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La présente invention a pour objet une composition plastique, et plus particulièrement une composition de polyéthylène, ainsi que les produits obtenus à partir de celle-ci, et qui ont des propriétés améliorées en ce qui concerne l'adhérence et le coefficient de frottement.
On sait depuis un certain temps que l'un des inconvénients principaux des films minces de polyéthylène est un coefficient de frottement élevé entre films, qui empêche souvent de faire arriver des feuilles individuelles jusqu'à un appareil d'emballage automatique. Un autre inconvénient des films minces de polyéthylène est la tendance que présentent ces films à se bloquer. Le blocage est l'adhérence de deux ou plusieurs surfaces de film entre elles lorsqu'elles sont empilées sous pression.
Dans la fabrication d'un film de polyéthylène soufflé, par exemple, ce phénomène de blocage se manifeste par le fait que, lorsqu'on a formé un tube de film, qu'on ' l'a 's e c t i o n n é e t' q u o n a enroulé le tube aplati, les surfaces intérieures du tube de polyéthylène adhérent l'une à l'autre, de sorte qu'il devient difficile, sinon impossible, d'ouvrir le tube.
Un des buts de la présente invention est de fournir une composition plastique à base de polyéthylène qui possède un coefficient de frottement entre films notablement réduit. Un autre but est de fournir une composition de polyéthylène qui, une fois convertie en feuilles et en films, possède une résistance au blocage fortement améliorée. Un autre but est de fournir une composition de polyéthylène améliorée en ce qui concerne le blocage et le coefficient de frottement, sans nuire pour cela à d'autres propriétés des films faits de cette composition, par exemple la transparence, l'opacité, la perméabilité à la vapeur etc. D'autres buts apparaîtront dans la description de l'invention, donnée ci-dessous.
La présente invention fournit une composition plastique comprenant du polyéthylène et une petite quantité d'une amide d'acide gras contenant 12 à 16 atomes de carbone inclus, ou d'un*mélange de ces amides. L'invention porte également sur les produits obtenus à partir des compositions de polyéthylène ci-dessus, sous la forme de filmsj feuilles, tubes, enduits, et autres structures façonnées possédant une tendance au blocage réduite, et un coefficient de frottement réduit.
On peut préparer la composition par toute méthode propre à assurer un mélange uniforme entre le polyéthylène et les additifs, dans l'objet fabriqué final. Des méthodes appropriéesconsistent à ajouter au polyéthylène l'amide sous forme solide, en solution, ou sous la forme d'une bouillie dans l'eau ou dans un autre non-solvant, le polyéthylène étant soit sous la forme de flocons secs, soit sous la forme de poudre à mouler, puis à sécher et à passer au tonneau. On peut aussi incorporer l'amide au polyéthylène en mélangeant les ingrédients à l'état fondu dans un appareil ordinaire tel qu'un mélangeur Banbury, des cylindres chauffés ou un plastificateur.
On peut faire un concentré de l'amide dans le polyéthylène par l'une des méthodes ci-dessus, et mélanger celui-ci, à son tour, avec une poudre à mouler à base de polyéthylène, au tonneau ou par d'autres moyens appropriés. Enfin, on peut utiliser diverses combinaisons des méthodes ci-dessus.
De façon générale, la proportion d'amide d'acide gras utilisée dans le polyéthylène pour obtenir une réduction appréciable du coefficient de frottement doit être d'au moins 0,01% en poids par rapport au polyéthylène.
Bien entendu, des quantités croissantes d'amide réduisent encore ce coefficient. Habituellement, il n'y a pas d'avantage particulier à utiliser des quantités supérieures à 0,5% de l'amide par rapport au poids du polyéthylène, et il est préférable d'utiliser de 0,025 à 0,075%.
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Il est très surprenant d'avoir découvert que certaines amides d'acides gras saturés sont spécifiques en ce qui concerne leur propriété de réduire le coefficient de frottement entre films du polyéthylène. Parmi ces amides, on a trouvé que celles qui ont moins de 10 atomes de carbone par molécule ne sont pas particulièrement utiles parce qu'elles n'empêchent pas le blocage. De plus, celles qui contiennent plus de 16 atomes de carbone n'agissent pas suffisamment, par exsudation ou autrement, de façon à réduire le coefficient de friction entre films du polyéthylène.
En outre, dans le groupe des amides d'acides gras saturés, de préférence primaires et non substituées, contenant de 10 à 16 atomes de carbone dans le groupe acide, l'invention est particulièrement basée sur l'usage de- la palmitamide et de la myristamide à cause de leur propriété plus marquée de réduire le coefficient de frottement entre films du polyéthylène.
Le principal avantage des compositions de polyéthylène contenant les amides ci-dessus est que ces compositions permettent de fabriquer des objets façonnés transparents en polyéthylène, films, tubes et autres, qui ont un coefficient de frottement entre films notablement réduit. Un autre avantage réalisé par les compositions polymères de l'invention est qu'elles présentent, non seulement un coefficient réduit de frottement entre film et une moindre tendance au blocage, mais encore des qualités antistatiques améliorées, sans que cela change notablement les qualités supérieures du polyéthylène: taux d'étirage du film, transparence, opacité, perméabilité à la vapeur, faculté de soudage à chaud.
Bien que les compositions de la présente invention soient faites essentiellement de polyéthylène contenant de petites quantités d'amides particulières, les compositions peuvent aussi contenir de petites quantités d'autres additifs désirables, tels que cires à point de fusion élevé, antioxydants pour le polyéthylène, colorants et pigments pour colorer le poly- éthylène, lubrifiants, agents antistatiques, etc. à condition que les ingrédients supplémentaires ne soient pas présents en quantités suffisantes pour altérer l'efficacité de l'amide.
On a trouvé que l'addition au polyéthylène des amides d'acides gras de la présente invention a pour effet-de réduire notablement le coefficient de frottement entre films de tous les polyéthylènes solides différents qui ont été essayés, quel que soit le poids moléculaire ou la oristallinité du polyéthylène dont il s'agit.
Les compositions de polyéthylène selon l'invention sont particulièrement utiles pour la fabrication, par extrusion, de films minces, feuilles tubes soufflés etc. Les compositions peuvent aussi être coulées, extrudées ou moulées en films, feuilles, joncs, tubes et tuyaux, filaments et autres objets façonnés.
Les compositions peuvent aussi servir à revêtir du papier, de l'étoffe, du fil métallique, des feuilles métalliques, des couches feutrées de fibre de verre, des textiles synthétiques et naturels et d'autres substrats.
L'exemple suivant illustre des formes de réalisation particulières de la présente invention. Toutes les parties sont données en poids, sauf indication contraire.
L'exemple illustre l'effet assuré par les amides d'acides gras sur la réaction du coefficient de frottement entre films du polyéthylène.Les quantités d'amide et d'autres modificateurs indiquées dans le tableau I sont incorporées à des échantillons commerciaux de polyéthylène ayant un poids moléculaire moyen, en nombre, de 26.000 à 30.000 (déterminé par mesure de la viscosité de solutions diluées dans le xylène suivant Harris, "Journal of Polymer Science" 8, 353 (1952);pour cela, on dissout les additifs dans une
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quantité de chlorure de méthylène suffisante pour donner approximativement une solution à 10%, et on ajoute cette solution, sous la forme d'un courant mince, à une poudre à mouler de polyéthylène, dans un mélangeur horizontal à double ruban, avec brassage constant.
On continue à mélanger pendant 15 minutes environ, après quoi il ne rest plus aucune odeur de chlorure de méthylène par suite de l'évaporation, et les échantillons apparaissent homogènes. On extrude alors les compositions mélangées pour en faire un film plat, en les refoulant à travers une machine ordinaire pour extrusion de plastiques présentant une température de matrice de 280 C, ou bien en extrudant les compositions en tube soufflé à une température de 170 C, pour le fendre ensuite en un film plat. On vérifie alors la tendance au blocage du film extrudé, en mesurant l'adhérence de deux surfaces de filmr. entre elles après repos sous pression.
Le test utilisé pour mesurer la propriété de blocage des films (test de blocage F.D.) et dont les résultats figurent dans le tableau cidessous, est principalement qualitatif. On détermine le degré d'adhérence entre films sur une échelle relative, lorsque les films ont été en contact entre eux sous pression. Dans un film de 0,05 mm d'épaisseur, on coupe des carrés de 5 x 5 cm; on place des carrés de même surface entre des carrés de papier buvard qui ont la même grandeur ; on empile un certain nombre de couples pour obtenir des valeurs moyennes. On place alors la pile dans une presse, et on applique pendant 1 à 3 secondes une pression de.7 kg/cm2; on réduit la pression et on enlève la pile pour examen immédiat (que l'on conduit de la façon ci-après), et on détermine le degré:
Degré 1: On enlève le carré de papier buvard du dessus.
Au moyen d'un objet très pointu, on essaie de faire glisser latéralement le carré de. film du dessus sur le carré semblable qui se trouve juste en dessous de lui, en poussant sur l'un des coins du carré supérieur. Si le carré supérieur glisse librement, le film est exempt de blocage, et appartient au degré 1.
Degré 2: Si le carré supérieur ne glisse pas librement, on saisit l'un des coins du carré supérieur avec des pinces, et on le soulève verticalement, lentement et régulièrement, et maintenant toujours la pointe des pinces juste au-dessus de la ligne d'arrachage entre les deux carrés. Si le carré supérieur s'arrache du carré inférieur par ce moyen, on considère que le blocage est du degré 2.
Degré 3: Si le carré inférieur reste collé au carré supérieur après l'opération de degré 2, on continue à maintenir les deux carrés, par le coin de l'un d'eux, avec les pinces, les carrés étant dans le plan vertical. Au moyen d'une lame de canif, on essaie de faciliter la séparation des deux carrés en écartant de force environ 1/3 de la surface commune supérieure. Si les carrés se séparent alors spontanément, on range le film dans le degré 3.
Degré 4: Si les carrés de films ne se séparent pas dans le test de degré 3, il faut les ranger dans le degré 4.
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TABLEAU Propriétés d'un film plat (a) fait de polyéthylène (b) contenant des amides d'acides gras à longue chaîne.
EMI4.1
<tb>
<tb>
Additif <SEP> % <SEP> Coeff. <SEP> de <SEP> Test <SEP> de <SEP> Transparence
<tb> frottement <SEP> blocage <SEP> %
<tb> Degré <SEP> de <SEP> Standard
<tb> frottement
<tb> Lauramide <SEP> 0,2 <SEP> 0,53 <SEP> 1 <SEP> 366
<tb> Myristamide <SEP> 0,025 <SEP> 0,83 <SEP> 1 <SEP> 433
<tb> Myristamide <SEP> 0,05 <SEP> 0,73 <SEP> 1 <SEP> 466
<tb> Myristamide <SEP> 0,1 <SEP> 0,56 <SEP> 1 <SEP> 466
<tb> Myristamide <SEP> 0,2 <SEP> 0,46 <SEP> 1 <SEP> 466
<tb> Palmitamide <SEP> 0,025 <SEP> 0,86 <SEP> 2 <SEP> 400
<tb> Palmitamide <SEP> 0,05 <SEP> 0,70 <SEP> 1 <SEP> 320
<tb> Palmitamide <SEP> 0,1 <SEP> 0,53 <SEP> 1 <SEP> 466
<tb> Palmitamide <SEP> 0,2 <SEP> 0,50 <SEP> 1 <SEP> 466
<tb> méant <SEP> @ <SEP> 1,2 <SEP> 4 <SEP> 466
<tb>
(a) film de 0,05 mm, point de fusion 250 C, entraînement 9 mètres par minute, refroidissement à 20 C.
(b) "Althon" 10, lot N 411017; densité 0,922; indice de fusion 2,15
Les compositions de l'invention ont de nombreux usages importants qui sont principalement en relation avec la facilité de séparer les surfaces de polyéthylène en contact. Ces surfaces peuvent être plates, comme dans une pile de feuilles, un rouleau de film, des produits d'autres formes, par exemple en granules, ou encore d'autres formes de polymère, qui, en l'absence des additifs de l'invention, adhéreraient.
REVENDICATIONS.
1. Composition plastique caractérisée en ce qu'elle comprend du polyéthylène et une amide primaire d'acide gras saturé, contenant de 10 à 16 atomes de carbone, inclus, dans le groupe acide, ou un mélange d'amides de ce type.
2. Composition plastique caractérisée en ce qu'elle comprend du polyéthylène et 0,01 à 0,5%, en poids, d'une aminé primaire d'acide gras saturé, contenant de 10 à 16 atomes de carbone, inclus, ou un mélange d'amides de ce type.