BE1004565A5

BE1004565A5 - Feuille du type papier.

Info

Publication number: BE1004565A5
Application number: BE9000849A
Authority: BE
Inventors: M Janssens; Slot Johan Teunis Bruins; Jean Kersten
Original assignee: Baxter Int; Baxter R & D Europ S C; Borden Nederland B V; A Schulman Plastics Nv
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1992-12-15
Also published as: IE913075A1

Abstract

Feuille du type papier comprenant au moins une couche contenant un liant et au moins une charge, caractérisé en ce que le liant est constitué d'un polymère ou copolymère d'une oléfine contenant 2 à 6 atomes de carbone dans lequel une première charge constituée de particules de silice et éventuellement une seconde charge sont réparties, la quantité totale des charges étant d'au moins 40% en poids.

Description


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  FEUILLE DU TYPE PAPIER 
La présente invention est relative à une feuille de papier comprenant au moins une couche contenant un liant et au moins une charge. 



   Le papier est utilisé dans de nombreuses applications d'emballage dans les marchés de l'alimentation, dans le domaine médical et général. Cependant, il présente certains désavantages et, en particulier, une sensibilité à l'eau, des contaminations bactériennes variables et favorise également la croissance bactérienne. 



   De nombreux essais ont été effectués pour remplacer le papier par des polymères synthétiques. 



  Généralement les procédés sont relativement complexes et impliquent l'utilisation, par exemple, d'un procédé d'orientation, de lumination ou d'agrégation de microflocons. D'autres procédés décrivent l'utilisation de polystyrène avec ajout de charges et étirage. Quelques autres utilisent des polymères fibrillés comme substituant de la pâte à papier. Des agents de moussage ont également été utilisés. D'autres encore ajoutent des fibres et étirent pour obtenir des micro-vides le long des fibres. 



   Toutes ces approches ont les désavantages d'être complexes et coûteux. 



   Un objet de la présente invention est une feuille ou un film du type papier qui contient un liant polymère et des charges courantes. 

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   Un autre objet de cette invention est une feuille ou un film du type papier qui est exempt de matière cellulosique et qui peut être fabriqué par extrusion, par injection et par soufflage. La méthode préférée pour obtenir la feuille du type papier est un procédé d'extrusion direct d'un film sans orientation. 



   Encore un autre objet de cette invention est un film du type papier qui peut être transformé en sacs ou en articles similaires par thermopressage. 



   Selon une caractéristique essentielle de la feuille du type papier du type décrit dans le premier paragraphe du présent mémoire, le liant est constitué d'un polymère ou copolymère d'une oléfine contenant 2 à 6 atomes de carbone dans lequel une première charge constituée de particules de silice et éventuellement une seconde charge sont réparties, la quantité totale de charges étant d'au moins 40 % en poids. 



   Il est préféré d'utiliser, comme première charge, de la silice précipitée amorphe pure ayant une granulométrie inférieure à 25 microns. 



   Le polymère ou copolymère qui forme une phase continue dans la feuille du type papier selon l'invention peut être du polyéthylène, du polypropylène ou du polyméthylpentène. 



   Le polymère préféré est le polyéthylène qui est, de préférence, un polyéthylène haute densité, bien qu'un polyéthylène basse densité ou très basse densité peut également être utilisé. 

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   Le polyéthylène haute densité préféré a une densité comprise entre 0,900 et 0,964 avec un indice de fusion (Melt-flow index) supérieur à 0,1 et de préférence dans la plage de 5 à 25. 



   Selon une caractéristique de l'invention, la deuxième charge est constituée de particules de carbonate de calcium. Lorsqu'une haute rigidité est désirée, les particules de carbonate de calcium peuvent être remplacées en totalité ou partiellement par une autre seconde charge choisie parmi le mica, le talc, kaolin, wollastonite, sulfate de baryum et produits similaires. 



   Dans le film du type papier suivant l'invention, il est préféré d'utiliser une quantité de la première charge (silice) comprise entre 10 et 70 % en poids et une quantité de la seconde charge (de préférence carbonate de calcium) comprise entre environ 50 et 5 % en poids de la feuille. 



   De préférence, la feuille du type papier selon l'invention contient un polyéthylène haute densité (PEHD) ayant une densité d'environ 0,960 et un indice de fusion (Melt-flow index) de 8 à 12, dans lequel sont répartis environ 30 % de particules de silice et environ 25 % de carbonate de calcium. 



   Si la blancheur et l'opacité sont de première importance, du dioxyde de titane peut être ajouté dans la plage de 0,2 à 10 % en poids de la feuille du type papier. 



   D'autres colorants peuvent être ajoutés dans une quantité courante. Lorsqu'un film du type papier 

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 qui est opaque ou qui doit avoir une résistance électrique contrôlée est désiré, des particules de noir de carbone peuvent être ajoutées. D'autres additifs, tels que des paillettes d'aluminium, peuvent aussi être ajoutés pour changer l'aspect physique de la surface du film ou les propriétés mécaniques ou électriques dudit film. 



   A cause de la haute teneur en charge de la feuille du type papier, il est nécessaire d'appliquer un traitement de surface ou d'ajouter des plastifiants aux particules de charge pour améliorer les propriétés mécaniques et pour produire un film ayant une surface du type papier lisse ou une sensibilité au toucher. 



   Des plastifiants recommandés sont des lubrifiants tels que : - les stéarates de métaux tels que le stéarate de calcium, magnésium, aluminium et zinc ; les fluoroélastomères tels que le fluorure de polyvinylidène et copolymères de fluorure de polyvinylidène ; les huiles siliconées telles que le polydiméthyl- siloxane ; - le polydiméthylsiloxane modifié par du poly- alkylène ; - le polypropylène atactique ; les amides d'acides gras tels que l'oléamide, l'érucamide et le bis-stéaramide d'éthylène. 

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   Ces plastifiants doivent être utilisés à un niveau d'environ 0,05 à 5 % en poids basé sur le poids total de la composition du film. 



   Les particules de charge (s) peuvent également être soumises à un traitement de surface dans le but de réaliser un couplage chimique entre la surface minérale de la ou des charges et la matrice polymère. Un tel traitement de surface peut être effectué au moyen de 0,05 à 3 % en poids des agents suivants par rapport à la composition totale : les silanes organofonctionnels tels que les vinylsilanes, les aminoalkylsilanes ; - les agents de couplage chimique organosiliconés ; 
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 - les titanates organofonctionnels tels que le titanate d'isopropyl et de triisostéaryle, et - les copolymères ou terpolymères organofonctionnels tels qu'un copolymère d'éthylène et d'ester acrylique ou un terpolymère d'éthylène, d'ester acrylique et d'anhydride maléique. 



   Les feuilles ou films du type papier suivant la présente invention peuvent également être traités au silicone lorsqu'ils contiennent une grande proportion de charges. 



   L'épaisseur de la feuille est, de préférence, inférieure à 300 microns, une épaisseur d'environ 10 à 150 microns étant spécialement préférée. 

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   La feuille du type papier peut comprendre plusieurs couches, par exemple une couche chargée de particules de carbonate de calcium. 



   Dans une forme de réalisation préférée, la feuille du type papier comprend deux couches extérieures chargées de particules de silice qui peuvent avoir une épaisseur de 5 à 25 microns et une couche intérieure chargée avec la seconde charge et ayant une épaisseur de 10 à 100 microns. 



   Les exemples suivants illustrent l'invention. 



   Dans ces exemples, il est fait référence aux dessins ci-annexés dans lesquels les figures 1 à 3 montrent à plus grande échelle, en section transversale, une partie de films du type papier suivant l'invention. 



  Exemple 1 
Une feuille du type papier monocouche a été fabriquée comme suit : 
Des granules de polyéthylène ayant une densité de 0,960 et un indice de fusion (Melt-flow index) compris entre 8 et 12 ont été mélangées avec 30 % de particules de silice (granulométrie : environ 5 microns), 25 % de particules de carbonate de calcium (granulométrie : environ 5 microns), 5 % de particules de dioxyde de titane (granulométrie : environ 5 microns) et 5 % d'érucamide. 



   Les particules de silice et de carbonate de calcium ont préalablement été soumises à un traitement de surface avec 1 % en poids de titanate d'isopropyle. 

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  Le mélange obtenu a été extrudé en un film du type papier ayant une épaisseur de 150 microns. 



  Exemple 2 
Une feuille du type papier à deux couches a été fabriquée comme suit : 
Un mélange de polyéthylène haute densité, de particules de silice, de particules de carbonate de calcium et d'érucamide ayant la composition donnée dans l'exemple 1 a été co-extrudé avec un mélange de polyéthylène haute densité et de carbonate de calcium (25 % en poids) de manière à obtenir la feuille à deux couches montrée à la figure 1. 



   Dans cette figure, la couche supérieure 1 qui contient principalement de la silice, du carbonate de calcium et du dioxyde de titane est très blanche et a une surface 2 brillante. En revanche, la deuxième couche 3, qui contient essentiellement du carbonate de calcium comme charge, a une surface 4 maté. 



  Exemple 3 
Une feuille du type papier à trois couches d'une épaisseur de 50 microns a été obtenue de la manière suivante : 
Des granules de polyéthylène haute densité ont été mélangés avec 70 % en poids de particules de silice (recouvertes avec 1 % en poids de vinylsilane) et d'érucamide. 

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   D'autre part, du polyéthylène du même type a été mélangé avec 45 % en poids de particules de carbonate de calcium (granulométrie : environ 5 microns). 



   Deux couches externes de polyéthylène contenant de la silice et une couche interne de polyéthylène contenant du carbonate de calcium ont été coextrudées de manière à obtenir le film à trois couches montré à la figure 2. Dans cette figure, les couches externes 5 ont une épaisseur de 5 microns et la couche interne 6 a une épaisseur de 40 microns. 



   Dans cette forme de réalisation de l'invention, une couche 6 chargée de carbonate de calcium peu onéreuse est intercalée entre les deux couches externes 5 contenant essentiellement de la silice pure et du polyéthylène. 



   On a constaté qu'il était possible d'écrire au crayon et d'imprimer sur les surfaces extérieures 7 des couches externes 5, en dépit du fait que ces couches 5 contiennent uniquement de la silice comme charge. 



  Exemple 4 
Un mélange de polyéthylène haute densité avec 30 % en poids de particules de silice, 25   W   en poids de particules de carbonate de calcium (granulométrie : 5 microns), 5 % en poids de dioxyde de titane et 0,   1 %   en poids d'oléamide a été préparé. 



   Les particules de silice et de carbonate de calcium ont été préalablement recouvertes avec un très fin film de polypropylène atactique. 

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   Un autre mélange de polyéthylène haute densité avec 30 % en poids de carbonate de calcium a été préparé. 



   Après addition de 1 % en poids d'azocarbazide comme agent de moussage audit autre mélange, les deux mélanges ont été coextrudés, de manière à obtenir une feuille à trois couches du type montré à la figure 3. 



  Les deux couches externes 8 avaient une épaisseur de 20 microns et la couche centrale moussée 9 avait une épaisseur de 120 microns. 



  Exemple 5 
Un mélange de polyéthylène haute densité avec 20 % en poids de particules de silice, 25 % en poids de particules de carbonate de calcium et 1 % en poids de dioxyde de titane a été extrudé en même temps qu'un mélange de polyéthylène haute densité avec 45 % en poids de carbonate de calcium. 



   Une feuille à trois couches constituée de deux couches externes de 10 microns contenant de la silice, du carbonate de calcium et du dioxyde de titane et une couche centrale de 20 microns de polyéthylène chargé de carbonate de calcium a été obtenue. 



   Le coût et les performances de cette feuille à trois couches peuvent favorablement concurrencer ceux d'une feuille de papier fonctionnellement équivalente. 



   Dans les exemples ci-dessus, le carbonate de calcium peut naturellement être remplacé par une autre charge bon marché telle que le kaolin ou le talc. 

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   Les films suivant l'invention peuvent être froncés ou pliés à la manière du papier. Toutefois, les fronces et les plis peuvent être éliminés de la feuille suivant l'invention par un simple traitement thermique. 



   Comme déjà mentionné, les techniques d'impression courantes peuvent être utilisées pour marquer les films suivant l'invention, sans la nécessité d'un traitement de surface. 



   Les feuilles du type papier suivant l'invention peuvent être combinées avec d'autres couches fonctionnelles en utilisant des techniques de coextrusion, de laminage, de revêtement ou d'autres moyens appropriés pour fournir une soudabilité thermique, une pelabilité, des propriétés barrières spéciales telles qu'une couche de barrage de gaz, de vapeur ou d'arome, des propriétés de séparation ou de frottement contrôlé, des propriétés d'autocollage et autres. 



   Les feuilles du type papier suivant l'invention peuvent être utilisées à des fins d'emballage, sur une machine d'emballage courante. 



  Elles peuvent également être utilisées comme support pour des émulsions photographiques. 



   Après nettoyage, les feuilles suivant l'invention peuvent être réutilisées pour de nouveaux films ou feuilles.

Claims

REVENDICATIONS 1. Feuille du type papier comprenant au moins une couche contenant un liant et au moins une charge, caractérisée en ce que le liant est constitué d'un polymère ou copolymère d'une oléfine contenant 2 à 6 atomes de carbone dans lequel une première charge constituée de particules de silice et éventuellement une seconde charge sont réparties, la quantité totale des charges étant d'au moins 40 % en poids.
2. Feuille du type papier suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le polymère est constitué de polyéthylène.
3. Feuille du type papier suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le polyéthylène a une densité comprise entre environ 0,900 et 0,964 et un indice de fusion (Melt-flow index) supérieur à 0,1.
4. Feuille du type papier suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le polyéthylène a un indice de fusion compris entre environ 5 et 25.
5. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle contient une deuxième charge constituée de carbonate de calcium.
6. Feuille du type papier suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le carbonate de calcium est remplacé partiellement ou en totalité par une seconde charge choisie parmi le mica, le talc, le kaolin, la wollastonite et le sulfate de baryum. <Desc/Clms Page number 12>
7. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins pour une couche de la feuille du type papier, la quantité de la première charge est comprise entre environ 10 et 70 % en poids de la feuille et la quantité de la seconde charge est comprise entre environ 50 et 5 % en poids de la feuille.
8. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la dimension des particules de la ou des charges est inférieure à 25 microns.
9. Feuille du type papier suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la dimension des particules de la ou des charges est inférieure à 5 microns.
10. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle contient un polyéthylène haute densité (PEHD) présentant une densité d'environ 0,960 et un indice de fusion de 8 à 12, dans lequel environ 30 % de particules de silice et environ 25 % de particules de carbonate de calcium sont réparties.
11. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle contient un pigment.
12. Feuille du type papier suivant la revendication 11, caractérisée en ce que le pigment est du dioxyde de titane dont la quantité est comprise entre 0,2 et 10 %. <Desc/Clms Page number 13>
13. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les particules de charge sont recouvertes de plastifiants ou soumises à un traitement de surface.
14. Feuille du type papier suivant la revendication 13, caractérisée en ce que le plastifiant est choisi parmi les stéarates de métaux, les fluoro- élastomères, les huiles siliconées, le polydiméthylsiloxane modifié par des polyalkylènes, le polypropylène atactique, et les amides d'acide gras, la quantité de plastifiant étant d'environ 0,05 à 5 % en poids de la feuille.
15. Feuille du type papier suivant la revendication 13, caractérisée en ce que les particules de charges sont soumises à un traitement de surface au moyen d'un agent réalisant un couplage chimique entre la surface des particules de charge et le liant, ledit agent étant choisi parmi les silanes organofonctionnels, les organo-silicones, les titanates organofonctionnels et étant utilisé dans une proportion d'environ 0,05 à 3 % en poids de la feuille.
16. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'épaisseur de la feuille est inférieure à environ 300 microns.
17. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle a une épaisseur comprise entre environ 10 et 150 microns. <Desc/Clms Page number 14>
18. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche chargée de particules de silice et une autre couche chargée de la seconde charge.
19. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend deux couches externes chargées de particules de silice et une couche interne chargée de la seconde charge.
20. Feuille du type papier suivant la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle comprend deux couches externes ayant une épaisseur de 5 à 25 microns et une couche interne ayant une épaisseur de 10 à 100 microns.
21. Feuille du type papier suivant la revendication 20, caractérisée en ce que chaque couche externe contient au moins 30 % en poids de particules de silice et la couche interne contient au moins 5 % en poids de carbonate de calcium.
22. Feuille du type papier suivant la revendication 20, caractérisée en ce qu'elle comprend deux couches externes d'une épaisseur d'environ 10 microns faites en polyéthylène haute densité contenant chacune 20 % en poids de particules de silice, 25 % en poids de carbonate de calcium et 1 % en poids de dioxyde de titane, et une couche interne ayant une épaisseur d'environ 20 microns et faite en polyéthylène haute densité contenant environ 45 % en poids de carbonate de calcium. <Desc/Clms Page number 15>
23. Feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications 19 à 21, caractérisée en ce que la couche interne contenant du carbonate de calcium est moussée.
24. Utilisation d'une feuille du type papier suivant l'une quelconque des revendications précédentes à des fins d'emballage.
25. Feuille du type papier comprenant au moins une couche contenant un liant et au moins une charge, caractérisée en ce qu'au moins pour une couche le liant est constitué d'un polymère ou copolymère d'une oléfine contenant 2 à 6 atomes de carbone dans lequel une première charge constituée de particules de silice et une seconde charge constituée de particules de carbonate de calcium sont réparties, la quantité de la première charge étant comprise entre environ 10 et 70 % en poids de la couche et la quantité de la seconde charge étant comprise entre environ 50 et 5 % en poids de la couche, la quantité totale des charges étant d'au moins 40 % en poids.
26. Feuille du type papier suivant la revendication 25, caractérisée en ce que le polymère est constitué de polyéthylène.
27. Feuille du type papier suivant la revendication 26, caractérisée en ce que le polyéthylène a une densité comprise entre environ 0,900 et 0,964 et un indice de fusion (Melt-flow index) supérieur à 0,1.
28. Feuille du type papier suivant la revendication 27, caractérisée en ce que le polyéthylène a un indice de fusion compris entre environ 5 et 25.