BE865846A

BE865846A - Perfectionnements aux pellicules de polymere

Info

Publication number: BE865846A
Application number: BE186689A
Authority: BE
Original assignee: Tower Products
Priority date: 1976-08-12
Filing date: 1978-04-10
Publication date: 1978-07-31

Description


  "Perfectionnements aux pellicules de polymère"

  
La présente invention est relative à des pellicules

  
de polymère, à leur préparation ainsi qu'à leur utilisation.

  
On utilise diverses pellicules polymères pour fabriquer des sacs, des sachets, des emballages, etc. Une pratique ordinaire consiste à relier entre elles des feuilles de polymère opposées suivant une ligne commune par scellage à chaud, les feuilles

  
étant comprimées ensemble entre des barres chauffées pendant une

  
période de temps suffisante et avec une pression suffisante pour

  
 <EMI ID=1.1>  provoquer une fusion entre celles-ci.

  
Si un sac ou emballage formé d'une pellicule de polymère est scellé à chaud sur la totalité des côtés, des difficultés sont fréquemment rencontrées pour ouvrir le sac par déchirure.

  
.De nombreuses pellicules de polymère ont tendance à s'allonger avant le déchirement. De plus, la plupart des pellicules ne se déchirent pas suivant une ligne droite, ce qui représente un problème lors de.l'ouverture d'un sac ou emballage.

  
Un procédé traditionnel de fabrication de pellicules de polymère se fait au moyen d'une extrusion par scufflage, le polymère étant fondu et amené dans une matrice circulaire de manière = obtenir un tube fin, lequel tube est gonflé au moyen d'un gaz

  
à proximité de la matrice et prélevé en continu. Des polymères largement utilisés sont le polyéthylè ne de basse densité, modifié généralement avec de l'acétate de vinyle, ainsi que les ionomères, ces produits permettant d'obtenir une pellicule présentant de bonnes propriétés de scellage à chaud et une excellente résistance mécanique. Toutefois, les pellicules formées entièrement d'un ionomère

  
ou de polyéthylène de basse densité, obtenues par une méthode d'extrusion par soufflage normale ou par d'autres méthodes d'extrusion, ne peuvent pas être déchirées suivant une ligne droite dans la direction d'extrusion. La pellicule ne peut être déchirée dans une

  
 <EMI ID=2.1> 

  
une ligne droite.

  
La présente invention est basée sur le fait que l'on

  
a constaté qu'une pellicule obtenue à partir de certains mélanges

  
de polyéthylène et d'un ionomère, contenant une quantité minimum particulière de chacun de ces constituants, présente d'une façon  inattendue d'excellentes propriétés de déchirement linéaire dans la direction d'extrusion. La pellicule de polyéthylène-ionomère contient environ 12 à environ 95% en ionomère et environ 5 à environ

  
38% de polyéthylène, les mélanges entrant dans ces gammes fournissant des pellicules ayant d'excellentes propriétés ainsi que d'ex-cellentes qualités de déchirement linéaire dans la direction d'extrusion.

  
Suivant une forme de réalisation préférée, la résine d'ionomère et la résine de polyéthylène sont mélangées ensemble sous une forme sèche dans les proportions désirées, fondues et ensuite extrudées au travers d'une matrice sous la forme d'un tube ou d'une feuille, ce mélange, lorsqu'il est amené sous la forme d'un tube, étant gonflé au moyen d'un gaz dans la zone d'extrusion.

  
 <EMI ID=3.1> 

  
lisé ici, un copolymère ionique contenant du métal obtenu par la réaction entre de l'éthylène ou une alpha-oléfine avec un acide monocarboxylique éthyléniquement insaturé, tel que l'acide acrylique ou l'acide méthacrylique, dans lequel au moins 10% des groupes d'acide carboxylique sont neutralisés par un ion de métal alcalin, et

  
qui a un point de fusion de l'ordre de 187[deg.] à 232[deg.]C. Un ionomère approprié pour la fabrication de pellicules est le "Surlyn 1601"

  
 <EMI ID=4.1> 

  
On entend par l'expression "résine de polyéthylène" les résines de polyéthylène ayant une densité de l'ordre d'environ 0,910 à environ 0,960. Le polyéthylène peut être modifié pour y incorporer de 0 jusqu'à environ 7,5% d'acétate de vinyle sous la forme d'un copolymère, sans exercer d'effet défavorable sur les

  
 <EMI ID=5.1> 

  
propriée est le "Chemplex 3041" fabriqué par la Chemple:. Corporation.

  
On a constaté qu'on peut utiliser soit de l'ionomère soit le polyéthylène comme base, et qu'en plus on doit ajouter une quantité minimum particulière de l'autre polymère pour communiquer les qualités de déchirement désirées à la pellicule résultante. Si le polyéthylène est la base, un minimum d'au moins environ 12% en poids de résine d'ionomère peut être mélangé à celui-ci pour conférer des qualités de déchirement linéaires. Si la résine d'iono-mère est utilisée comme base, on doit ajouter un minimum d'au moins environ 5% en poids de polyéthylène.

   Puisque tous les pourcentages intermédiaires conduisent aux caractéristiques désirées, le mélange de polymère peut contenir environ 12% à environ 95% d'ionomère et environ 5% à environ 88% de polyéthylène, bien que jusqu'à environ 7,5% de la contribution en polyéthylène peut consister en acétate de vinyle pour améliorer la résistance à la perforation.

  
On entend, dans le cadre de la présente invention, par l'expression "propriété de déchirement linéaire" la propriété ou faculté inhérente de la pellicule de se déchirer à la main suivant pratiquement une ligne droite, avec un angle de déviation inférieur à environ 20[deg.], de préférence inférieur à 5-10[deg.], par rapport à cette ligne après l'amorçage du déchirement. Le déchirement est effectué par un mouvement de coupure ou de séparation normal sans qu'il soit nécessaire de guider ou de manipuler la direction du déchirement le long de la ligne et sans utiliser des guides ou autres aides extérieurs . Les pellicules de la présente invention ont la qualité inhérente de se déchirer facilement dans la direction de production ou parallèlement à celle-ci pratiquement suivant une ligne droite.

   Une fois que la déchirure a été amorcée, de préférence en fendant ou en taillant la pellicule à un bord, la poursuite du déchirement mènera à une déchirure linéaire droite, sans allongement ou distorsion de la pellicule, même si la matière a été perforée ou appauvrie le long de la ligne. Ce résultat est totalement inattendu, puisque ni les pellicules de polyéthylène pur ni les pellicules d'ionomère pur ne présentent seules cette propriété. 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
est sensiblement supérieure à 125 g, la pellicule offrira une résistance excessive au déchirement, tandis qu'une résistance à la déchirure trop faible mènera à une pellicule qui pourrait être déchi-

  
 <EMI ID=8.1>  

  
ne ci-après quelques exemples non limitatifs.

Exemple 1

  
Quatre fractions de polyéthylène de basse densité identique contenant 0, 2%, 4,5% et 7,5% d'acétate de vinyle sont ' mélangés à sec avec différentes quantités d'une pellicule Dupont, de la qualité Surlyn. Les mélanges sont chacun extrudés à travers une matrice de 10,2 cm à un rapport de gonflement de 1,5/1 sous les conditions d'extrusion suivantes: longueur/diamètre de l'extrudeuse:
24/1; calibre: 0,076; température à la section d'alimentation de l'extrudeuse: environ 149[deg.]C; température dans l'extrudeuse: de

  
 <EMI ID=9.1> 

  
la matrice de l'extrudeuse: environ 205[deg.]C. Le tube pour chaque fraction est aplati, et l'on essaye des échantillons avec encoche de manière à déterminer leur résistance au déchirement d'Elmendorf dans la direction de production(résistance à la propagation du déchirement, ASTM D 1922-67). La résistance au déchirement pour chaque échantillon est mesurée de la façon suivante:

TABLEAU I

  
Déchirement d'Elmendorf (gr)

  

 <EMI ID=10.1> 

Exemple II

  
 <EMI ID=11.1> 

  
sayé pour ses propriétés de déchirement linéaire dans la direction de production, sur base des critères suivants: une déviation angulaire de moins de 5[deg.] par rapport à une ligne droite d'un coté à l'autre de la pellicule = excellente une déviation inférieure à 20[deg.] = bonne (B); et une déviation de plus de 30[deg.]:
faible (F). Les cotations pour chaque échantillon sont indiquées à côté des valeurs d'Elmendorf dans le Tableau I.

Exemple III

  
Plusieurs des mélanges montrant une excellente linéarité sont co-extrudés avec un mélange contenant 5% d'ionomère et
95% de polyéthylène de basse densité. La pellicule à plusieurs couches résultante montre d'excellentes propriétés de déchirement li-

  
 <EMI ID=12.1> 

Exemple IV

  
Des échantillons contenant différents mélanges de polyéthylène Chemplex L.D. 3041 contenant 3,5% d'acétate de vinyle et de "Surlyn" de Dupont sont extrudés par soufflage pour déterminer la quantité minimum de chaque résine requise pour obtenir des propriétés de déchirement linéaire suivant les critères de l'Exemple II. On utilise dans les essais respectivement 5%, 7,5%, 10%,
12,5% et 15% d'ionomère avec le restant en polyéthylène Chemplex, ainsi que 5%, 7,5%, 10%, 12,5% et 15% de polyéthylène Chemplex avec le restant en ionomère. On constate que la propriété de déchirement linéaire est atteinte à un pourcentage minimum de 12,5% d'io-

  
à

  
 <EMI ID=13.1> 

  
5% de polyéthylène avec le restant en ionomère.

REVENDICATIONS

  
 <EMI ID=14.1> 

  
déchirement linéaire dans la direction d'extrusion à une pellicule polymère, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à préparer un mélange de résines contenant environ 12% à environ 95% de résine d'ionomère et environ 5% à environ 88% de résine de polyéthylène de basse densité, et à extruder le mélange de résines en ,;ne pellicule, de sorte que la pellicule présente des propriétés

  
de déchirement linéaire dans une direction parallèle à la direction d'extrusion.

  
 <EMI ID=15.1>  

  
d'une utilisation normale. La pellicule de la présente invention offrira une résistance à la déchirure ou une résistance à la propagation de la déchirure de l'ordre de 30g à environ 125 g et, de préférence, de l'ordre de 40 à environ 100 g, ce qui est une résis-
-tance à la déchirure idéale, sans rencontrer de faiblesse excessive ou de résistance exagérée à la propagation de la déchirure dans la pellicule.

  
Après avoir mélangé les polymères dans les proportions désirées, le mélange est de préférence fondu et extrudé par soufflage par les méthodes ordinaires et à des températures de l'ordre

  
 <EMI ID=16.1> 

  
pellicule tubulaire, qui peut ensuite être fendue dans le sens de la longueur, coupée en sections transversales, et scellée à chaud au voisinage immédiat des coupures transversales de manière à former un sac ou sachet à extrémité ouverte. Ensuite, n'importe quel type de contenu peut être amené dans le sac par l'extrémité ouverte, et cette extrémité est ensuite scellée à chaud.

  
Ou bien, la pellicule de la présente invention peut être coulée sous la forme d'une feuille par des méthodes traditionnelles, et la propriété de déchirement linéaire sera encore mise en évidence dans la direction de production.

  
Dans la fabrication traditionnelle de sacs ou sachets, les coutures ou lignes de jonction latérales sont perpendiculaires

  
à la direction d'extrusion, et l'extrémité ouverte restante du sachet est considérée comme étant le sommet, l'impression, les étiquettes, etc, étant appliquais suivant la même orientation, c'est-àdire suivant des lignes parallèles à la direction d'extrusion. C'est <EMI ID=17.1> 

  
ainsi que le produit de la présente ; invention se prête lui-même à la production d'un sachet ayant une propriété de déchirement linéaire à travers le sommet ou la partie inférieure du sachet. Le sa-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
té pour faciliter l'amorçage de la déchirure, correspondant à la

  
i

Claims

direction d'extrusion.

D'après ce qui précède, on peut facilement se rendre compte de l'importance d'obtenir un déchirement linéaire dans la direction de production puisque cette direction est la direction

.d'un coté à l'autre d'un sachet fabriqué de manière traditionnelle. C'est ainsi que l'on peut saisir le sachet à un coin supérieur et aisément l'ouvrir par déchirure. Une encoche est prévue d'une façon caractéristique sur l'un des cotés ou sur les deux cotés du sachet de sorte que la déchirure peut être amorcée d'une manière appropriée à partir de chaque coté.

On a également constaté que les polymères ou mélanges qui ne possèdent pas la propriété de déchirement linéaire peuvent être co-extrudés avec les mélanges décrits dans le cadre de la présente invention, et que la pellicule à plusieurs couches résultante présentera la propriété de déchirement linéaire désirée dans la direction de production. Par exemple, si une couche de la co-extrusion comprend un mélange à déchirement linéaire, la seconde couche <EMI ID=19.1>

modifié avec de l'acétate de vinyle ou de polyisobutylène, ou d'ionomère, ou bien d'un mélange d'ionomère et de polyéthylène tombant en dehors de la gamme de déchirement linéaire décrite ici. Comme exemple de ce dernier cas, la seconde couche peut comprendre un mélange contenant du polyéthylène et moins de 12% d'ionomère.

Un autre avantage de la composition polymère de la présente invention est que bien qu'elle présente la caractéristique d'un déchirement linéaire, on ne constate aucune détérioration des autres propriétés auxquelles on se serait normalement attendu en partant des composants individuels. C'est ainsi qu'on ne constate aucune perte de propriétés telles que le module de rigidité, la résistance aux chocs ou l'allongement, mais que l'on réalise plutôt une moyenne des propriétés des composants individuels.

Afin de mieux illustrer la présente invention, on don- <EMI ID=20.1>

en ce que la résine de polyéthylène contient jusqu'à environ 7,5% de copolymère d'éthylène-acétate de vinyle.

3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en

.ce que le mélange de résine est extrudé par soufflage sous la forme d'un tube.

4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la densité de la résine de polyéthylène est de l'ordre de 0,910 à 0,960.

5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé

en ce que l'on co-extrude un polymère ne présentant pas de propriétés linéaires avec le mélange de résine pour former une pellicule coextrudée ayant des propriétés de déchirement linéaires dans la direction d'extrusion.

6. Pellicule de polymère extrudée formée essentiellement d'environ 12 à environ 95% d'ionomère et le restant en polyéthylène ayant une densité d'environ 0,910 à environ 0,960, cette pellicule pouvant être déchirée pratiquement suivant une ligne droite dans la direction d'extrusion avec une déviation inférieure à 20[deg.] par rapport à la ligne droite.

7. Pellicule suivant la revendication 6, caractérisée en ce que sa résistance au déchirement d'Elmendorf est inférieure

à 125 g.

8. Pellicule suivant la revendication 7, caractérisée en ce que sa résistance au déchirement d'Elmendorf est de l'ordre

de 30 à 125 g.

9. Pellicule suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le polyéthylène contient jusqu'à environ 7,5% d'acétate

de vinyle.

10. Pellicule suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est extrudée par soufflage.

11. Pellicule suivant la revendication 6, caractérisée <EMI ID=21.1>

le

<EMI ID=22.1>

et leurs mélanges.

12. Sachet formé d'une pellicule de polymère extrudée, ce sachet présentant un bord supérieur, un bord inférieur et des bords latéraux, les bords supérieur et inférieur étant pratiquement parallèles à la direction d'extrusion de la pellicule, la pellicule de ce sachet comprenant environ 12% à environ 95% d'ionomère � le restant en polyéthylène d'une densité de 0,910 à environ 0,960 et contenant de 0 à environ 7,5% d'acétate de vinyle, ce sachet pouvant être déchiré d'un côté à l'autre pratiquement suivant une ligne droite parallèle à la direction d'extrusion.

13. Sachet suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la pellicule est co-extrudée avec une seconde pellicule

<EMI ID=23.1>

14. Sachet comprenant une section de tube de polymère extrudé par soufflage ayant des extrémités ouvertes, le tube étant scellé à chaud au voisinage proche de chaque extrémité ouverte pour former une enceinte, ce tube étant constitué par environ 12% à environ 95% d'ionomère et le restant en polyéthylène avec de 0 à environ 7,5% d'acétate de vinyle, les bords scellés à cha-'d du tube étant perpendiculaires à la direction d'extrusion, ce sachet pouvant être déchiré pratiquement suivant une ligne droite entre ses bords scellés.

15. Sachet suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend une encoche sur l'un de ses bords scellés.

16. Pellicules de polymères, leur préparation et leur utilisation, telles que décrites ci-dessus, notamment dans les Exem-

<EMI ID=24.1>