Brevet FR2010272A1 — publié le 19700213

~1" 2010272,, , L'invention concerne un procédé pour,le traitement superficiel d'une feuille étirée de polypropylène, de ses copolymères ou des mélanges de polymères ayant au moins 60% en poids, par rapport au total du polymère, de propylène ou des feuilles de 5 polyesters, tels que du téréphthalat.e de polyéthylène, mais particulièrement d'une feuille étirée biaxialement en polypropylène isotactique en vue d'une amélioration du pouvoir d'adhérence vis-à-vis d'une enduction thermosoudable, notamment d'une enduction de copolymères du chlorure de polyvinylidène au moyen d'un trai-10 tement Corona à température ambiante ou à température plus élevée en présence de gaz . On sait qu'une pouche d'un copolymère du chlorure de polyvinylidène ne possède qu'une adhérence très insuffisante sur une surface non prétraitée d'une feuille étirée de matériels du 15 type cité, et surtout dans le cas où la couche a été appliquée à partir d'une dispersion aqueuse . On a par conséquent, prévu des méthodes de prétraitement dont deux ont donné des résultats, c'est-à-dire l'activation de la surface au moyen de traitement par flamme ou l'activation de la surface au moyen d'un traitement 20 Corona . Le traitement Corona s'effectue en général à l'air et/ou en présence d'une atmosphère d'halogène. Dans ce cas on sait également que lors d'une décharge Corona à l'air on peut réaliser des améliorations d'adhérences par une augmentation de la tem-25 pérature . Les améliorations sont cependant trop faibles pour la plupart des champs d'application, notamment dans le cas où la décharge s'effectue à des fréquences moyennes . Le traitement Corona en présence d'halogène a amélioré les valeurs d'adhérence en donnant des valeurs convenables pour des applications techni-30 ques . Mais ce pré-traitement a entraîné, outre une reactivité élevée, une toxicité et une intensité de l'odeur des gaz, et,également de nombreux autres inconvénients.î Ainsi, 1'étanchéisation et l'élimination du gaz ont demandé beaucoup de travail technique . En outre il se produisait des corrosions remarquables des 35 pièces de machine, surtout quand on travaillait à des températures plus élevées, de sorte qu'un tel procédé n'était applicable en son ensemble qu'avec des difficultés techniques . L'invention a donc pour but de développer, en éliminant 69 18544 ~2~ 2010272 ■* : - * les inconvénients suscités, un procédé pour améliorer le pouvoir d'adhérence de la surface d'une feuille étirée composée de polypropylène, de ses copolymères ou de ses mélanges de polymères ayant au moins 60% en poids, par rapport au total du polymère, 5 de propylène, ou des feuilles de polyesters, tels que du polyé-thylènetéréphtalate, mais'surtout d'une feuille biaxialement étirée de polypropylène isotactique vis-à-vis d'une enduction ther-mosoudable. Ôn résout ce problème en ce qu'on effectue un traitement 10 Corona de la surface de la feuille à la température ambiante ou dans la chaleur en. présence de gaz. Le procédé suivant l'invention est caractérisé par le fait qu'on effectue le traitement Corona en présence d'azote'ou d'anhydride*carbonique ou des mélanges d'azote /air ou d'anhydride carbonique/air ayant des te-15 neurs en oxygène allant jusqu'à-15%, de préférence Jusqu'à 10% en volume en appliquant des températures de feuilles dans le domaine compris entre la température ambiante et une -température qui se trouve entre 25° et ^0°C en-dessous du point de ramollissement de la feuille étirée . Lors du traitement les fréquences 20 de décharge sont comprises dans le domaine compris entre 0,1 et 1000, de préférence entre 1 et 100 kHz. Comme matériels d'enduction on peut par exemple utiliser des polyéthylènes haute pression ou basse pression, le chlorure de poiyvinylidène, des copolymères de chlorure de polyvi-25" nyle /acétate de polyvinyle, le chlorure de polyvinyle et ses copolymères ou ses mélanges de polymères qu'on applique par ex-trusion de la masse fondue comme feuille ou à partir d'une solution . On emploie notamment des dispersions aqueuses et on pré-' fère particulièrement l'application d'unê dispersion aqueuse de 30 copolymère de chlorure de poiyvinylidène. On a trouvé de façon inattendue qu'un traitement Corona en présence'd'azote'ou d'anhydride carbonique entraîne une amélioration d'adhérence de 1'enduction sur la surface des feuilles citées'. Cet effet se produisait également lorsqu'on a atténué 35 la concentration d'oxygène de i'air dans la zone Corona, cette atténuation étant obtenue de façon simple par forte insufflation d'anhydride carbonique ou d'azote pur ou commercial,dans la zone Corona. 69 18544 2010272 On obtient en plus une amélioration du pouvoir d'adhérence en amenant la feuille étirée de la température ambiante à laquelle on obtient déjà des valeurs utilisables dans la technique, à des températures élevées jusqu'à environ 25° à 5Q°0 en dessous 5 de la température de ramollissement de la feuille à traiter. Pour cette raison on travaille, suivant l'invention, quand il s'agit par exemple de feuilles biaxialement étirées en polypropylène isotactique, de préférence à des températures allant d'environ 75° à 110°C. Dans le cas de feuilles de polyéthylènetéré-10 phtalate on applique des températures allant d'environ 75° à 160°C. On peut augmenter la température de façon usuelle par exemple à l'aide d'un rouleau convenablement chauffé disposé devant la zone Corona et/ou par une irradiation infrarouge préala-15 ble et/ou par un préchauffage du gaz insufflé dans la zone Corona. Les vitesses de défilement des feuilles à traiter ne sont pas critiques pour le procédé suivant l'invention et peuvent atteindre des valeurs comprises entre environ 5 à 10 m/mn ou plus. 20 Elles peuvent être réglées à l'aide de moyens usuels sur les conditions nécessaires suivant l'invention, comme par exemple la température, l'intensité de traitement etc. Les feuilles préparées suivant le procédé selon l'invention conviennent particulièrement bien à des fins d'emballage. 25 L'amélioration du pouvoir d'adhérence des enductions ther- mosoudables pouvant être réalisées par rapport aux prétraitements connus à l'air ou au chlore, est illustrée par les exemples suivants non limitatifs . — Mesure des valeurs de thermosoudabilité indiquées dans 30 les exemples: L'adhérence est déterminée suivant les valeurs de thermosoudabilité mesurées. Dans ce but on soude à une température de 120°C sous une pression de 0,4- kg/cm pendant 2 secondes sur un appareil Sentinel . La mesure de la solidité de la soudure à 55 chaud est effectuée par un appareil de mesure de la traction dont la vitesse de détachement s'élève à 200 mm/min. EXEMPLE 1- Une feuille de polypropylène biaxialement étirée d'une 9 1854 4 2010272 épaisseur de 20 /i est 'soumise pendant 1/50 sec à une décharge Corona à une vitesse de défilement de 50 m/min. Dans la zone Corona on a introduit intensivement de l'azote de sorte qu'on a obtenu une concentration d'oxygène de 10% en volume. La 5 de fréquence s'élevait à 5 kHz, la distance entre les électrcdcs; et la feuille était de 0,5 mm, la tension entre les électrodes et le rouleau servant d1antipôle était d'environ 6000 Volts. Ensuite on a enduit à une vitesse de défilement de 3Css/ min,d'une dispersion aqueuse de chlorure de poiyvinylidène et 10 on a séché avec de l'air chaud à 135°C. L'épaisseur de la couche appliquée s'élevait à 1,5 /i- Valeur de thermosoudage : 100 g/ 20 mm. Essais de comparaison - Un procédé identique à celui décrit à l'exemple 1 mais 15 avec la différence que la décharge Corona est effectuée dans atmosphère dechlore . Valeur de thermosoudage : 130g/2Q mm. Un procédé analogue à celui décrit à l'exemple 1 mais avec la différence que la décharge Corona est effectuée à l'air-.. 20 Valeur de thermosoudage : 60 g/20 mm . EXEMPLE 2.- On a répété le procédé de l'exemple 1 avec une feuille ©a polypropylène d'une épaisseur de 20 ju, mais avec la différencie que la feuille était chauffée par un rouleau disposé devant le, 25 zone de Corona de sorte qu'elle avait une température de 80°C au moment de la décharge Corona . Valeur de thermosoudage : y 160 g/ 20.mm ( on n'a pu déterminer que des valeurs d'allongement à la rupture ). Essai de comparaison -30 On a mis en oeuvre le procédé de l'exemple 2 à l'air =» Valeur de thermosoudage : 70 g/ 20 mm. EXEMPLE 3.- Dans un essai de laboratoire on a traité une feuille en polypropylène biaxialement étirée d'une épaisseur de 20 ya dsuas 35 un système fermé à une température de 80°C pendant 1 seconde à une fréquence de décharge de 5 kHz. Le traitement a été effectué dans une atmosphère d'azote_pur obtenu par liquéfaction de lsai::. Après enduction au moyen d'une dispersion aqueuse cle bad original 18544 chlorure de poiyvinylidène et après séchage subséquent-la feuille possédait une enduction d'une épaisseur de 1,5 yii. Valeur de thermo soudage : 90g/20 mm. Une deuxième feuille a été soumise au même traitement 5 que ci-dessus, mais avec la différence qu'après mise sous vide de la zone de décharge à une valeur d'environ 60 mm Hg et après remplissage avec de l'azote le traitement a été effectué dans une atmosphère ayant une teneur en oxygène d'environ 4% en volume. 10 Valeur de thermosoudage s 80-90 g / 20 mm. Essai de comparaison - Un procédé analogue à l'exemple 5» mais avec la différence qu'on a travaillé à l'air . Valeur de thermosoudage : 40-50 g/20 mm. 15 Les valeurs absolues de l'exemple 3 ne peuvent pas être comparées à celles de l'exemple 2 puisqu'à l'exemple 3 on a travaillé dans un appareil de laboratoire . EXE5ŒEË4.-' ' Une feuille en polypropylène biaxialement étirée d'une 20 épaisseur de 20 a été soumises à une décharge Corona avec une vitesse de défilement de 50 m/min. On a introduit dans la zone Corona de l'azote de façon intense. La fréquence de décharge s'élevait à 60 kHz. On a muni la feuille, comme décrit à l'exemple 1, d'une 25 couche de chlorure de poiyvinylidène d'une épaisseur de 1,5 /n» appliquée comme dispersion aqueuse. Valeur de thermosoudage : 80 g/20 mm. Essai de comparaison - Un procédé analogue à l'exemple 4, mais avec la différence 30 que la décharge Corona a été effectuée à l'air. Valeur de thermosoudage : 40 g/20 mm. Les valeurs absolues de l'exemple 4 et de l'essai de comparaison ne peuvent pas être mises en rapport avec celles des exemples 1 et 2 et leurs valeurs de comparaison puisque les derniè-35 res ont été obtenues au moyen d'un générateur de fréquence moyenne de la firme Radio Energie et les premières au moyen d'un générateur du type T 600 de la firme Vetaphon. .. EXEMPLE 5.- Toutes les feuilles obtenues suivant les exemples 1 à 4 et 69 18544 "5" 2010272 * les essais de comparaison ont été soumises pendant 7 jours à une température de 25°C et à une humidité relative de 85 %• Aucune des feuilles n'a présenté une diminution des valeurs de thermosoudage . 5 EXEMPLE 6.- - On a travaillé de façon analogue aux conditions de l'exemple 1, mais avec la différence qu'on a utilisé de l'anhydride carbonique au lieu d'azote . Ensuite on a enduit d'une dispersion aqueuse de chlorure 10 de poiyvinylidène à une vitesse de défilement de 30 m/min et on a séché à l'air chaud de 135°C. L'épaisseur de la couche appliquée s'élevait à 1,5 /u* "Valeur de thermosoudage : 90 g/20 mm. EXEMPLE 7.- 15 On a répété le procédé de l'exemple 2 avec une feuille de polypropylène d'une épaisseur de 20 ja , mais aveç gérance qu'on a introduit dans la zone Corona de 11 anhydride p.aThnni au lieu d'azote . _ _t.. ... Valeur de thermosoudage : y 140 g/ 20 mm ( valeur d'allcn-20 gement à la rupture ). EXEMPLE'8.- On a répété le procédé de l'exemple 7, mais avec la différence qu'on a enduit d'une dispersion aqueuse d'un copolymère du chlorure de vinyle et de l'acétate de vinyle. 25 Valeur de thermosoudage : ^ 140 g /20 mm ( valeur d'allon gement à la rupture ). Essai de comparaison : Les mêmes conditions du procédé tel que décrit à l'exemple 8, mais avec la différence que la décharge Corona a été effectuée 30 à l'air de 80°C . Valeur de thermosoudage : 30 g / 20 mm. On a également obtenu de bons résultats du pouvoir d'adhérence suivant le procédé conforme à l'invention en utilisant des feuilles étirées de copolymères et de mélanges de polymères ayant 35 une portion, par rapport au polymère total, de 60% en poids de polypropylène, ainsi qu'en utilisant des feuilles de polyester, notamment des feuilles de polyéthylènetéréphtalate. 69 18544 -7- 2010272 -EBÏEÏtDIOATIOIJB-1.- Un procédé pour le traitement superficiel d'une feuille étirée composée de polypropylène, de ses copolymères ou des mélanges de polymères ayant au moins 60% en poids, par rapport au 5 total du polymère, de polypropylène, ou des feuilles de polyesters, tels que du téréphtalate de polyéthylène, mais particulièrement d'une feuille biaxialement étirée en polypropylène isotao-tique en vue d'une amélioration du pouvoir d'adhérence vis-à-vis d'une enduction thermosoudable, notamment d'une enduction de 10 copolymères du chlorure de poiyvinylidène, au moyen d'un traitement Corona à température ambiante ou à température plus élevée en présence de gaz, caractérisé en ce qu'on effectue le traitement Corona en présence d'azote ou d'anhydride carbonique ou des mélanges d'azote /air ou d'anhydride carbonique/air ayant des 15 teneurs en oxygène allant jusqu'à environ 15%» de préférence jusqu'à 10% en volume à des températures de feuilles dans le domaine compris entre la température ambiante et une température qui se trouve de 25° à 50°C au-dessous du point de ramollissement de la feuille étirée . 20 2.- Uh procédé selon la revendication A , caractérisé en ce qu'on travaille à des fréquences de décharge dans le domaine compris entre environ 0,1 et 1000, de préférence entre 1 et 100 kHz.