Brevet FR2475457A1 — publié le 19810814

La présente invention concerne des films grainés obtenus à partir de copolymères éthylène-propylène, leur procédé de fabrication et une instal- lation pour la mise en oeuvre dudit procédé. Le grainage est une opération qui consiste à former à la surface d'un film des motifs en creux et en relief. Ces motifs sont généralement régulier& de faibles dimensions et peu profonds. Ils ont pour but d'accroître la souplesse du film et de conférer à celui-ci une texture dont le toucher ressemble à celui du tissu. Il est connu d'effectuer cette opération de grainage sur des films de polyéthylène basse densité radicalaire obtenus par extrusionsouf- flage d'une gaine d'épaisseur voisine de 25 à 30 microns. La gaine obtenue est coupée longitudinalement en deux films ayant ladite épaisseur. Chacun de ces films est alors soumis, soit en ligne (c'est-à-dire directement après coupage de la gaine) soit après reprise du film stocké sur des rouleaux, à l'opération de grainage par passage à travers un appareil comprenant des dispositifs de maintien de la tension du film, de chauffage du film, de récep- tion du film grainé, l'organe principal d'un tel appareil étant constitué d'un rouleau graineur portant des motifs gravés en creux ou en relief sur lequel le film est appliqué au moyen d'un rouleau presseur. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 3.950.480 décrit un tel procédé de grainage dans lequel le film passe dans une zone de chauffage puis sur un rouleau graineur. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3.857.144 décrit également un procédé de grainage sur un film double obtenu par pinçage d'une gaine provenant de l'extrusion-soufflage. Le film double grainé obtenu est ensuite séparé en ses deux parties par soufflage d'air, le grainage à froid facili- tant cette opération. Le produit obtenu sert à la confection de sacs. Les procédés selon l'art antérieur présentent principalement deux défauts: la reprise d'un film après coupage d'une gaine et enroulage est une opération intermédiaire coûteuse; l'obtention de films de très faible épaisseur (inférieure à 25 microns) dans des conditions industrielles (marche par extrusion-soufflage ininterrompue de plusieurs heures) est en pratique très difficile avec les films de polyéthylène obtenus par voie radicalaire. On a maintenant trouvé qu'il est possible d'obtenir des films grainés en ligne dont l'épaisseur est inférieure ou égale à 24 microns et qui sont obtenus à partir d'une gaine d'épaisseur inférieure ou égale à 12 microns obtenue par extrusion-soufflage de certains copolymères éthylène- propylène. Le film ainsi obtenu est donc un film double épaisseur qui, après 2 2475457 grainage, est bloqué, c'est-à-dire ne se sépare pas en les deux films qui lui ont donné naissance. La présente invention a donc pour objets - premièrement des films grainés obtenus à partir de copolymères éthylènepro- pylène caractérisés en ce que lesdits copolymères ont une masse volumique p comprise entre 0,900 et 0,935 g/cm3, un indice de fluidité compris entre 0,4 et 2 dg/mn, un taux m de groupes méthyle compris entre 22 et 62 pour 1000 atomes de carbone, et tels que leur masse volumique et leur taux de groupes méthyle satisfont la relation 0,9534 $ p + 0,83 m l'invention, comprenant une boudineuse en amont d'un dispositif d'extrusion- soufflage, caractérisée en ce qu'elle comprend directement en aval du dispositif d'extrusion-soufflage, un dispositif de grainage comprenant au moins un rouleau graineur et au moins un rouleau presseur. Les copolymères à partir desquels sont obtenus les films grainés selon l'invention peuvent être produits par copolymérisation de l'éthylène et du propylène dans au moins un réacteur comportant au moins une zone, à une comprise température comprise entre 1800 et 320'C et sous une pression/entre 300 et 2500 bars, au moyen d'un système catalytique de type Ziegler, comprenant d'une part au moins un activateur choisi parmi les hydrures et les composés organo- métalliques des métaux des groupes I à III de la Classification Périodique et d'autre part au moins un composé halogéné de métal de transition, le flux gazeux alimentant le réacteur étant consitué en régime stationnaire de 65 à % en poids d'éthylène et de 15 à 35 % en poids de propylène et le composé halogéné de métal de transition comprenant un composé complexe de formule (MCla) (MgX2)y (AlCl3)z (E'MgX) b - dans laquelle M est un métal choisi parmi le titane et le vanadium, X est un halogène, R est un radical hydrocarboné, 2 et 0 $ b Le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir un film double 3 2475457 épaisseur directement grainé sans reprise sur des rouleaux de stockage et sans coupe longitudinale de la gaine obtenue par extrusion-soufflage. Le rouleau graineur porte sur sa surface des motifs dont la dimension peut être comprise entre 10 microns et 10 millimètres. La distance entre la sortie de l'extrudeuse et le rouleau graineur est réglable et comprise, par exemple, entre 2 et 8 m pour une vitesse de défilement comprise entre 5 et 120 m/mn (débits compris entre 10 et 300 kg/h). De préférence, elle est telle que la température de la gaine soit abaissée jusqu'à une valeur comprise entre 60 et 90'C au niveau du rouleau graineur, et ceci compte tenu de la vitesse de défilement qui sera également réglie dans-le même but. Si besoin est (vitesse de défilement élevée et distance extrudeuse-rouleau graineur faible) un dispositif de refroidissement de la gaine sera prévu en amont du rouleau graineur. A l'opposé on pourra, si nécessaire, adapter aux rouleaux presseur et/ou graineur un système de réchauffage. Avant passage entre un rouleau presseur et un rouleau graineur, la gaine soufflée peut être préalablement pincée entre deux rouleaux pinceurs. Cette disposition est intéressante dans la mesure o elle peut éviter une déperdition de l'air de soufflage. La température du film au passage entre ces rouleaux pinceurs additionnels doit être supérieure à 600C, de préférence comprise entre 60 et 90'C. Comme il est connu en soi, le film grainé est bobiné dans une station d'enroulement puis stocke. Les films grainés selon la présente invention possèdent un excel- lent toucher comparable à celui du tissu et une grande souplesse qui leur permettent de trouver une application intéressante dans la confection de couches pour bébés. L'installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend un dispositif d'extrusion-soufflage associé à une boudineuse et, directement en aval de ce dispositif à une distance réglable et comprise entre 2 et 8 mètres environ, fonction des conditions de mise en oeuvre du procédé, le dispositif de grainage constitué d'au moins un rouleau graineur et d'au moins un rouleau presseur. Accessoirement ladite installation peut comprendre, en amont de ce dispositif de grainage, un dispositif de pinçage constitué de deux rouleaux pinceurs. Les rouleaux graineur, presseur et pinceursont une longueur sensiblement égale à la largeur du film. Les rouleaux presseur et pinceurs sont de préférence caoutchoutés. Si nécessaire, les différents Bouleaux comprennent un système d'échange thermique permettant leur maintien à la température désirée. Bien évidemment une telle installation comprend, en aval du dispositif de grainage tous dispositifs permettant le maintien de la tension du film et l'enroulement dudit film. Les exemples suivants ont pour but d'illustrer l'invention. EXEMPLE 1 On utilise un copolymère obtenu par copolymérisation de 85 % en poids d'éthylène et 15 % en poids de propylène en présence de catalyseurs de type Ziegler, ayant une masse volumique de 0,934 g/cm3, un indice de fluidité (mesuré selon la norme ASTM D 1238-73) de 0,8 dg/mn, un taux de groupes méthyle (mesuré par spectroscopie infra-rouge) de 25 Y, une masse - ' moléculaire moyenne en nombre égale à 11.500, un rapport de la masse molécu- laire moyenne en poids Mw à la masse moléculaire moyenne en nombre Mn égal à 13,9. Ce copolymère est additionné de 6 % en poids de dioxyde de titane et transformé par extrusion-soufflage en une gaine d'épaisseur 7,5 microns à une vitesse de 25 m/mn, la température du produit en sortie de la filière étant de 180 C. Cette gaine est reprise entre deux rouleaux pinceurs caout- choutés munis de serpentins internes permettant de maintenir la température du film à une valeur de 90 C. Ces rouleaux pinceurs ont une longueur de 1 mètre et sont situés à 2 mètres de la filière. Le film doublé obtenu passe ensuite immédiatement entre un rouleau presseur et un rouleau graineur ayant une longueur de 1 mètre. Le rouleau presseur est caoutchouté. Le rouleau graineur, en acier inoxydable, porte sur sa surface des motifs en creux en' forme de losanges de côté I mm. La température du film au niveau du disposi- tif de grainage est maintenue, à l'aide de serpentins internes audit dispo- sitif, à une valeur de 700C. Le film grainé obtenu, d'une épaisseur de 15 microns est ensuite enroulé. EXEMPLE 2 On utilise un copolymère obtenu par copolymérisation de 74 % en poids d'éthylène et de 26 % en poids de propylène, en présence de catalyseurs de type Ziegler, ayant une masse volumique de 0,908 g/cm3, un indice de fluidité de 1,9 dg/mn, un taux de groupes méthyle de 58 %, une masse molécu- 14w laire moyenne en nombre de 15.500 et un rapport MW = 8,7. Ce copolymère est additionné de 6 % en poids de dioxyde de titane et transformé par extrusion-soufflage en une gaine d'épaisseur 12 microns à une vitesse de 100 m/mn. La température du copolymère en sortie de 2475457 filière est de 2000c. Cette gaine est reprise entre un rouleau presseur caoutchouté et un rouleau graineur du même type qu'à l'exemple 1. Ces rou- leaux dont la longueur est de 2 mètres sont situés à 8 mètres de la filière, distance telle que la température du film est,à ce niveau, égale à 60C. Le film grainé ainsi obtenu d'une épaisseur de 24 microns est ensuite enroulé. Ce film est particulièrement bien adapté à la confection de couches pour bébés. 6 247545? R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Films grainés obtenus à partir de copolymères éthylène-propylène, caractérisés en ce que lesdits copolymères ont une masse volumique p comprise entre 0,900 et 0,935 g/cm3, un indice de fluidité compris entre 0,4 et 2 dg/mn, un taux mde groupes méthyle compris entre 22 et 62 pour 1000 atomes de car- bone, et tels que leur masse volumique et leur taux de groupes méthyle satis- font la relation: 0,9534 et en ce que l'épaisseur des films est inférieure ou égale à 24 microns. 2. Procédé de fabrication des films selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'on transforme par extrusion-soufflage un copolymère ayant une masse volumique p comprise entre 0,900 et 0,935 g/cm3, un indice de fluidité compris entre 0,4 et 2 dg/mn, un taux m de groupes méthyle compris entre 22 et 62 pour mille atomes de carbone, et tel que sa masse volumique et son taux de groupes méthyle satisfont la relation 0, 9534 _ p+ 0,83 m étant comprise entre 60 et 90 C. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la gaine, préalablement à l'opération de grainage, est soumise à un passage entre deux rouleaux pinceurs à une température supérieure à 60 C. 4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 2 et 3, comprenant une boudineuse en amont d'un dispositif d'extrusion-soufflage, caractérisée en ce qu'elle comprend directement en aval du dispositif d'extrusion-soufflage, un dispositif de grainage comprenant au moins un rouleau graineur et au moins un rouleau presseur. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, en amont du dispositif de grainage, un dispositif de pin- çage constitué de deux rouleaux pinceurs.