxeur Buss PR 46/70 (L/D = 11), muni d'une vis de reprise, on introduit un mélange préparé par mélangeage à sec de granulés ayant la composition pondérale rapportée dans le Tableau 5. le débit global de l'installation est de 25 kg/h, la vitesse de rotation du malaxeur est de 200 tpm et les températures des matières comprises entre 200 C et 205 C. La vitesse de rotation de la vis de reprise est de 33 tpm. On fait le vide au niveau du puits n 3 du comalaxeur. Le"compound"obtenu a un indice de fluidité de 2, 6. Il est ensuite utilisé dans un complexe à cinq couches préparé comme indiqué ci-dessus. Les forces de pelage sont rapportées dans le Tableau 6.
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Exemples 3 à 16
On procède comme à l'Exemple 2 en faisant varier les constituants dans leur nature et leur proportion comme indiqué dans le Tableau 5. Les résultats, indiqués dans ce même tableau, en termes de force de pelage, sont toujours supérieures à
EMI16.1
ceux de l'Exemple 1 de référence.
Exemple 17 On mélange comme à l'Exemple 2 du Copo EVA g AM et un"cogreffé" : (PS choc 1 + résine de poly-a-méthyl-styrène) g AM préparé comme décrit à l'Exemple suivant. Les résultats, quant à la force de pelage, sont indiqués dans le Tableau 5.
Exemple 18 Dans une extrudeuse double vis corotative de type Werner (12 fourreaux), on introduit un mélange de granulés constitué de 30% en poids de PS choc 4 et 70% en poids de Copo EVA, 0,5% en poids d'anhydride maléique et 150 ppm de Luperox 101 sur support pulvérulent de polyéthylène. Le mélange est extrudé à un débit de 15 kg/heure (200 tpm) et à une température de matière de 210 C environ. Les matières volatiles (anhydride maléique non greffé et résidus de peroxyde) sont dégazées en ligne au niveau du fourreau n 10 de l'extrudeuse. Le"co-greffé" obtenu à la sortie de l'extrudeuse présente un indice de fluidité de 2,2 et un taux de greffage de 1600 ppm d'AM greffé. Le liant ainsi obtenu est introduit dans un complexe à cinq couches, puis coextrudé comme indiqué à l'Exemple 2.
Les forces de pelage obtenues sont reportées dans le Tableau 5.
Exemples 19 à 25
On procède comme à l'Exemple 18, mais avec les variantes rapportées dans les Tableaux 4 et 5 ci-après. Le Tableau 5 donne la composition et les résultats concernant les forces de pelage.
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Tableau 4
EMI17.1
<tb>
<tb> Exemple <SEP> Quantité <SEP> Débit <SEP> Indice <SEP> de <SEP> Taux <SEP> de
<tb> d'anhydride <SEP> de <SEP> d'extrusion <SEP> fluidité <SEP> du <SEP> ce-greffage
<tb> maléique <SEP> peroxyde <SEP> (kg/h) <SEP> greffé <SEP> obtenu <SEP> (ppm
<tb> introduit <SEP> organique <SEP> (g/10min.) <SEP> d'AM)
<tb> introduite <SEP> (190C/
<tb> (ppm) <SEP> 2, <SEP> 16kg)
<tb> 19 <SEP> 0,5 <SEP> 150 <SEP> 15 <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> 2500
<tb> 20 <SEP> 0,375 <SEP> 114 <SEP> 20 <SEP> 2,8 <SEP> 2000
<tb> 21 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 150 <SEP> 15 <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> 3300
<tb> 22 <SEP> 0,5 <SEP> 150 <SEP> 15 <SEP> 4 <SEP> 2700
<tb> 23 <SEP> 0,5 <SEP> 150 <SEP> 15 <SEP> 3, <SEP> 6 <SEP> 4000
<tb> 24 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 150 <SEP> 15 <SEP> 3 <SEP> 3300
<tb> 25 <SEP> 0, <SEP> 375 <SEP> 114 <SEP> 20 <SEP> 3,
<SEP> 3 <SEP> 1700
<tb>
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Tableau 5
EMI18.1
<tb>
<tb> TYPE <SEP> DE <SEP> COMPOSITION
<tb> TYPE <SEP> CONSITIUMITS <SEP> DU
<tb> LIANT <SEP> D'EXTRUSION <SEP> I <SEP> II <SEP> III <SEP> IV <SEP> V <SEP> VI <SEP> VII <SEP> VIII <SEP> IX <SEP> X
<tb> EX <SEP> 1(Réf) <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 15 <SEP> 16 <SEP> 17 <SEP> 18 <SEP> 19 <SEP> 20 <SEP> 21 <SEP> 22 <SEP> 23 <SEP> 24 <SEP> 25
<tb> A1 <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 1 <SEP> g <SEP> AM <SEP> 5 <SEP> 25 <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 15
<tb> (Lacqrène <SEP> 8350 <SEP> g <SEP> AM)
<tb> A1 <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 2 <SEP> g <SEP> AM <SEP> 25
<tb> (lacqrène <SEP> 7240 <SEP> g <SEP> AM)
<tb> A1 <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 3 <SEP> g <SEP> AM <SEP> 10 <SEP> 25
<tb> (Lacqrène <SEP> 5240 <SEP> g <SEP> AM)
<tb> A <SEP> PS <SEP> cristal <SEP> g <SEP> AM <SEP> 15
<tb> (Lacqrène <SEP> 1160 <SEP> g <SEP> AM)
<tb> B1 <SEP> Copo <SEP> EVA <SEP> g <SEP> AM <SEP> 100 <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 80 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 70 <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 70
<tb> B1 <SEP> COPO <SEP> EMA <SEP> g <SEP> AM <SEP> 70
<tb> B2 <SEP> Terpo <SEP> EVA/AM <SEP> 70
<tb> B2Terpo <SEP> EDA/AM <SEP> 70
<tb> (Lotader <SEP> 3700) <SEP> 70
<tb> a <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 1 <SEP> 25 <SEP> 5 <SEP> 35 <SEP> 27* <SEP> 20* <SEP> 10* <SEP> 30* <SEP> 40*
<tb> (Lacqrène <SEP> 8350
<tb> a <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 4 <SEP> 30* <SEP> 40* <SEP> 15*
<tb> (lacqrène <SEP> 3351)
<tb> a <SEP> PS <SEP> cristal <SEP> 15*
<tb> (Lacqrène <SEP> 1160)
<tb> (lacqrène <SEP> 8350 <SEP> 9 <SEP> AH)
<tb> A1 <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 2 <SEP> g <SEP> AM <SEP> 25
<tb> (lacqrène <SEP> 7240 <SEP> g <SEP> AM)
<tb> A1 <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 3 <SEP> g <SEP> AM <SEP> 10 <SEP> 25
<tb> (Lacqrène <SEP> 5240 <SEP> g <SEP> AH)
<tb> A1 <SEP> PS <SEP> cristal <SEP> g <SEP> AM <SEP> 15
<tb> (lacqrène <SEP> 5240 <SEP> 9 <SEP> AH)
<tb> 81 <SEP> Copo <SEP> EVA <SEP> g <SEP> AM <SEP> 100 <SEP> 70 <SEP> 70n <SEP> 60 <SEP> 90 <SEP> 90 <SEP> 80 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 70 <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 70
<tb> B1 <SEP> Cope <SEP> EMA <SEP> 9 <SEP> AM <SEP> 70
<tb> B2 <SEP> Terpo <SEP> EVA/AM <SEP> 70
<tb> B2 <SEP> Terpo <SEP> EDA/AM <SEP> 70
<tb> (Lotader <SEP> 3700)
<tb> a <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 1 <SEP> 25 <SEP> 5 <SEP> 35 <SEP> 27* <SEP> 20* <SEP> 10* <SEP> 30* <SEP> 40*
<tb> (Lacqrène <SEP> 8350)
<tb> a <SEP> PS <SEP> choc <SEP> 4 <SEP> # <SEP> 30* <SEP> 40* <SEP> 15*
<tb> (Lacqrène <SEP> 3351)
<tb> a <SEP> PS <SEP> cristal <SEP> 15*
<tb> (Lacqrène <SEP> 1160)
<tb> b <SEP> Copo <SEP> séq <SEP> SBS <SEP> 20
<tb> (Cariflex <SEP> KX <SEP> 139)
<tb> c <SEP> Copo <SEP> EVA <SEP> 70* <SEP> 60* <SEP> 85* <SEP> 80* <SEP> 90* <SEP> 70* <SEP> 60* <SEP> 85*
<tb> (Evatane <SEP> 2805)
<tb> d <SEP> Résine <SEP> de <SEP> poly <SEP> 3*
<tb> α
-méthylstyrène
<tb> (Kristallex <SEP> F120)
<tb> tO <SEP> 7, <SEP> 22- <SEP> 16. <SEP> 67 <SEP> 12. <SEP> 75 <SEP> 22, <SEP> 06 <SEP> 10, <SEP> 79 <SEP> 16, <SEP> 61 <SEP> 18, <SEP> 63 <SEP> 19, <SEP> 31 <SEP> 21, <SEP> 56 <SEP> Il, <SEP> 17 <SEP> 9, <SEP> 81 <SEP> 9, <SEP> 41 <SEP> 6, <SEP> 18 <SEP> 9, <SEP> 81 <SEP> 10, <SEP> 79 <SEP> 7, <SEP> 16 <SEP> 14, <SEP> 71 <SEP> 15, <SEP> 15 <SEP> 8, <SEP> 21 <SEP> 15, <SEP> 20 <SEP> 16, <SEP> 07 <SEP> 15, <SEP> 24 <SEP> 17, <SEP> 88 <SEP> 14, <SEP> 07 <SEP> 7, <SEP> 8l.
<SEP> force <SEP> de <SEP> objours <SEP> 7,82
<tb> pelage <SEP> (en <SEP> 16,67
<tb> 6,86N/15mm) <SEP> +1mols <SEP> 7,37 <SEP> 7, <SEP> 65
<tb> to <SEP> 8,51- <SEP> 18,85 <SEP> 20,33 <SEP> 20,29 <SEP> 9,81 <SEP> 16,65 <SEP> 19,32- <SEP> 22,75 <SEP> 21,48 <SEP> 10,81 <SEP> 4,41 <SEP> 10,78 <SEP> 9,41 <SEP> 7,84 <SEP> 6,86 <SEP> 9,16 <SEP> 12,75 <SEP> 23,74 <SEP> 9,84 <SEP> 15,08 <SEP> 15,16 <SEP> 13,27 <SEP> 19,70 <SEP> 14,98 <SEP> 18,89
<tb> +?mois <SEP> 7,35 <SEP> 21,09
<tb>
EMI18.2
cogreffage-produit de cogreffage entrant dans te composant A4 potjr Exemple 17 * cogreffafue-calnsant A3 pour Exemptes 16 a 25