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Composition, de revêtement et objets manufacturés en matière plastique qui en sont revêtus.
La présente invention concerne des compositions de revêtement et en particulier des compositions de revêtement qui améliorent les propriétés des matières sur lesquelles elles sont appliquées. Plus spécialement l'invention concerne des compositions de ce genre qui conviennent pour le revêtement des substrats en matière thermoplastique,par exemple des pellicules, pour en améliorer les propriétés.
On a découvert que lorsque des compositions de revê-
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.ment suivant l'invention sont appliqua sur des pel1icules par exemple en 1, Ézlmé.iiojilàstfl,que M'urne des pellicules de polyolëfinfa telles 1.J le j;oi,yfàiyi.i;ne, le poi,jqpropyri,éne- ete elles ani4lioi'Pnti .i;>rtx::,nsx den j;1:, j:izà4%<Ks des pelMcules i?ev%<. tues.
Plus sj;isej.>l!,ar.ç##ii.; s ;>e3,lfl,cule;v de ;;'f)lyo:i tf1.ne v.on revêtues,pnr e >;#:>; j> 1 =1 #=ii, p ,:: 1 #, := # .;; n ;o7àL ène .Dn des # li;>p <' i: <; m> tures de soudage #> ;;#,.<.; ;,j¯,es <fl;j,iyrfle- -3t un in,ie.rv;;1,ij &"tp npeni: étroit 1?x.;¯:t¯"i;:<la #i # ;.Jùt1d:>=:;) à ehaud,e.L en paL',.icu).ie:,'" dpris le cps du pol Vp'i'0p:'lè'1r" o,,:lGx)} ,;]J..Gs tendent à se dr;wri en tel.' et à se àriclt:1.;><.r 1. 'quo leur m1 1";=ee est exposée à ces toap.?l'atureE' de SOUdi':..'5c Les due revêtement ?uivpnt- 1>à,nven.i±.o:;x;pplKiq#ir'>si su y;;.,#; pc], 1= ,iaj,e de mrpport,> p > exe''"- ::-le da f)f.1YP1"opylG-fi!;., abail'3:::'-l.t g,,. isj¯ble=1xent la température mini= (le ±.Jud8gl=- à ehaud de ce ;1:.: =>r>à,litvle et étendent de np- nière sensible 1 à.nter17?àlt; di> soudage à chpud de 1r. pellicule forr1Ct.
En ou;rejJ les COll1pOS." :.e.n; de rf!v.Hement suivant l'inovention confèrent à la pellicule .<tlP''\f?utAge de rigidité ou de "mf1invl,Rinsi que de bonnes propTiôti6s de glissement à chaud oui permettent deobtenir des souaures à chaud capables ds $"011"" vrir par relâchement.$1de sorte qu-,il est possible d'ouvrir un paquet enveloppa à'i;iae peliie;i e revêtue suivpnt Ph1.'\!entionj/ S?niz àfehler ou détruire la pellicule
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Les revêtements se soudent à chaud typioues qui ont
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d4jà ét6 utilisôs et L. sont des matières (!U1... con,\;1e les cires de .a±T5'=ie . et les .tieyes t11'1lo8u#,:;(mt ;?ppl1("nl-cf sur des par exemple, pbpler.-2oiÂtefol,.éla cire de paraffine e.t y'.-:n&iHe <3e provequey ;s bloepge lorsqu'elle est. soumise à une certntre passion et gAlm0nt certpines condt1-".s où In '?T'F4"zl'Ll"< ef;
? ?"?i'À'"Î?1.di14 sont élevées. On a essaya !Fobtenir des l'É'Yête'"ï'S pour des P*1.li=llles ;:le support thermoplasi;ii.oi,i<zs , e13
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utilisant diverses résines hydrocarbonées et mélanges de résines et composés analogues pour améliorer,par exemple, l'ap-
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titude au soudage a chaud,mais souvent ces revêtements poly- mères ont sur la pellicule revêtue finie, d'autres effets défavorables, par exemple, ils induisent une tendance gênante au blocage, nuisent aux propriétés optiques , à la stabilité thermirue ou aux propriétés de vieillissement. En outre, les compositions de revêtement polymères connues ont des
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points de ramollissement caraetristiquerent peu élevés,nui ccen- ; tuent davantage leur tendance au blocage.
Il serpit donc intéressant de disposer de compositions de revêtement qui non seulement améliorent l'aptitude au sou-
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dp.ge à chaud des pellicules thermoplpstiouespmals également permettent d'obtenir une pellicule thermoplastique revêtue ayant une faible tendance au blocage, d'amliorer ou au moins
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de ne pas dégrader les propriétés optiques de la peil1alxle,comme le lustre et la limpidité dlpméliorer l'aptitude au glis- sement à chaud (c'est-à-dire l'aptitude de lp pellicule à glisser sur une surface chauffée) et d'améliorer la rigidité de la pellicule,de manière à rendre sa manipulation et sa mise en oeuvre faciles dans les appareils automatiques d'emballage.
Les compositions de revêtement suivant l'invention,
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appliquées sur une pellicule de support appropriôe,cotAme une pellicule de polypropylène orientée,forment des revêtements ayant des propriétés Impossibles à obtenir, jusqu'à présent,comme une anéliorstion de 3.9 aatïtude au soudage à chaud de la pellicule, s'accompagnant d'une évolution favorable des propriétés de blocage, des propriétés c34 glissement à chaud,de la rigidité et des pro- priétés optiques de la pellicule revêtue finie.
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Les résines de revêtement suivant l'invention,appli- nuées sur la surface d'une pellicule de supporta présentent une température de ramollissement relativement élevée, c'est- à-dire de l'ordre d'environ 76,7 C et davantage. Par consé- quent, lorsque les pellicules revêtues, par exemple en rouleaux, sont conservées longtemps dans les conditions habituelles à cette fin, les couches successives de pellicules ont une ten- dnce faible sinon nulle à se bloouer les unes sur les autres par ramollissement du re/êtement. Cette difficulté est particulièrement gênante dans le cas de nombreuses compositions résineuses connues pour pellicules thermoplastiques et est supprimée au moyen des nouvelles compositions suivant l'invention.
L'invention concerne un objet manufacture thermoplastique et particulièrement une pellicule de polyoléfine,par exemple de polyéthylène ou le polypropylène, revêt sur au moins une face d'une mince couche d'un polymère se soudant à chaud.
La pellicule est soumise de préférence à un traitement préalable favorisant la. bonne adhérence du revêtement polymère appliqué. La pellicule traitée est ensuite revêtue sur au moins une face au moyen d'une composition comprenant un terpolymère, de pré- ference également une ou plusieurs autres matières, et une matière inorganioue finement divisée.
Pour qu'une résine de revêtement ait les propriétés nécessaires du point de vue industriel, par exemple l'aptitude à se souder, chaud à une température aussi basse que possible tout en aypnt la propriété de ne pas se bloquer pendant un en- treposage au cours duquel la température peut atteindre 43,3 C, la température de transition vitreuse (Tg) de la résine doit être d'environ 32,2 à à 54,4 C.
La température de rnsition vi- treuse est la température à laquelle le polymère passe de l'état
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vitreux cassant a l'état de liquide à très haute viscosité
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3aecae 'Physical Properties of Polymers", Interscience Pub.ishers9 1962) des températurps inférieures ou même légèremenÉ supérieures à le température de transition vitreuse, les polïaères offrent Î1 IJ1écoulement visqueux une résistance telle- . iaent (levée quc le soudage ne se fait pas , que3le que soit la pT;-:s:1on appliquée eu le temps pendant lequel les surfaces des polymères stent en contact.
Un, ditre eonei''tion que doit satisfaire une résine de revêtement qui doit -tre appliauéepar vn3ehumide'plutôt qu'à 1'/trt fondu, est d'ëtre soluble ou d15persable dans des solvants vo- latils pour former des solutions ou des dispersions peu visoueuses à haute teneur en solides. Pour des raisons évidentes du point de vue industriel,le soldant doit être facilement accessible et peu onéreux, l'eau dans le cas le plus
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favorpble. De nombreux revêtements sont appliquas 8.1-létEtt de dispersions de polymères dans l'eau,dites d'habitude latex.Toute- fois, l'application du revêtement sous la forme d'un latex offre divers inconvénients.
Premièrement, même les plus fines particules du latex sont très grandes par rppport à la dimen- sion des molécules et comprennent toujours plusieurs millions de molécules de résine. Ces propriétés empêchent le mélange intime de constituants qui peuvent être nécessaires pour obtenir
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certaines propr14tés, En deuxième lieu, la plupart des latex contiennent une très grande quantité d'agents tensio-actifs destin6s à maintenir les particules en dispersion.
Ces agents
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tensio-actifs peuvent être nuisibles pour les propriétés comme .9adhéren e et la limpidité ontinue,,par exemple,que doit avoir la matière de revêtemeny.D'eutre part,des polymères solubles aans l'eau comme l'alcool polyvinylique ne sont pas intéressants
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comme l'E.vêtemenl;s, en raison de' leur tend,-' ce ;nbsorber 1'humidi té ([.J1.me atmosphère relativement hUl!lid4':
;év.;'pais- seux. On sait nue les polymères contenant'des radicaux acide
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carbon,1.ique en chaînes pendantes sont solubles dans de l'eau contenant une base comme 1?rmmonirque en une Quantité suffi- sante pour la neutralisation de 1?acide. La quantité décide nécessaire pour qu'un polymère se dissolve dans l'eau ammo-
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ni?cale, dépend de la nature des autres unités nonomères, mais est en général d'environ 2 â 20% en poids. Le revêtement d'une rpslne de ce genre,appliqu6 à partir d'une solution aqueuse mmonia cale, devient insoluble dans l'eau par sechfge,en raison de lp volatilisation de l'pmonique de solubilisation.
Enfin, une résine de revêtement soudable à chaud doit avoir un poids moléculaire assez peu élevé pour présenter un
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écoulement visqueux suffisant à des tenpératures modérénent supérieu- res à la temperpture de transition vitreuse et permettre un bon scellement. De même, un poids moléculaire peu élevé est intéressant pour que les solutions aqueuses\ammoniacales aient une faible viscosité.
On a découvert qu'il est possible d'obtenir une résine de revêtement se soudantchaud ayant les intéressantes propriétés ci-dessus en synthétisant les multipolymères faisant
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l'objet de 1-invention.
Les nouveaux multipolymères ayant les proprietés renuises en ce oui concerne la température de transition vitreu- se, la teneur en acide et le poids moléculaire sont obtenus suivant l'invention par un choix judicieux des composés ci-
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fpres ui sont interpolyrférisés en présence d'un agent de trans- .fart de chaîne approprié)camne \.1!l mprcptRn ou un hydrocarbure halogène :
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A. Un monomère pour haute température de transition vitreuse ;
B. Un monomère pour basse température de transition vitreuse;
C. Un monomère acide.
Des exemples de monomères pour haute tempera- ture de transition vitreuse qui conviennent sont le méthacry- late d'éthyle, le méthacrylate de méthyle, etc.
Des exemples de monomères pour basse température de transition vitreuse qui conviennent sont,par exemple,les acrylates d'alkyle inférieur comme les acrylates de méthyle, éthyle ou butyle.
Des exemples de monomères acides oui conviennent j sont l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide maléï- que, l'acide crotonique et leurs mélanges.
On peut exécuter la polymérisation avantageusement en $1-1 tant les monomères en mélange par fractions pendant la réaction de manière à obtenir une répartition.plus homogène des monomères dans les molécules du multipolymère.
Les proportions des monomères permettant d'obtenir les nouveaux multipolymères de revêtement suivant l'in- vention peuvent varier et sont d'environ 2 à 15 % pour l'aci- de carboxylique u,p-non saturé et d'environ 85 à 98% pour les esters monomères neutres, ces monomères étant inter- polymrisps par les procèdes classiques, par exemple, la poly- mérisation en émulsion.
L'invention ?,par exemple,pour objet des terpoly- mères qui peuvent être obtenus par terpolymérisation de mo- nomères non-saturation éthylénique comprenant 2 à 15 % en poids et de préférence environ 3 à 5 % en poids d'un acide carboxylirue a, @- non satura qui est de préférence l'acide
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acrylique ou méthacrylique ou un de leurs manges, 85 à 98 %
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et de préférence environ 95 à 97 % en poids d'esters onomères neutres comprenant a) un acrylate d-lalkylecon-ne'l-',*crylRte de mé,thyle,dethyle ou de butyle' et b) un méthacrylate d'alkyle, comme le mp-' thacrylate de méthyle ou d'éthyle.
Les monomères sont utilisas dans un rapport tel oue le méthacrylate d'alkyle représente au moins 10 % et de préférence environ 20 à 80 % du poids du terpolymère complet,et que l'acrylate d'alkyle représente au moins 10 % et de préférence environ 80 à 20 ' du poids du terpolymère complet.
De manière générale, les pellicules de support non revêtues utilisées pour l'exécution du procédé de l'invention ont une Epaisseur de 5,1 à 127 microns et de préférence d'en- . viron 12,7 à 38,1 microns.
Avant l'application de la composition de revêtement sur la pellicule, la surface de celle-ci est traitée de manière que le revêtement adhère fortement à la pellicule et ne puisse s'en détacher ou s'en arracher. Ces opérations peuvent être exécutées par des procédés classiques,par exemple par un traitement de chloration, c'est-à-dire l'exposition à du chlore gazeux, par un traitement au moyen d'oxydants comme l'acide chromique ou l'air chaud, ou un traitement au . moyen de vapeur d'eau, par un traitement à la flamme, etc.
Tous ces procédas permettent le traitement préalable efficace de la surface de la pellicule, mais un procède spécialement in- téressant pour ce traitement est le procédé de décharge électrique suivant lequel on expose la surface de la pellicule à une décharge en couronne à haute tension tandis qu'on fait passer la pellicule entre des électrodes se trouvant à une cer-
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vaine distance l'un de' l'autre. Après ce traitement élec-
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troniqu'3,9 la surface Ci.' la pellicule de support peut être ,le,41çltue e de la composa ion suivant l'invention qui adhère alors davantage a la surfis traitée de la pellicule.
Pour ierapplicatiorsrequérant une adhérence encore plus glande du r<-''élément à la pellicule, c'est-à-dire supérie?sre à celle ':Ssu1 tFJnt du traitement de la surface de la aellieule par 2n des procèdes ci-dessus, on peut recourir à une couché. it 2nerige intermédiaire améliorant l'adh4rence de la corir3o S". i,-";n de revêtement suivant l'invention à la pellicule, Dpn-6 casp la pellicule est traitée d'abord ppr l'un des proc!S ei-dessus, paznnilesquels le traiteent électroni- que est' 'référé,pour créer davantage de sites actifs dadh- rence qui favorise l'adhérence de la couche d'ancrage),puis la surface traitée de la pellicule est revêtue d'une couche con@@ue de matière d'ancrage.
Ces matières d'ancrage sont
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c1.1siques et sont, par exemple, des titanates d'alkyle ou des Pf>y(éthylène imines). Une couche d'ancrage particulièrement r.'ficace aux fins de l'invention est constituée par de la olY(Áthylèneimine).Cette imine d'ancrage constitue une sur- , face d'adhérence générale permettant l'ancrage certain de la bzz cofiposition de revêtement suivant l'invention qui est.appli- quée par la suite. La couche d'ancrage est appliquée sur la pellicule de support ayant subi le traitement électronique au moyen d'un dispositif classique d'application d'une solu-
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tion,pnr exemple un rouleau de contact. Une solution de revêt tement eil'icace de poly(4thylène 1n1ine)dans un milieu aqueux ou orcanique, comme l'ethanol, a, par exemple, une concentration d'environ '-'5% en poids en poly(éthylène 1mne).
Il est possible d'appliquer les compositions de re-
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vêtement suivant l'invention sur la surface d'une pellicule de support traitée à partir d'une solution non noueuse en utilisant, par exemple, divers solvpnts organiques comme des alcool des cétones, des esters, etc.
Toutefois, du fait que les compositions de revêtement suivant l'invention peuvent, comme indiqua ci-après, contenir des matières inorganiques colloldples et du fait que celles-ci sont difficile: à maintenir en bon état de dispersion dans les solvants organiques, .il est préférable que les compositions de revêtement suivant l'invention soient appliquées à partir d'un milieu noueux et de préférence à partir d'une solution aqueuse . alcaline.
La solution du terpolymère, de prfrence dans un milieu aoueux alcalin une solution ammoniacale.,est appliquée sur la surface traitée d'une pellicule par tout pr@ cédé approprié, par exemple au moyen d'un rouleau de gravu@ .ou d'un rouleau applicateur,ou bien par immersion, pulvérisa- tion, etc. L'excès de la solution aqueuse peut être éliminé au moyen de rouleaux d'essorage, de racles,etc.
La composition de revêtement doit être appliquée en quantité telle au'elle forme par séchage une couche uniforme d'une épaissur de 0,5 à 1 micron, c'est-à-dire d'environ 0,4 à 0,8 g par 6450 cm2 lorsque les deux faces de la pellicule sont traita.'. En général, l'épaisseur de la couche appliquée est suffi@@nte pour conférer à la. pellicule de support l'aptitude au s@@dage à chaud et la rigidité qui sont requises.
Le revêtement déposé sur la p@@licule, par exemple au moyen d'une solution ammoniacale du terpolymère, est ensuite séch4 dans de l'air chaud ou sous l'effet d'un rayonnement calorifiaue ou de toute autre manière appropriée. En conséquence
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du séchage, l'ammoniaque se dégage et abandonne une couche insoluble dans l'eau, limpide, adhérente et lustrée sur la pellicule qui peut être utilisée,par exemple, pour l'embal- lage.
Suivant une autre forme de réalisation de l'inven- tion, on incorpore à la composition de revêtement un consti- tuant lui conférant 1 aptitude au glissement à chaud, c'est- à-dire des propriétés de glissement satisfaisantes lorsque la pellicule d'emballage ou le paquet partiellement emballa entrent en contact avec les organes de soudage d'une machine d'emballage, par exemple des -claques chauffées, etc. L'apti- tude au.glissement est définie d'habitude quantitativement comme étant le coefficient de frottement à la température et sous la pression de service.
Pour obtenir une pellicule d'emballages revêtue ayant les propriétés ci-dessus, on applique sur la pellicule une composition faite du terpolymère, comme défini ci-dessus, comme constituant propre à former une pellicule et à conférer l'aptitude au soudage à chaud,ainsi que d'une matière inorgani- nue insoluble dans l'eau, solide et finement divisée,telle que de la silice colloïdale, conférant l'aptitude au glissement à chaud.
D'autres matières inorganiques finement divisées qui peuvent être utilisées pour améliorer l'aptitude au glisse- ment à chaud sont des solides insolubles dans l'eau de ce genre, comme la terre de diatomées,le silicate de calcium, la bentonite et les argiles finement divisées.Pour qu'elle offre le ma- ximum d'efficacité, cette matière inorganique finement divisée a de préférence une granulométrie de 10 à 200 millimicrons.et une dispersion de silice stabilisée par un al- cali est la composition préférée à cette fin,
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Les quantités de chaque constituant nécessaire pour conférer les propriétés les plus fevorables de glissement à chaud dépendent de la nature de la matière utilisée,
de la composition de revêtement et d'autres variables tenant à la nature de la composition et à l'exécution du procédé, mets -il est préférable d'utiliser l'agent conférant l'aptitude au glissement.raison de 30 à 60 % et plus avantageusement d'environ 35 à 45 % du poids du terpolymère.
La tendance au blocage est la tendance d'une pellicule à adh4rer à elle-même lorsque deux ou plusieurs surfaces de pellicule, sont maintenues sous pression, par exemple, lorsoue la pellicule est entreposée à l'état de rouleau . Cette tendance s'accentue aux températures et aux humiditées élevées.
Dans les conditions normales d'entreposage, les températures maximum sont de 37,8 à 43,3 C,tandis que l'humidité relative peut atteindre 90 à 100 %. Dans ces conditions, il est désirable que les pellicules revêtues n'adhèrent pas les unes aux autres, c'est-à-dire résistent au blocage. Dans le cas contraire, lorsque la pellicule est entreposée en rouleau , les couches adhèrent les unes aux autres et la pellicule ne peut être déroulée facilement en vue de son utilisation.
Les agents antibloeage qui peuvent être utilisés contiennent des cires et composés cireux à l'état finement divisé qui fondent à des températures supérieures aux températures maximum existant pendant l'entreposage des pellicules et nui ne se dissolvent pas dans le terpolymère à cette température.
Des exemples spécifiques de ces cires sont les cires naturelles comme la cire de paraffine, la cire microcristalline, la cire d'abeille , la cire de carnauba, la cire du Japon, la cire de montagne, etc. et des cires synthétiques comme l'huile
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de ricin hydrogénée, les cires d'hydrocarbures chlorés ,les . amides d'acides gras à longue chaine, etc.
Les cires ci-dessus, incorporées aux compositions 1 suivant l'invention, empêchent non seulement le blocage,mais ameliorent également le glissement à froid des pellicules revêtues, c'est-à-dire l'aptitude des pellicules à glisser d'une manière satisfaisante sur des surfaces se trouvant en- viron à a température ambiante. e pellicule en matière thermoplastique d'un type particulier qui peut être revêtue avantageusement au moyen des compositions suivant l'invention est la pellicule de po- . lyoronylène isotactioue ayant subi une orientation moléculaire.
Après l'extrusion de la pellicule de polypropylène de support par un procd classique, cette pellicule est chauffée et sou-
Bise à une orientation moléculaire par étirage en long et en large. La pellicule orientpe obtenue a des propriétés de trac- tion et de rigiditénettement meilleures.
Toutefois, il est dif- f.icile de souder à chaud par lesprocédés classique parce qu'à la température de soudage requise qui est de l'ordre de 177 C, la pellicule se désoriente et retrécit, de sorte qu'elle se rompt et se d4chire.Toutefois, lorsqu'une telle pellicule orien- tée subit un traitement de surface comme décrit ci-dessus et est ensuite revêtue des nouvelles,compositions de revêtement, elle peut être soudée à des températures suffisamment bassespour empêcher le retrait du substrat, c'est-à-dire de la pellicule de polypropylène orientée.
Comme indiqué ci-dessus, on peut recourir à des pro- cédés classiques de polymérisation pour la formation du terpo- lymère des compositions de revêtement suivant l'invention, par exemple la polymérisation en solution, en masse ou en émulsion.
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Toutefois, le mode de polymérisation préféré aux fins de l'invention est la polymérisation en émulsion comme précis!? dans l'exemple suivant..
Exemple 1. ,
On introduit dans un récipient de réaction 1,2 litre d'eau contenant 3,0 g d'un émulsionnant vendu sous le nom de Gafac RE-610, qui est un mélange d'esters diacide phosphorique, et 1,8 g de persulfate d'ammonium comme catalyseur de polymé- risation. On chauffe ensuite le récipient de réaction à une tem- pérature d'environ 80 C en agitant son contenu. On y ajoute alors les composés suivants par fractions en trois heures sous- agitation : a) 216 g de méthacrylate de méthyle b) 366 g d'acrylate de méthyle c) 18 g décide méthacrylique d) 2,2 g de mercaptoacétate d'éthyle comme régulateur du poids moléculaire.
Après la fin de 1'addition des monomères, on maintient le ré- cipient de réaction à la température de réaction de 80 C pen- dant encore 30 minutes. Au terme de la réaction, le produit est constitué par un latex comprenant 33 % de solides, à sa- voir une partie de terpolymère résineuxpour deux parties d'eau.
On dilue le latex que donne la réaction tandis ou'il se trouve encore à 80 C au moyen de 1,2 litre d'eau contenant en solution 21,2 g d'ammoniaque..On agite le mélange pendant 1 heure à 60 - 70 C,puis on le laisse refroidir à la température ambiante. Le produit est une solution noueuse ammoniacale d'un terpolymère méthacrylate de méthyle / acrylate de méthyle/acide métha - cryliue ayant une viscosité de 20 centipoises(à 25 C),cette solu- tion contenant 20% du terpolymère résineux et 600% de la quantité
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d'ammoniaque théoriquement requise pour la neutralisation des radicaux acides du terpolymère. Le terpolymère séché a une viscosité intrinsèque de 0,28 et un indice décide de 20.
On ajoute à la solution aqueuse ammoniacale du terpolymère (a) 40 parties (pour 100 parties du terpolymère) d'une dispersion aqueuse (à 30 % de solides) d'une silice colloïdale stabilisée alcaline vendue sous le nom de Syton,et (b) 10 parties (pour 100 parties du terpolymère) d'une dispersion aqueuse (à 11 % de solides) de cire de Carnauba de manière à former une dispersion de cire et de silice dans la solution aqueuse ammoniacale du terpolymère.
Exemple 2.
On applique le procéda- de l'exemple 1 dans les mêmes conditions pour l'interpolym4risation et la formation de la composition, la différence étant que les monomères sont les suivants :
Méthacrylate de méthyle : 330 g Acrylate d'éthyle : 252 g
Acide méthacrylique : 18 g Exemple 1.
On applique le procède de l'exemple 1 dans les mêmes conditions pour l'interpolymérisation et la préparation de la composition de revêtement, la différence ôtant que les monomères sont les suivants :
Méthacrylate de méthyle : 396 g
Acrylate de butyle : 186 g
Acide méthacrylique : 18 g Exemple 4.
On applique le procède de 1?exemple 1 dans les mêmes conditions pour l'interpolymérisation et la préparation
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de la composition de revêtements lp différence étant que les monomères sont les suivants :
Méthacrylate de mthyle : 177 g
Acrylate de méthyle 64,5 g
Acide méthacrylique :
24 g
Acide acrylique 12 g
On applique chacune des compositionsde revêtement
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pr6nar4es dans les exemples ci-dessus sur la surface .d'tprou- vettes de pellicule de polypropylène orientée biaxialement d'une épaisseur d'environ 17,8 nierons. Le? pellicule est faite
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de polypropylène vendu sous le nos de Eastman Tenite z.23 DF.qul est un polypropylène non glissant ayant une teneur en constituant isotactinue élevée et un indice de fluidité de 4,5. La pellicule après extrusion est orientée biaxialement par les pro- cèdes d4crits ci-dessus. Les revêtements sont appliques au moyen d'un appareil de revêtement à rouleaux de gravure clas-
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sinue suivant le procède courant.
Avant P!'1pplication du z-evé-' tentent, la pellicule est traitée comme décri t ci-dessus par exposition de ses deux faces à un traitement électronique et
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dépôt sur les surfaces traitées lectron1quement dune solution d'une pmly(thy3.ne imine) comprenant Oe5 fo en poids de la polyfthy7.ène imine) dan un mélange de 85 d9eail et de 15% d)éthanoia Le poids total du revêtenent trouve smr la surface de la pellicule orientée, trpitée et portant la couche da.:r:ge, est, après séchage de la pellicule, d"environ 0.0 g pour 6450 crû 2 de pellicule après traitement sur les deux faces,
Les pellicules :revêtues sont ensuite soumises à divers essais dont les résultats sont précisés dans le tableau
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suivant.
A titre de comparnisofi3 une pellicule de polypropylène orientée non revêtue es'c SOlli1ise aux mêmes essais et les bésu.ltats sont également donnes: dans le tableau ,'2'."'o
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Tableau
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Pellicule de. polypropylène orientée Pellicule '1", p.> Y.1:1Jr'C?\(t':r:' ::;::{' é4uilibrce et non revêtue otâ.l:3.bl,<fe <:'?t d-'GVI}(''iùê Revêtement '47 R ¯Rf'h l1G.:,":.te(!eir\<"; kll.i";"rl':';..::!.1imt. de l'exeiz- de P ex!?!>"... f1.8 JI': ..::;E;11'- de 1 "exeia- -ole 1 ...J4.'Î. .- 5a . z? ¯¯ 1>µ>±¯é Epaisseur , !!lierons 21,1 22.9 2$> ,W;,;,s'= .;. ':.
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Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction
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kg 1 cm2 1830 1760 iv19µ 1685 1900 Résistance à la traction par choc ewkgm/cm3 11,S 101 11510 11,8 11(
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<tb> Allongement <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture, <SEP> $ <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 65 <SEP> 60 <SEP> 65
<tb> Module <SEP> de <SEP> traction,
<tb> en <SEP> kg <SEP> / <SEP> cm2 <SEP> 8 <SEP> 29.200 <SEP> 31.700 <SEP> 30200 <SEP> 29500 <SEP> 30200
<tb>
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Coefficient de frottement 0,50 Oe2O 0 j 2,3 Oa25 ouzo
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<tb> Lustre, <SEP> Gardner <SEP> à <SEP> 45 <SEP> 90 <SEP> 88 <SEP> 86 <SEP> 89 <SEP> . <SEP> 88
<tb>
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Opalescence, Gardner, $ 1 1 2 1 1 Ut>' Température minliritua dé **"* ' soudage à chaud OC ia4 99 98 96 100 :
.. ,,'"''
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<tb> ' <SEP> . <SEP> et <SEP>
<tb> Résistance <SEP> d'une <SEP> 'soudure
<tb>
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réalisée chaud en g te eu.. par 2, 54 cm courant 4>* 0 150 170 190 l,G bzz Intervalle de température ' ...4 pour le soudage à chaud OC bzz 39,S 39 39 39 . ..
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<tb>
Résistance <SEP> au <SEP> blocage <SEP> bonne <SEP> .excellente <SEP> bonne <SEP> assez <SEP> bonne <SEP> bonne...
<tb>
Glissement: <SEP> à <SEP> chaud <SEP> très <SEP> médiocre <SEP> excellent <SEP> bon <SEP> bon <SEP> assez <SEP> bon
<tb>
* Température à laquelle on obtient une soudure ayant une résistance de 75 g / 2,54 cm courant après 2 secondes de séjour, sous une pression de 100 g / 6,45 cm2
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* Soudage à 1100C pendant 2 secondes sous une pression dé 100 g / 6e45 cet.
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Il ressort des donnôel ci-dessus que l'4p?ouvette de peN::xle de polypropylêne orient6erevêùiede la composi- tion de poiymére suivent l'invention a une excellente re-sistanc: ...près soudage à savoir de 75 g=3,,C cmf1ui convient pour In plupart des applications industrielles aux tempéxjatu- '. res relativement peu 4;levées tandis que l'éprouvette non revêtue ne peut. être soudée a ces températures.
La résistance au blocage de la pellicule revêtue à
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7,80C dpnR'une humidité relative de 90 est excellente. à pellicule revêtue a également deexcellen4t-les proprit5 de gllsrement à chaud aux températures del-9t4lément de sondr;3e normal d'un appareil d'emballage industrielo
Les propriétés de glissement à froid de la pellicule
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revêtue sont 2mliorées,comme il ressort de la comparaisnn des coefficients de frottenent indiqua-dpns le tableau ci-dessus.
Un pvantpEe sUP9ltmentn1re résultant de l'utiUsation des nouvepux revêtements est 1-*accroissement de l'intervalle des temparpturesde soudage, ceest-à-dîre de l'inter- valle des températures dans lequel on peut obtenir des soudures satisfaisantes sans brûler ou détruire autrement la pellicule.
Par exemple, l'éprouvette de pellicule portant le revêtement formé comme dans l'exemple 1, peut être soudée de manière satisfaisante à des températures atteignant à peine 98,9 C ou s'é-
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levant jusqu'â .3?,8 C ou même davantage, sans que la pellicule de support soit brûlée. Au contraire, un Echantillon analogue d'une pellicule de polypropylène orientéene portant pas de revêtement suivant l'invention ne peut être soude qu'à une tem- pérature de 176,7 :t 2,7 C. Au-dessous de cette. température le soudage n'a pas lieu et au-delà la pellicule est rompue et déchirée.
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Bien que divers modes et d>.â.i,s de réalisation, f1i"rJ\,; t; décrits pour illustrer 1':'!.nvE.'nt1on; il vs de soi nue s:e:, â,. est susceptible de nombreuses %Faî -,--,r4'eîr, et modificptio.1. '
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sortir de son cèdre.
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R E V END ICA f 7 0 N S.
1. Composition de revêtement permettant de foyïney un revêtement se soudant à chaud pur lia surface d'une pell1 cule de support, carac.PrisÉe en ce fuselle sonprend un '!!lu1= tipolymère form par interpolymprisation de
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a) environ 2 à 15 parties en poids d'un acide car-
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boxylique à non-saturation a,-monoteethyl6nlque; b) environ 85 à 98 parties en poids d'esters mono= mères neutres comprenant un acrylate d'alkyle et un mthacry lete denlkyle.
2. Composition de re'vêtement suivant la revendication 1, cAractpr1sée en ce que lucide cpyboxylioue non saturé est choisi dans la classe . rrt>e par P cic1e acrylique et l'acide mpthac:ry1if'!u? - 3. CDpo3ition vô revêtement suivant la revendication 1. earnetcrisee eû ce que le riiêthqerylate d'alkyle est le ilFtZdt' $ rû de m4thyleo 4. Composition de revêtement suivant le revendiemtion 1, ea.1*actr'ris4e en ce que 1';c?ylate d'alkyle est choisi dans la classe formée par 1'acrylate de m4thyle, l'acrylate d'éthyle et l'aerylate de butyleo
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5.
Pellicule thermoplastique se soudent à chaud,
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cal-'i1c'cÉ>rispe en ce au'elle conprend une pellicule de support en polyoléfine orientée dont lr surface a été traita pour améliorer l'adhérence d'un revétement,,a.n.s:L qu'une couche d'une compo-
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sition de revêtement d'ur: !1i\ÜipolJ''11È!1;,e suiwnt lp revend!" cption . nl3n p sur s-u oins une face.
6. P0U.j ç.Ú!;> j)' ,":".lC1P'L? f"t1f!.lU suivant la revendication 5,. 'x1f'a s;,'':;, .f':? en. c'''' '-'ne J,F surface de la pellicule de support e-ri 1., ".... < ¯ k.;,73 .¯ " '2 ? 'un Gx a '.à, ic. '. ;' s. ,jnf'1 F2.1.e1. ''tvY't ni rl v e e Ii" P iiiàT 1"r 1 3 >:1 . 1 t 1 est revêtue 1Jlâzlc couche tg2.ttlrt d'une solution ce é.': x iy ' i.C'....?#ié? ."i?7¯±'et; 'ï'< Pre't.''c'* :1{::j'i cr01 une '1.;I'c ' se py:,?''-'. ¯'\ll soudafe ?' ;1' ::4= .'.l ;;").o\9: j,t?:a r,i:.'- 'ietTter?.a ï. ü' .'2Y'r .F '.;.- . ,:i.
Sz <=u±> (1) of soutnçt la surface de 2 nappe à un ta.w ¯:1, . "';;ni; ré; surfr-ce propre à 1,'pdhôpion, (2) on revêt (';(,,!;(: 3'.f?.-< pu moye.. "Pun :=.Z .}7CJZ.iPl'.' sa 0udflI\t :3 CÔiill±1< ,-.t :Î." W;g'. ; t; ,3 :'?! }.-'; E> ÉIQ bj,,:.(';>ce,fj,u5. s une tewpé"aÉU9@ (le souf1p/:.:> inf'/.j e'1.,.oe à 1,v. i1;e"1r;"ç' tu' e de ramol1i:.::serr!f.m de 11" 5 'i"4iF,? et :..) en sèche 1?- 1'12110 'i;e''1ent se 5G't..iân#â4 à chaud.
8. .:T;'.a .ß/if3'.'T'= '.t>FT'"ß'fl3'). (a) environ 2 à 1 5 j en 'P('i(;s d' in acide c<:'1:h)xJ'li:'u'? ;3 non saturation f%giY'Iâ'3fr'' lP lénique et (b) environ 85 P 98 % en poids d'esters monomères neutre s coaipr.5nt('t.) un fjr<tt1m>y1.B ,"! :.?e e (2) un Eerylé1te ;. B wÇ , 9. Solution 1'.t;,;'1,i"'i} s f1!-]1:('>niacale d.vt1'-l terpolypière sta3.. vrnt 1> ''jFF=Wa. .7i:.i)â'a. 8.
100 Solution noueuse ammOnif.H:r.1.e du terpolymère suivant la revendication 8, addi tionn4;; d'un agent empêchant le ,?.:C3'F 'eo il. Solution i##fi=:;oxJ,a.-2al; du terpolymère suiv1'!nt la â...::i.a x,â.r 8 additionna"?"-"une quantité efficace d'un ggent :.i;1; 8 ='. = :.i l'aptitude pu gliî!ST-''i?nt à chaud.
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Composition, coating and manufactured articles of plastic coated therewith.
The present invention relates to coating compositions and in particular to coating compositions which improve the properties of materials to which they are applied. More especially, the invention relates to compositions of this type which are suitable for coating thermoplastic substrates, for example films, in order to improve their properties.
It has been found that when coating compositions
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.ment according to the invention are applied to films, for example in 1, Ézlmé.iiojilàstfl, that M'urne polyolëfinfa films such 1.J the j; oi, yfàiyi.i; ne, poi, jqpropyri, éne- were they ani4lioi'Pnti .i;> rtx ::, nsx den j; 1 :, j: izà4% <Ks of pelMcules i? ev% <. you are.
More sj; isej.> L!, Ar.ç ## ii .; s;> e3, lfl, cule; v de ;; 'f) lyo: i tf1.ne v.on coated, pnr e>; #:>; j> 1 = 1 # = ii, p, :: 1 #,: = #. ;; n; o7àL ene .Dn des # li;> p <'i: <; welding m> tures #> ;; # ,. <.; ;, j¯, es <fl; j, iyrfle- -3t un in, ie.rv ;; 1, ij & "tp npeni: narrow 1? x.; ¯: t¯" i;: <la #i # ; .Jùt1d:> = :;) à ehaud, eL en paL ',. Icu) .ie :,' "from the cps of the pol Vp'i'0p: 'lè'1r" o ,,: lGx)}, ;] J..Gs tend to be dr; wri in such. ' and to himself: 1.;> <. r 1. 'quo their m1 1 "; = ee is exposed to these toap.?l'atureE' of SOUdi ': ..' 5c The due coating? uivpnt- 1> to, nven.i ± .o:; x; pplKiq # ir '> si su y ;;., #; pc], 1 =, iaj, e de mrpport,> p> exe' '"- :: - the da f) f.1YP1 "opylG-fi!;., abail'3 ::: '- lt g ,,. isj¯ble = 1xent the minimum temperature = (the ± .Jud8gl = - at the temperature of this; 1: .: => r> to, litvle and extend from npnn sensitive 1 to.nter17? tolt; di> chpud welding of 1r. film forr1Ct.
In or; rejJ the COll1pOS. ": .En; de rf! V.Hement according to the inovention give the film. <TlP '' \ f? UtAge of rigidity or" mf1invl, As well as good sliding properties at hot yes allow to obtain hot welds capable of turning by loosening. $ 1 so that it is possible to open an enveloped package at 'i; iae peliie; ie coated following Ph1.' \! entionj / S? Niz àfehler or destroy the film
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The coatings are hot-welded types which have
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already used and L. are materials (! U1 ... con, \; 1e waxes of .a ± T5 '= ie. and .tieyes t11'1lo8u #,:; (mt;? ppl1 ("nl -cf on for example, pbpler.-2oiÂtefol, .éla paraffin wax and y '.-: n & iHe <3e provequey; s bloepge when subjected to a certain passion and gAlm0nt certain condt1 - ". s where In '? T'F4 "zl'Ll" <ef;
? ? "? i'À '" Î? 1.di14 are high. We tried! Fobtaining É'Yête '"ï'S for P * 1.li = llles;: the thermoplastic support; ii.oi, i <zs, e13
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using various hydrocarbon resins and mixtures of resins and the like to improve, for example, the
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heat-sealing, but often these polymeric coatings have on the finished coated film other adverse effects, for example, they induce an annoying tendency to blocking, adversely affect the optical properties, thermal stability or thermal properties. aging. In addition, known polymeric coating compositions have
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low caraetristic softening points, harmed ccen-; more kill their tendency to block.
It would therefore be of interest to have available coating compositions which not only improve the paintability.
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Hot dp.ge thermoplastic films also make it possible to obtain a coated thermoplastic film having a low tendency to block, to improve or at least
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not to degrade the optical properties of the film, such as luster and clarity, to improve the hot slip ability (i.e. the ability of the film to slip on a heated surface) and to 'improve the rigidity of the film, so as to make its handling and use easy in automatic packaging machines.
The coating compositions according to the invention,
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applied to a suitable backing film, together with an oriented polypropylene film, form coatings having properties heretofore unobtainable, such as a 3.9 hot-sealing improvement of the film, accompanied by a favorable evolution of blocking properties, hot slip properties, rigidity and optical properties of the finished coated film.
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The coating resins according to the invention applied to the surface of a support film exhibit a relatively high softening temperature, i.e. on the order of about 76.7 ° C and above. Consequently, when the coated films, for example in rolls, are stored for a long time under the conditions customary for this purpose, the successive layers of films have little if any tendency to lock onto each other by softening the film. re / etement. This difficulty is particularly troublesome in the case of numerous resinous compositions known for thermoplastic films and is eliminated by means of the new compositions according to the invention.
The invention relates to a thermoplastic manufactured object and particularly to a polyolefin film, for example polyethylene or polypropylene, coated on at least one side with a thin layer of a heat-bonding polymer.
The film is preferably subjected to a prior treatment promoting the. good adhesion of the applied polymer coating. The treated film is then coated on at least one side with a composition comprising a terpolymer, also preferably one or more other materials, and a finely divided inorganic material.
In order for a coating resin to have the necessary properties from an industrial point of view, for example the ability to weld, hot to as low a temperature as possible while having the property of not blocking during storage in the oven. during which the temperature can reach 43.3 C, the glass transition temperature (Tg) of the resin should be about 32.2 to 54.4 C.
The glass return temperature is the temperature at which the polymer changes from the
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glassy brittle in the state of a very high viscosity liquid
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3aecae 'Physical Properties of Polymers ", Interscience Pub.ishers9 1962) at temperatures lower or even slightly higher than the glass transition temperature, the polymers offer the viscous flow such resistance (lifted that welding does not take place, regardless of the pT; -: s: 1on applied had the time during which the surfaces of the polymers stent in contact.
One thing that must be satisfied by a coating resin which is to be applied by wet rather than molten water is that it is soluble or dispersible in volatile solvents to form solutions or compounds. high solids low viscosity dispersions. For obvious reasons from an industrial point of view, the solder must be easily accessible and inexpensive, water in the most
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favorpble. Many coatings are applied to dispersions of polymers in water, usually referred to as latex. However, the application of the coating in the form of a latex has various disadvantages.
First, even the finest particles of the latex are very large in relation to the size of the molecules and always include several million resin molecules. These properties prevent the intimate mixing of constituents which may be necessary to obtain
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Certain properties Second, most latexes contain a very large amount of surfactants intended to keep the particles in dispersion.
These agents
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surfactants can be detrimental to properties such as adhesion and the resulting clarity, for example, that the coating material must have. On the other hand, water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol are not suitable. interesting
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like clothing, due to their tendency to absorb moisture ([.J1.me relatively humid atmosphere! lid4 ':
; ev.; 'pensive. We know the polymers containing 'acid radicals
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Carbon, acidic pendant chains are soluble in water containing a base such as ammonium in an amount sufficient for neutralization of the acid. The amount decides necessary for a polymer to dissolve in ammonia water.
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nical, depends on the nature of the other monomer units, but is generally about 2 to 20% by weight. The coating of such a resin, applied from aqueous ammonia solution, becomes insoluble in water on drying, due to the volatilization of the solubilizing ammonia.
Finally, a heat-weldable coating resin should have a low enough molecular weight to exhibit
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viscous flow sufficient at moderate temperatures above the glass transition temperature and allow good sealing. Likewise, a low molecular weight is advantageous so that aqueous ammoniacal solutions have a low viscosity.
It has been found that it is possible to obtain a hot-weldable coating resin having the above valuable properties by synthesizing the multipolymers making
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the object of 1-invention.
The novel multipolymers having the reduced properties with regard to the glass transition temperature, the acid content and the molecular weight are obtained according to the invention by a judicious choice of the compounds herein.
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fpres ui are interpolyrfered in the presence of a suitable chain transfer agent) camne \ .1! l mprcptRn or a halogenated hydrocarbon:
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A. A monomer for high glass transition temperature;
B. A monomer for low glass transition temperature;
C. An acidic monomer.
Examples of suitable high glass transition temperature monomers are ethyl methacrylate, methyl methacrylate, and the like.
Examples of suitable low glass transition temperature monomers are, for example, lower alkyl acrylates such as methyl, ethyl or butyl acrylates.
Examples of suitable acidic monomers are acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, crotonic acid, and mixtures thereof.
The polymerization can be carried out advantageously by mixing the monomers in portions during the reaction so as to obtain a more homogeneous distribution of the monomers in the molecules of the multipolymer.
The proportions of the monomers making it possible to obtain the new coating multipolymers according to the invention can vary and are from about 2 to 15% for the u, p-unsaturated carboxylic acid and from about 85 to 98%. % for neutral monomeric esters, these monomers being interpolymerized by conventional methods, for example, emulsion polymerization.
The invention, for example, relates to terpolymers which can be obtained by terpolymerization of ethylenically unsaturated monomers comprising 2 to 15% by weight and preferably about 3 to 5% by weight of a carboxylic acid. a, @ - unsaturated which is preferably the acid
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acrylic or methacrylic or a material thereof, 85 to 98%
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and preferably about 95 to 97% by weight of neutral onomeric esters comprising a) alkylecon-ne'l - acrylate, methyl, methyl or butyl crylRte 'and b) alkyl methacrylate , such as methyl or ethyl mp- thacrylate.
The monomers are used in such a ratio that the alkyl methacrylate represents at least 10% and preferably approximately 20 to 80% of the weight of the complete terpolymer, and that the alkyl acrylate represents at least 10% and preferably approximately 80 to 20% of the weight of the complete terpolymer.
Generally, the uncoated backing films used in carrying out the process of the invention have a thickness of 5.1 to 127 microns and preferably of thickness. about 12.7 to 38.1 microns.
Prior to application of the coating composition to the film, the surface thereof is treated so that the coating adheres strongly to the film and cannot peel or peel therefrom. These operations can be carried out by conventional methods, for example by chlorination treatment, i.e. exposure to gaseous chlorine, by treatment with oxidants such as chromic acid or air. hot, or treatment at. by means of water vapor, by flame treatment, etc.
All of these procedures allow for the efficient pretreatment of the film surface, but a particularly interesting method for this treatment is the electric discharge process in which the film surface is exposed to a high voltage corona discharge while 'the film is passed between electrodes located at a certain
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vain distance from one another. After this elec-
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truncates the surface Ci. ' the backing film may be the, 41çltue e of the composition according to the invention which then adheres more to the treated surface of the film.
For this application requiring an even more gland of the r <- '' element to the film, that is to say greater than that ': Ssu1 tFJnt of the treatment of the surface of the saddle by 2n of the above procedures, one can resort to a lying down. it 2 intermediate snow improving the adhesion of the coating material according to the invention to the film, Dpn-6 casp the film is treated first ppr one of the processes ei- above, paznnilesquels which process it electronically is '' referred, to create more active sites of adhesion which promotes adhesion of the anchor layer), then the treated surface of the film is coated with a con @ @ue of anchoring material.
These anchoring materials are
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c1.1siques and are, for example, alkyl titanates or Pf> y (ethylene imines). A particularly effective anchoring layer for the purposes of the invention consists of olY (Áthylèneimine). This anchoring imine constitutes a general adhesion surface allowing the certain anchoring of the bzz cofiposition coating according to the invention which is subsequently applied. The anchor layer is applied to the electronically treated backing film using a conventional solution for applying a solution.
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tion, pnr example a contact roller. An effective coating solution of poly (4-ethylene) in an aqueous or organic medium, such as ethanol, has, for example, a concentration of about 5% by weight of poly (ethylene 1 in).
It is possible to apply the compositions of re-
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garment according to the invention on the surface of a backing film treated from a non-knotty solution using, for example, various organic solvents such as alcohol, ketones, esters, etc.
However, the fact that the coating compositions according to the invention can, as indicated below, contain collolded inorganic materials and the fact that these are difficult: to maintain in a good state of dispersion in organic solvents,. It is preferable that the coating compositions according to the invention are applied from a knotty medium and preferably from an aqueous solution. alkaline.
The solution of the terpolymer, preferably in an alkaline aqueous medium an ammoniacal solution., Is applied to the treated surface of a film by any suitable method, for example by means of an etching roller or of a roller. applicator roller, or by immersion, spraying, etc. The excess of the aqueous solution can be removed by means of squeeze rollers, scrapers, etc.
The coating composition should be applied in such an amount that on drying it forms a uniform layer 0.5 to 1 micron thick, i.e., about 0.4 to 0.8 g per. 6450 cm2 when both sides of the film are treated. '. In general, the thickness of the applied layer is sufficient to impart the. backing film the heat settability and rigidity which are required.
The coating deposited on the membrane, for example by means of an ammoniacal solution of the terpolymer, is then dried in hot air or under the effect of heat radiation or in any other suitable manner. Consequently
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on drying, ammonia is released and leaves a water-insoluble, clear, adherent and glossy layer on the film which can be used, for example, for packaging.
According to another embodiment of the invention, a component which confers hot slipability, that is to say satisfactory slip properties when the film is coated, is incorporated into the coating composition. wrapping or partially wrapped package come into contact with the sealing members of a wrapping machine, for example heated plates, etc. Slippage is usually defined quantitatively as the coefficient of friction at operating temperature and pressure.
In order to obtain a coated packaging film having the above properties, a composition made of the terpolymer, as defined above, is applied to the film as a constituent capable of forming a film and of imparting heat sealability, as well as a finely divided, solid, water-insoluble inorganic material, such as colloidal silica, imparting hot slip ability.
Other finely divided inorganic materials which can be used to improve hot slip ability are such water insoluble solids, such as diatomaceous earth, calcium silicate, bentonite and clays. In order to provide maximum efficiency, this finely divided inorganic material preferably has a particle size of 10 to 200 millimicrons. and an alkali stabilized silica dispersion is the preferred composition for this purpose. ,
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The amounts of each constituent necessary to impart the most favorable hot slip properties depend on the nature of the material used,
coating composition and other variables depending on the nature of the composition and the performance of the process, it is preferable to use the slip-imparting agent, due to 30-60% and more preferably about 35 to 45% by weight of the terpolymer.
Blocking tendency is the tendency of a film to adhere to itself when two or more film surfaces are held under pressure, for example, when the film is stored in a roll condition. This tendency is accentuated at high temperatures and humidity.
Under normal storage conditions, maximum temperatures are 37.8 to 43.3 C, while relative humidity can reach 90 to 100%. Under these conditions, it is desirable that the coated films do not adhere to each other, i.e. resist blocking. Otherwise, when the film is stored on a roll, the layers will adhere to each other and the film cannot be unrolled easily for use.
The antiblocking agents which can be used contain waxes and waxy compounds in a finely divided state which melt at temperatures above the maximum temperatures existing during storage of the films and do not dissolve in the terpolymer at this temperature.
Specific examples of these waxes are natural waxes like paraffin wax, microcrystalline wax, beeswax, carnauba wax, Japanese wax, mountain wax, etc. and synthetic waxes like oil
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of hydrogenated castor, chlorinated hydrocarbon waxes,. long chain fatty acid amides, etc.
The above waxes, incorporated in the compositions 1 according to the invention, not only prevent blocking, but also improve the cold slip of the coated films, i.e. the ability of the films to slip in a smooth manner. satisfactory on surfaces at about room temperature. e film of thermoplastic material of a particular type which can be advantageously coated by means of the compositions according to the invention is the film of po-. isotactic lyoronylene which has undergone molecular orientation.
After the extrusion of the supporting polypropylene film by a conventional process, this film is heated and soldered.
Bise to molecular orientation by stretching lengthwise and broadly. The resulting oriented film has significantly better tensile and stiffness properties.
However, it is difficult to heat weld by conventional processes because at the required welding temperature of around 177 ° C, the film becomes disoriented and shrunk, so that it breaks and tears. However, when such an oriented film undergoes a surface treatment as described above and is subsequently coated with the new coating compositions, it can be welded at temperatures low enough to prevent shrinkage of the substrate. that is, oriented polypropylene film.
As indicated above, conventional polymerization procedures can be used for the formation of the terpolymer of the coating compositions according to the invention, for example solution, bulk or emulsion polymerization.
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However, the preferred mode of polymerization for the purposes of the invention is emulsion polymerization as precise !? in the following example ..
Example 1.,
1.2 liters of water containing 3.0 g of an emulsifier sold under the name Gafac RE-610, which is a mixture of phosphoric acid esters, and 1.8 g of persulfate are introduced into a reaction vessel. ammonium as the polymerization catalyst. The reaction vessel is then heated to a temperature of about 80 ° C. while stirring its contents. The following compounds are then added to it in fractions over three hours with stirring: a) 216 g of methyl methacrylate b) 366 g of methyl acrylate c) 18 g of methacrylic resolves d) 2.2 g of ethyl mercaptoacetate as a molecular weight regulator.
After the end of the addition of the monomers, the reaction vessel is maintained at the reaction temperature of 80 ° C. for a further 30 minutes. At the end of the reaction, the product consists of a latex comprising 33% solids, namely one part of resinous terpolymer to two parts of water.
The latex produced by the reaction is diluted while still at 80 ° C. with 1.2 liters of water containing 21.2 g of ammonia in solution. The mixture is stirred for 1 hour at 60 ° C. 70 C, then allowed to cool to room temperature. The product is a knotty ammoniacal solution of a methyl methacrylate / methyl acrylate / methacrylate terpolymer having a viscosity of 20 centipoise (at 25 ° C), this solution containing 20% of the resinous terpolymer and 600% of the resin. amount
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of ammonia theoretically required for the neutralization of the acid radicals of the terpolymer. The dried terpolymer has an intrinsic viscosity of 0.28 and a resolves index of 20.
40 parts (per 100 parts of the terpolymer) of an aqueous dispersion (at 30% solids) of an alkaline stabilized colloidal silica sold under the name Syton are added to the aqueous ammoniacal solution of the terpolymer (a), and (b ) 10 parts (per 100 parts of the terpolymer) of an aqueous dispersion (at 11% solids) of Carnauba wax so as to form a dispersion of wax and silica in the aqueous ammoniacal solution of the terpolymer.
Example 2.
The procedure of Example 1 is applied under the same conditions for the interpolymerization and the formation of the composition, the difference being that the monomers are as follows:
Methyl methacrylate: 330 g Ethyl acrylate: 252 g
Methacrylic acid: 18 g Example 1.
The procedure of Example 1 is applied under the same conditions for the interpolymerization and the preparation of the coating composition, the difference being that the monomers are as follows:
Methyl methacrylate: 396 g
Butyl acrylate: 186 g
Methacrylic acid: 18 g Example 4.
The procedure of Example 1 is applied under the same conditions for the interpolymerization and the preparation.
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of the composition of coatings lp difference being that the monomers are as follows:
Methyl methacrylate: 177 g
Methyl acrylate 64.5 g
Methacrylic acid:
24 g
Acrylic acid 12 g
Each of the coating compositions is applied
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shown in the above examples on the test surface of biaxially oriented polypropylene film approximately 17.8 m thick. The? film is made
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of polypropylene sold under the nos of Eastman Tenite z.23 DF. which is a non-slip polypropylene having a high isotactin content and a melt index of 4.5. The film after extrusion is biaxially oriented by the procedures described above. The coatings are applied by means of a conventional engraving roller coating apparatus.
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sinue following the current procedure.
Prior to the application of the test, the film is treated as described above by exposing both sides to electronic treatment and
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deposit on the electronically treated surfaces of a solution of a pmly (thy3.ne imine) comprising Oe5% by weight of the polyfthy7.ene imine) in a mixture of 85 d9eail and 15% d) ethanol The total weight of the coating is found in the surface of the oriented film, roughened and carrying the da.:r:ge layer, is, after drying of the film, of approximately 0.0 g per 6450 growth 2 of film after treatment on both sides,
The films: coated are then subjected to various tests, the results of which are specified in the table
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following.
As a comparison, an uncoated oriented polypropylene film is subjected to the same tests and the requirements are also given: in the table, '2'.
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Board
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Film from. Polypropylene oriented Film '1 ", p.> Y.1: 1Jr'C? \ (t': r: '::; :: {' balanced and uncoated otâ.l: 3.bl, <fe <: ' ? t d-'GVI} ('' iùê Coating '47 R ¯Rf'h l1G.:, ":. te (! eir \ <"; kll.i ";" rl ':'; .. ::! .1imt. Of exeiz- of P ex!?!> "... f1.8 JI ': .. ::; E; 11'- of 1" exeia- -ole 1 ... J4.'Î .- 5a. Z? ¯¯ 1> µ> ± ¯é Thickness, !! will link 21.1 22.9 2 $>, W;,;, s '=.;.':.
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<tb>
Resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> traction
<tb>
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kg 1 cm2 1830 1760 iv19µ 1685 1900 Tensile strength by impact ewkgm / cm3 11, S 101 11510 11.8 11 (
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<tb> Elongation <SEP> at <SEP> the <SEP> break, <SEP> $ <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 65 <SEP> 60 <SEP> 65
<tb> Traction <SEP> module <SEP>,
<tb> in <SEP> kg <SEP> / <SEP> cm2 <SEP> 8 <SEP> 29.200 <SEP> 31.700 <SEP> 30200 <SEP> 29500 <SEP> 30200
<tb>
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Coefficient of friction 0.50 Oe2O 0 d 2.3 Oa25 ouzo
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<tb> Luster, <SEP> Gardner <SEP> to <SEP> 45 <SEP> 90 <SEP> 88 <SEP> 86 <SEP> 89 <SEP>. <SEP> 88
<tb>
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Opalescence, Gardner, $ 1 1 2 1 1 Ut> 'Temperature minliritua de ** "*' hot welding OC ia4 99 98 96 100:
.. ,, '"' '
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<tb> '<SEP>. <SEP> and <SEP>
<tb> Resistance <SEP> of a <SEP> 'weld
<tb>
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made hot in g te eu .. by 2, 54 cm current 4> * 0 150 170 190 l, G bzz Temperature interval '... 4 for hot welding OC bzz 39, S 39 39 39. ..
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<tb>
Resistance <SEP> to <SEP> blocking <SEP> good <SEP>. Excellent <SEP> good <SEP> fairly <SEP> good <SEP> good ...
<tb>
Slippage: <SEP> to <SEP> hot <SEP> very <SEP> mediocre <SEP> excellent <SEP> good <SEP> good <SEP> fairly <SEP> good
<tb>
* Temperature at which a weld is obtained having a resistance of 75 g / 2.54 cm current after 2 seconds of residence, under a pressure of 100 g / 6.45 cm2
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* Welding at 1100C for 2 seconds under a pressure of 100 g / 6e45 ce.
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It emerges from the above data that the orientated polypropylene peN :: xle of the polymer composition according to the invention has an excellent resistance: ... near welding, namely 75 g = 3 It is suitable for most industrial applications in the weather. relatively few res 4; lifted while the uncoated specimen cannot. be welded at these temperatures.
The blocking resistance of the coated film
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7.80C dpnR A relative humidity of 90 is excellent. Coated film also has excellent heat-freezing properties at temperatures of the probe element; 3rd normal of an industrial packaging machine.
The cold slip properties of the film
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coated are 2mliorées, as it emerges from the comparison of the frottenent coefficients indicated in the table above.
An additional advantage resulting from the use of the new coatings is 1- * increasing the range of welding temperatures, that is, the range of temperatures in which satisfactory welds can be obtained without burning or otherwise destroying. film.
For example, the film specimen bearing the coating formed as in Example 1, can be welded satisfactorily at temperatures as low as 98.9 C or as low as 98.9 C.
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rising to .3?, 8 C or even more, without the backing film being burnt. In contrast, an analogous sample of an uncoated oriented polypropylene film according to the invention can only be welded at a temperature of 176.7: t 2.7 C. Below this. temperature welding does not take place and beyond this the film is broken and torn.
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Although various embodiments and d> .â.i, s, f1i "rJ \ ,; t; described to illustrate 1 ':' !. nvE.'nt1on; il vs de soi bare s: e :, â, . is susceptible to many% Faî -, -, r4'eîr, and modificptio.1. '
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come out of its cedar.
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R E V END ICA f 7 0 N S.
1. A coating composition which provides a pure heat-weldable coating to the surface of a backing film, characterized in that spindle is taken from a polymer formed by interpolymerization of
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a) about 2 to 15 parts by weight of a carbon acid
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α, -monoteethyl6nlque unsaturated boxyl; b) about 85 to 98 parts by weight of neutral mono-mer esters comprising an alkyl acrylate and methacrylate methyl.
2. A coating composition according to claim 1, characterized in that the lucid unsaturated cpyboxyliou is selected from the class. rrt> e by P cic1e acrylic and mpthac acid: ry1if '! u? - 3. CDpo3ition vô coating according to claim 1. arnetcrisee that the alkyl riiêthqerylate is the ilFtZdt '$ rû of m4thyleo 4. Coating composition according to the claim 1, ea.1 * actr'ris4e in that 1' Alkyl acrylate is selected from the class consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate and butyleo aerylate
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5.
Thermoplastic film are hot welded,
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This comprises an oriented polyolefin backing film, the surface of which has been treated to improve the adhesion of a coating, a.n.s: L as a layer of a compound.
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ur coating sition:! 1i \ ÜipolJ''11È! 1;, e following lp resells! "cption. nl3n p on one side.
6. P0U.j ç.Ú!;> J) ', ":". LC1P'L? f "t1f! .lU according to claim 5 ,. 'x1f'a s;,' ':;, .f' :? en. c '' '' -'ne J, F surface of the support film e -ri 1., ".... <¯ k.;, 73 .¯" '2?' un Gx a '.à, ic.'.; ' s., jnf'1 F2.1.e1. '' tvY't ni rl vee Ii "P iiiàT 1" r 1 3>: 1. 1 t 1 is coated 1Jlâzlc layer tg2.ttlrt with a solution this é. ': x iy' i.C '....? # ié?. "i? 7¯ ±' and; 'ï' <Pre't. '' c '*: 1 {:: J'i cr01 a' 1.; I'c 'se py:,?' '-'. ¯ '\ ll Soudafe?' ; 1 ':: 4 =.'. L ;; "). O \ 9: j, t?: Ar, i: .'- 'ietTter? .A ï. Ü' .'2Y'r .F '. ; .-.,: i.
Sz <= u ±> (1) of sustains the surface of 2 layers at a ta.w ¯: 1,. "';; ni; ré; surfr-ce proper to 1,' pdhopion, (2) we coat ('; (,,!; (: 3'.f? .- <pu moye .." Pun: =. Z.} 7CJZ.iPl '.' Sa 0udflI \ t: 3 CÔiill ± 1 <, -. T: Î. "W; g '.; T;, 3:' ?!} .- '; E> ÉIQ bj ,,:. (';> ce, fj, u5. s a tewpé "aÉU9 @ (le souf1p /:.:> inf' /. j e'1.,. oe to 1, v. i1; e" 1r ; "ç 'tu' e de ramol1i:. :: serr! fm de 11" 5 'i "4iF ,? and: ..) in dry 1? - 1'12110' i; e''1ent se 5G't ..iân # â4 hot.
8..: T; '. A .ß / if3'. 'T' = '.t> FT' "ß'fl3 '). (A) about 2 to 1 5 j in' P ('i (; sd 'in acid c <:' 1: h) xJ'li: 'u'?; 3 unsaturation f% giY'Iâ'3fr '' lP lenic and (b) about 85 P 98% by weight of neutral monomeric esters s coaipr.5nt ('t.) un fjr <tt1m> y1.B, "!:.? ee (2) un Eerylé1te;. B wÇ, 9. Solution 1'.t;,;' 1, i" ' i} s f1! -] 1: ('> niacale d.vt1'-l terpolypière sta3 .. vrnt 1>' 'jFF = Wa. .7i: .i) â'a. 8.
100 Knotty solution ammOnif.H: r.1.e of the terpolymer according to claim 8, addi tionn4 ;; of an agent preventing the,?.: C3'F 'eo il. Solution i ## fi = :; oxJ, a.-2al; of the terpolymer following the â ... :: ia x, â.r 8 added "?" - "an effective amount of a ggent: .i; 1; 8 = '. =: .i the ability pu gliî! ST - '' i? nt hot.