Brevet FR2128105A1 — publié le 19721020

L'invention, qui résulte des travaux de Messieurs Jean Claude BERNARD et Alain SENEZ, concerne un procédé permettant d'obtenir des films en polyoléfines aisément déchirables dans toutes les directions. Il est connu de fabriquer des films en polyoléfines au moyen de techniques d'extrusion de films à plat ou, plus couramment, de techniques d1extrusion-soufflage de gaines tubulaires ; ces dernières peuvent ensuite être fendues en longueur afin d'obtenir des films plats. Cependant, même lorsqu'ils ne sont pas étirés après ltextrusion, les films obtenus par l-'une ou l'autre de ces techniques présentent une résistance à la déchirure modérée dans les directions parallèles au sens de l'extrusion et une résistance à la déchirure importante dans les directions perpendiculaires à ce sens. Ces films sont en outre caractérisés par un allongement à la rupture très élevé, de l'ordre de plusieurs fois.Du fait de ces propriétés, ces films ne peuvent pas être commodément utilisés dans les applications qui-nécessitent la découpe aisée de longueurs variables de film, en particulier dans des utilisations ménagères telles que ltemballage d'aliments. Dans ces applications, il est en effet commode que le film puisse être découpé, sans déformation, par simple traction du film appliqué contre une arête tranchante. La demanderesse a maintenant trouvé un procédé permettant d'obtenir des films en polyoléfines présentant une bonne aptitude à la déchirure dans toutes les directions du plan des films, ce procédé consistant à soumettre des films en polyoléfines obtenus par extrusion à un rayonnement ionisant d'une densité inférieure à 10 mégarads, Le rayonnement ionisant mis en oeuvre peut être constitué par tout rayonnement susceptible de provoquer des ionisations au sein des polyoléfines, Il peut notamment consister en des radiations électromagnétiques de haute énergie,telles que des rayons gamma, ou être formé par des particules de haute énergie, telles que des électrons dans le cas des rayons becta ou telles que des neutrons ou des protons. Le procédé est particulièrement applicable à des films minces, possédant une épaisseur de l'ordre de 10 à 20 microns ; ces films, avantageusement constitués par du polyéthylène d'un poids spécifique supérieur à 0,94 g/cm3, sont le plus souvent obtenus par extrusion-soufflage d'une gaine qui peut ou non être fendue longitudinalement afin d'obtenir un film plat. Dans le cas de ces films minces, la demanderesse a constaté qu'il était favorable, afin d'éviter la formation de films trop fragiles, de limiter la densité du rayonnement ionisant à une valeur comprise entre 1 et 5 mégarads et de préférence comprise entre 2 et 4 mégarads. Le procédé de l'invention est avantageusement mis en oeuvre dans des conditions telles que le film ne soit pas en contact avec des quantités importantes de substances telles que l'oxygène qui sont susceptibles de réagir avec les polyoléfines au cours de l'irradiation. Ces conditions sont réalisées d'une façon simple lorsque le film est plié ou enroulé sur IuimeAme, seules les parties extérieures de la pile ou du rouleau étant alors en contact avec l'atmosphbre ambiante. Les films en polyoléfines traités conformément à l'invention présentent une bonne aptitude à la déchirure dans toutes les directions. En effet, leur résistance à la déchirure est modérée, quelque soit la direction dans laquelle l'effort de cisaillement est exercé. De plus, l'allongement à la rupture de ces films est très fortement réduit. Grâce à ces deux propriétés combinées, les films traités selon l'invention se déchirent aisément sans se déformer. Le procédé de l'invention présente en outre l'avantage de ne pas modifier les qualités de toucher et de transparence des films. Exemple On traite un film de 20 microns d'épaisseur, obtenu par extrusion-soufflage d'une gaine fabriquée à partir d'un polyéthylène possédant une densité de 0,960 g/cm3 et un indice de fluidité IF2 de 0,6. Des rouleaux de ce film, d'un diamètre de 10 am, sont irradiés par des rayons bêta provenant dTéléments radioactifs, avec des densités croissantes comprises entre l et 5 mégarads. Les propriétés mécaniques des films irradiés ainsi obtenus figurent dans le tableau ci-après. Comparativement au film nonirradié, on voit que les films traités selon l'invention conservent pratiquement certaines propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction au seuil d'écoulement, la résistance à la traction à la rupture et le module de traction à l'origine. Par contre, la résistance à la déchirure dans les directions perpendiculaires au sens de l'extrusion, très élevée pour le film non traité, est considérablement diminuée pour les films traités selon l'invention ; la résistance à la déchirure dans les directions pa rallèles au sens de l'extrusion n'est que légèrement diminuée. On voit également que l'allongement à la rupture est considérablement diminué, quelque soit la direction dans laquelle l'effort de traction est exercé. Les rouleaux des différents films sont également soumis à un essai pratique qui consiste à les placer dans un distributeur muni d'une arête tranchante, le film devant normalement pouvoir être découpé par déchirement contre l'arête. Dans ces conditions, on eons- tate qu'il est impossible de découper le film non irradié, celuici ne se déchirant que sous l'effet d'une très forte traction tout en se déformant considérablement.Par contre, les films irradiés se découpent à 1'endroit désiré, sans aucune difficulté et sans se déformer. Dansités d'irradiation (mégarads) 0 1 2 3 4 5 Direotion parallèle à l'extrusion. - Résistence à la traction au seuil d'écoulement (kg/cm2) (1).................... 350 360 340 350 - - Résista@ce à la traction à la rupture (kg/cm) (1) ................................ 305 280 265 305 350 315 - Allongement à la rupture (1) .............. 400 300 220 40 10 10 - Résistance à la déchirure (g/25) (2) ...... 17 16 13 12 10 6 - Module de tractionà l'origine (kg/cm) (3). 11500 9500 10500 10700 10700 11700 Direotion perpendiculaire à l'extrusion. - Résistance à la traotion au seuil d'écoulement (kg/cm) (1) ................... 340 355 - - - - Résistance à la traction à la rupture (kg/cm) (1) ................................. 295 300 340 310 325 300 - A@ongement à la rupture (%) (1) ........... 400 70 10 10 10 10 - Résistance à la déchirure (g/25) (2) ...... 400 200 56 30 20 15 (1) Mesure effectuée avec un appareil Zwick, sur des éprouvettes haltères possédant une partie oalibrée de 1 cm, la vitesse de traction étant de 100 mm par minute. (2) Mesure effectuée avec un déchiromètre Lhomargy, selon la méthode d'Elmendorf (norme ASTM D 1922 67). (3) Mesure effectuée avec un appareil 2wick, sur une bandelette de 300 mm de partie calibrée, l'allongement étant inférieur à 1 % et la vitesse de traction étant de 5 mm par minute. REVENDICATIONS 1/ Procédé permettant d'obtenir des films en polyoléfines présentant une bonne aptitude à la déchirure dans toutes les directions du plan des films, ce procédé consistant à soumettre-des films en polyoléfines obtenus par extrusion à un rayonnement ionisant d'une densité inférieure à 10 mégarads. 2/ Procédé revendiqué en 1/, caractérisé en ce que les films soumis à l'irradiation ne sont pas en contact avec des quantités importantes de substances telles que l'oxygène qui sont susceptibles de réagir avec les polycléfines au cours de l'irradiation. 3/ Procédé revendiqué en l/, appliqué à des films d'une épaisseur de 11 ordre de- î6 à 20 mitrons, la densité du rayonnement ionisant étant comprise entre 1 et 5 mégarads. 4/ Procédé revendiqué en l/, appliqué à des films d'une épaisseur de l'ordre de 10 à 20 microns, la densité du rayonnement ionisant étant comprise entre 2 et 4 mégarads. 5/ Procédé revendiqué en 1/, appliqué à des films ayant une épais- seur de tordre de 10 à 2Q microns, constitués par du polyéthylène d'un poids spécifique supérieur à 0,94 g/cm3. 6/ A titre de produits industriels nouveaux, les films traités conformément au procédé décrit dans 1 t une quelconque des revendications précédentes,