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La présente invention a pour objet une composition plastique de matière, et plus particulièrement une composition ' à base de polyéthylène, ainsi que les produits fabriques avec celle-ci, présentant des propriétés améliorées en ce qui concerne le blocage et le coefficient de frottement.
On sait depuis quelque temps que l'un des inconvénients principaux des films minces de polyéthylène est un coefficient élevé de frottement entre films,qui empêche souvent d'amener des feuilles isolées dans un appareil d'emballage automatique. Un antr inconvénient des films minces de polyéthylène est la tendance que présentent ces films à se bloquer. Le blocage est d'adhérence de dausx oa plusieurs surfaces de film ontre elles lorsqu'elles sont au repos nous pression.
Dans la fabrication d'un film souffla de polyéthylène, par exemple, ce phénomène de blocage Se manifeste
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par 1 adhérence outre cill.!3 de:1 Stlr 3.CL'S intcri'3uresdu tuba de poly- 4thyrié-1e, ce qui fait qu' 11 devient difficile, sinon impossible, d"ouvrir le tube.
On surmonte ces difficultés, suivant la présente inve11tion, qui concerne une composition plastiaue comprenant du poly- éthylène et une petite ouantité d'01Ó3,mide,. suffisante pour réduire
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le coefficient de frotte tient des filas faits de cette composition
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à une valeur inférieure â 2,0. L'invention' fournit au!>slune cOVQ.nosition co2pren::nt du polY3tl,ylène et de petites quantités fi' o14a;aide, en mê1!1e temps que de 1'éthylè::te-distéaramide, la quantité d' oi6xnide étant suffisante pour réduire le coefficient de frottemnt des fil:n3 faits decette c#aposition à une valeur inférieure à 2,0.
Une autre variante de 1-l-iiventio-i fournit des produits faits des compositions de polyéthylène ci-dessus, sous la forme de films
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de feuilles, de tubes, de revêtements et d'autres structures façonnées présentant de plus faibles tendances au blocage et des coeffi-
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cients de frottement plu faibles.
Il est préférable d'intrpdulre l'oléamide en quantité
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suffisante pour réduire le coefficient de frottement des films faits
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de ces co:npO!3Í tions 2 une valeur inférieure à 1,,0.
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On peut préparer la composition par toute méthode appropriée pour assurer un mélange uniforme du polyéthylène et des
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additifs, dans le produit fabriqué final. Des méthodes ppnropri1es consi stent nota:nment à ajouter l' a:r.icle,, sous forme solide, en so 1 ution, ou sous forjne de suspension dans l'eau ou dans un autre nonsol'f<1nt, au polyéthylène sou; ;'orne de -oai3pt+,es sec ou de poudre â moz7.nr,, âpres quoi on sèche et on passe au tonneau. On peut aus si incorporer l'amide au poly6thyléne en mélangeant les ingrédients l' 8tat fondu, dans des appareils courants teisqu'un mélangeur Banbury, des cylindres chauffés, ou uxi lastiFicateur.
On peut faire un concentré de l'amide dans le :)çÜyth:r1î:mc par- l' l1,1e des méthodes susdites, et ensuite r1 lanr;',r ce concentra a une poudre il mouler de polrthylNne, au tonneau ou par r1'axi.ras moyens appropriés. Enfin
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on peut utiliser diverses combinaisons des méthodes ci-dessus.
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On a découvcrb l; .a; ,¯i b ccnf'or¯7zonr nt à la nr0(mt:, invention, que l'on obtient une compo'jLtion tr0[3 u.t:1.i.>: en pr0rf.\ran une composition de pOly:5th;}'lûna omU;anrrt un rnr:lrinr: rl'olanirze et d' ét?iyrléne-distéaralaide . La corubin;.cI;;on de ces [L:1ir1!.'3 particulières dans le polyéthyiene donne une composition (1111 "l dan propriétés très supérieures au polyéth3i!ène contenant l'un<1 011 loutre aramide seulement. I,es films de pOly6tlJylène contel1nnt les deux additifs possèdent une combinai.son de propriétés qui, ntrrÜnrr:;ment:> ne pouvait être obtenue par aucun moyon "'on'11..t. Ce# oropri.s C0"lprennent non seulement une résistance accrue au blocage et un co-fVicient réduit de frottement entre films, mai:3 aussi 1-me diminution
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de l'accumulation de charges statiques.
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En général la proportion d'oléamide utilisée dans le polY9thylène pour réduire le coefficient de frot teiient à une -riDLI,7iir inférieur e à 2,0 doit être d'au moins 0,<01 )± en poids du ryoly1t;:lène. Des quantités croissantes d'oléainide réduisent encore, bien entendu, le coefficient de frottement entre films, Ilab.t¯leJ.le:ialt9 il nev aura pas d'avantage particulier à utiliser des quantités supérieures à 0,5 10 d'olé nide en poids sur le polyéthylène. Il est préférable d'en utiliser de 0,025 à 0,075 É.
Quand on utilise l'éthylène-dist?araii1ide en même temps qae l'oléamide, dans le polyéthylène, il est habituellement désirable d'ajouter 0,025 à 0,5 % de distéaramide par rapport au poids du polyéthylène, pour obtenir la résistance améliorée" au blocage
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des films faits des ingrédients mélangés.
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Il est surprenant de découvrir que l'olé nide est très
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spécifique en ce qui concerne sa propriété de réduire le coeffi-
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cient de frottement entre films du polyéthylene. aucune d13s cires ri point de fusion élevé, de différente, compositions chimiques, qui rsduil1snt le blocage des films de poJ:r6thyHme, n'exerce un
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effet important sur le coefficient de frottent de ces films..
En
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outre aucune autre amide essayée, par. exemple la st0Drnmid /;, l'11r.drcaTstés,ratn:Lde et les distendes, n'exerce un effet apprécia-
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bL' de réduction du c08fnci(mt do fJ'ott':";'-4,;t. lvtLr.::,iïnt dit:,, le seul composé satlsfainant qut 501.t connu 21 cwl; : f (:t est l'ol; ,rÜr1r::.
Le principal 3.vat."!.'';e de;1 eOJupr>'Jt 1; LO(lS d 8 po]',jr.5tYijr1?:;ii con.b'3n"'.nt de l'016:1:'Ü(10, réside flans 1.? (":di; que ces co.cl:,o;. t:.,irl per-nettcnt de fabriquer des films et tubes hranspannbs en polyéthy- lène, ainsi que d'autres produits façonnés.. dont le coefficient de
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frottement entre films est grancle.aent réduit.
Un autre avantage est obtenu lorsqu'on utilise une combinaison de l'olëajiide et de 1'éth¯ lène-distéaramide dans le polyethylene., , savoir que l'on obtient une composition présentant,' non seulement un coefficient de frottement réduit entre films, et une tendance au blocage réduite, mais présentant en outre des qualités antistatiques améliorées y sans que cela entrains une modification notable dans le taux d'étirage du film., la transparence, rapacité, la perméabilité à la vapeur, et la faculté de soudage à chaud du polyéthylène.
Bien que les compositions de la présente invention soient forcées essentiellement de polyéthylène contenant de petites aquan-
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tibés diamides particulières, lés. compositions peuvent aussi contenir de petites quantités d'autres additifs désirables, par exemple des cires à poit)û de fusion élevé, des antioxydants pour le pol'Il'étii%,-lène, des teintures et pigments pour colorer le pOlyéthylène, des lubrifilants, des agents antistatiques, etc, à condition que les ingrs- dients supplémentaires ne soient pas présents en quantités suffisan-
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tes pour altérer l'efficacité de l' ol'3amide ou de son mélange avec la distéaramide.
Des exemples de cires à point de fusion élevé, dont le
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point de fusion est d'au moins 800C. et qui peuvent servir en qupntités inférieures à 0,5 % par rapport- au polyéthylène, au lieu ou en plus de l'éthylène-dist6ara:oiide dans un nolvétli7,-l'ène contenant de l'oléamide,, sont notamment les suivantes : l'huile de ricin hydrogénée ("Opaiwax") , (point de fusion 86-U'8,C)e la stéaramide (point de fusion 108-109 C) et l'hydroyysL6ar,,.inide (point de fusion lCt -L02 C) , Cf- rire;; à point de fusion élevé offrent une certai- ne résistance supplémentaire au blocage dans les films de poly-
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éthylène.
On a trouvé que l'addition, de l'oléamide :.eu polyéthylène a pour effet de réduire notablement le coefficient de frettement entre films de tous les différents polyéthylènes solides que l'oa @ essayés, quels que soient le poids moléculaire ou la cristallinité du polyéthylène dont il s'agit.
Les compositions de polyéthylène de la présente invention sont particulièrement utiles pour la transformation,, par extrusion, en filins minces., feuilles, tubes soufflés, etc. On peut au.-si cou- ler les compositions, les extruder ou les mouler,, pour en faire des films, feuilles, joncs, tubes, et tuyaux, filaments et autres pro- duits façonnés. On peut aussi utiliser les compositions pour revê- tir du papier, de la toile, du fil métallique, des feuilles métalliques, des nappes de fibres de verre, des textiles synthétiques et naturels et d'autres substrats.
On illustre ci-après des formes de réalisation précises de la présente invention. Toutes les parties sont données en poids, sauf indication contraire. '
Cet.exemple illustre l'effet produit par l'oléamide, pour réduire le coefficient de frottement entre films du polyéthylène, ainsi que les autres avantages obtenus quand on la mélange à l'éthylène-distéaramide.
Les quantités indiquées d'oléamide et d'autres modifiants, donnés dans le tableau I, sont incorporées à des échantillons commerciaux de polyéthylène dont le poids moléculaire moyen en nombre est de 26 000 - 30 000 (déterminé par mesure de la viscosité de solutions diluées dans le xylène suivant Harris, J, of Polymer Science, 8, 353 (1952); pour cela, on les dissout dans suffisamment de chlorure de méthylène pour donner une solution à 10 % environ, et on ajoute cette solution,sour la forme d'un courant fin, à une poudre à mouler de pOlyéthylène, dans un mélangeur horizontal à double ruban, avec brassage constant.
On continue à mélangel' pendant 15 minutes environ, après quoi il ne reste plus aucune odeur de chlorure de par suite de l'évaporation, et
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les échantillons .i,T).rit-; iSC',1: l'1C)1!rrtr2l:?:i. On c-xtrude alors 1':::3 compositi ons mélangées pour en f:1tr' un film plai;, r=n 1er refoulant il travrrii une machim usuelle à ei<.ti,aà>r 1:::5 plil'Jtj.r!1J'r:;" oui présente une température de matrice de 280 C, on en. extradant les co:!r,r3^zti,:: en un tube soufflé à une de J,70 C, pour fendre cn.'2t ts celui-ci en un film plat. On vérific alors la tendance au blocage du film. extrudé, en mesurant l'adhérence de deux surf accède film entre elles après repos sous pression.
Le test utilisé pour mesurer cette propriété de blocage est la méthode ASTM D-884, modifiée en
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ce sens que l'on utilise des énrouvettes de film de 7,5 x 1.2,5 cr n les comprimant ensemble à une température de 60 C pendant 24 heures
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sous une charge de 0'07 1/c¯n. On laisse refroidir les fus à la température ambiante, nuis on les décolle l'un de l'autre tout en mesurant la forme appliquée. On enregistre alors, en g/cm, la force nécessaire pour décoller le film. On mesure alors le coefficient de frottement ou de glissement entre deux pièces du même film, en déplaçant 1'un des films par-dessus l'autre à une vitesse constante sous des charges spécifiées. On mesure la résistance au glissement sur un dynamomètre.
On obtient alors le coefficient de frottement en divisant la force nécessaire pour déplacer le film par la charge imposée au film.
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1-.A-1,LL¯- ILll JJ.i Effeb de divers cn"lposlS 8tU' lep wropriétés d '11n film de nolyéthylène.
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<tb> Composé <SEP> Concentration <SEP> Mode <SEP> d' <SEP> Blocage <SEP> Coefficient
<tb> (% <SEP> en <SEP> poids <SEP> par <SEP> extrusion. <SEP> (g/cm) <SEP> de
<tb> rapport, <SEP> au' <SEP> frottement
<tb> polyéthylène)
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--- -- -- ...-.
- ----- --- "" Témoin - à plat 2,$8 2,3 thrla=.ne-disté- 0,2 I' 0 ,13 2,3
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<tb> aramide
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Stëaramide 0,1 " 0 27 23
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<tb>
<tb> Hydroxystéaramide <SEP> 0,2 <SEP> " <SEP> 0,29 <SEP> 2,3
<tb> Ethylène-distéaramide <SEP> 0,2 <SEP> " <SEP> 0,21 <SEP> 2,3
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Oleamide 0,20 tl - 0,18
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<tb> " <SEP> 0,15 <SEP> <SEP> - <SEP> 0.13
<tb> " <SEP> 0,10 <SEP> " <SEP> 2,24 <SEP> 0,26
<tb>
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(Olearflide 0,075) fi 0,32 0,2 (Ethylene-distéaf- 0,05 '
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<tb> amide
<tb> Oléamide <SEP> 0,03 <SEP> ) <SEP>
<tb>
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Etiijr13en.;-distéar- 0,05 - Os4 amide o l 4ami de a ,01 )" # ;
Etïiyléne-distéar- 0,05.) n , ,
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<tb>
<tb> amide
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01,ba;ùide o,05 j Ethylène-distéar- 0,05 ) " 0,1 amide 016a1de 0,05 ) soufflage a Il EthJLne.distéar- 0,05 ) soufflae 0,11 p,
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<tb> amide
<tb> Oléamide <SEP> 0,1)
<tb>
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Ethy10ne-distéar- o 1 " 0,07 0,11
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<tb> amide
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