Brevet FR2517316A1 — publié le 19830603

L'invention concerne une composition de film d'embal- lage sous tension. On connaît déjà l'utilisation de compositions fondées sur un homopolymère ou des copolymères d'éthylène pour fabriquer des films d'emballage sous tension présentant de bonnes propriétés d'adhérence et de bonnes propriétés opti- ques, comme il ressort par exemple des brevets des Etats- Unis d'Amérique No 4 073 782 et 4 222 913 Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 073 782 présente des films d'emballage sous tension réalisés à partir d'une composi- tion ternaire dans laquelle le constituant résine est un polyéthylène d'une densité convenable quelconque, un copo- lymère d'éthylène et d'acétate de vinyle ou un mélange du polyéthylène et du copolymère mentionnés ci-dessus Les autres constituants essentiels de la composition ternaire sont le monooléate de sorbitanne, lequel est ajouté essen- tiellement en tant qu'agent antitrouble, et une paraffine liquide servant de modifiant d'adhésivité Quand le cons- tituant résine choisi est le polyéthylène, la concentra- tion du monooléate de sortitanne doit être comprise entre environ 0,5 et 2,0 % sur la base du poids du polyéthylène. La concentration de la paraffine liquide doit tomber entre 0,5 et 6 % du polymère S'il n'est pas fait usage de paraffine liquide, le film produit à partir de la composi- tion binaire qui en résulte sera exagérément poisseux et ne pourra être utilisé en tant que matériau d'emballage. Bien que les films produits selon ce qui a été présenté dans le brevet mentionné ci-dessus donnent d'excellents résultats dans la plupart des applications, leurs proprié- tés de résistance mécanique et de ténacité sont quelque peu inférieures quand il s'agit de les utiliser pour embal- ler sous tension des charges sur palette Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4 222 913 présente une améliora- tion de ces propriétés grâce à l'utilisation d'une résine qui est un mélange d'un copolymère éthylène-acétate de vinyle et d'un copolymère de propylène et de faibles quan- tités d'éthylène. Les polyéthylènes basse densité linéaires, récemment mis au point, présentent les propriétés de résistance mécanique et de ténacité requises pour des applications du type emballage sous tension, mais ils ne possèdent pas les propriétés d'adhérence requises qui, dans le cas du polyéthylène traditionnel,peuvent être obtenues, du moins partiellement, par incorporation d'acétate de vinyle en tant que comonomère. L'invention a donc pour but d'obtenir une composition à partir de laquelle on puisse préparer des films présen- tant des propriétés améliorées de résistance mécanique, de ténacité et d'adhérence. L'invention a aussi pour but d'obtenir une composition convenant à la fabrication de films sous tension pour l'emballage des palettes, présentant une qualité d'adhé- rence supérieure et pouvant être utilisés tant à la tempé- rature ambiante qu'à des températures hivernales régnant dans les entrepôts. L'invention a aussi pour but d'obtenir des films d'emballage sous tension présentant des propriétés amélio- rées. L'invention concerne à cet effet une composition pou- vant être utilisée pour la fabrication d'un film d'emballage sous tension, caractérisée en ce qu'elle comprend essen- tiellement: (a) une résine de polyéthylène basse densité linéaire, exempte de tous groupes acétate de vinyle poly mérisé et (b) d'environ 0, 3 à environ 3,0 % en poids de monooléate de sorbitanne sur la base du poids de la résine. De préférence, la concentration du monooléate de sorbitanne est maintenue entre environ 0,7 et environ 1,7 % en poids. Au contraire des observations de l'état actuel de la technique, la composition de polyéthylène selon l'inven- tion n'exige pas la présence d'une paraffine liquide pour empêcher que le film obtenu ne présente une tendance exces- sive au collant ou une adhérence excessive sur lui-même ou sur l'équipement de transformation du film, par exemple pendant le débobinage des rouleaux. Le constituant polyéthylène basse densité linéaire (PEBDL) de la composition selon l'invention est un copo- lymère de l'éthylène et d'un ou plusieurs comonomères choisis parmi les alpha-oléfines en C 4 à C 10, tels que le butène-1, l'hexène-1, etc Il a une masse volumique com- prise habituellement entre environ 0,900 et environ 0,940 g/cm 3 et, de préférence, la masse volumique doit être maintenue entre 0,916 et 0,928 g/cm 3 pour la fabrication du film L'indice de fusion doit être compris entre envi- ron 0,1 et 10 g/10 min, et de préférence entre environ 0,5 et environ 3,0 g/10 min Ces résines de polymères sont disponibles dans le commerce et sont fabriquées dans des procédés en phase vapeur ou en phase liquide basse pres- sion, en faisant appel à des catalyseurs aux métaux de transition. Le monooléate de eorbitanne, qui est un liquide visqueux que l'on peut se procurer dans le commerce, peut être incorporé dans la composition par une méthode commode quelconque, par exemple en le transvasant par pompage, à un débit voulu, dans la trémie d'une extrudeuse, et en co- extrudant le mélange de PEBDL et de monooléate de sorbitanne pour former des torons qui, au refroidissement, sont découpés en pastilles Ou bien encore, on peut mélanger, de la même manière, la résine de PEBDL sous la forme de pastilles en granulés, avec le monooléate de sorbitanne dans l'extrudeuse utilisée dans le procédé de formage du film. On peut utiliser pour produire le film différentes méthodes, par exemple une quelconque des méthodes connues d'extrusion-soufflage, ou encore les méthodes de coulée sur rouleau froid L'épaisseur du film peut être comprise entre environ 5,1 et environ 50,8 gm, et elle doit être de préférence comprise entre environ 7,6 et environ 38,1 mm. Comme les films selon l'invention présentent une résistance à la déchirure, une résistance à la perforation, une résis- tance à la traction et un allongement plus élevés que les films préparés à partir de polyéthylène basse densité clas- sique ou de copolymères éthylène-acétate de vinyle, on peut réduire considérablement l'épaisseur du film, pour des performances équivalentes au niveau de l'emballage sous tension En raison des propriétés souhaitées décrites ci- dessus, les films donnent d'excellents résultats en tant que matériaux d'emballage pour palette sous tension En outre, les films présentent généralement de bonnes proprié- tés optiques, comme par exemple un faible niveau de trouble et un brillant élevé, et ils résistent au voilage Ils peuvent donc être aussi utilisés avec avantage pour enve- lopper des produits alimentaires destinés à être présentés ou stockés dans des présentoirs réfrigérés. L'invention sera mieux comprise en regard des exemples ci-après. Exemple 1 On a complètement mélangé 1,2 partie de monooléate de sorbitanneet 98,8 parties de poudre de PEBDL ( 7-8 % en poids de butène-1 polymérisé, densité 0,916, indice de fusion 0,6) dans un mélangeur à double héliee, et on les a extrudés pour obtenir des pastilles, puis soufflés pour obtenir un film, en utilisant une extrudeuse à vis Davis de 635 ma possédant une vis à tête cannelée raccordée à une filière de 101,6 mm d'ouverture 2,18 mm La température de la filière a été maintenue à environ 2320 C, la température moyenne du cylindre étant d'environ 221 'C La vitesse de la ligne était de 12,8 m/min Le film produit avait une épais- seur de 25,4 Mm Le Tableau I présente les résultats des essais physiques réalisés sur le film. Les essais effectués sur le film à la température ambiante et à 2,8 C ont montré une excellente adhérence. Exemples 2-5 En reprenant les produits et le mode opératoire décrits dans l'Exemple 1, on a produit des films de 914,4 mm de large et d'épaisseurs 30,2 Mam, 16, 8 Dom et 7,6 Dm On a enveloppé avec chacun des films des palettes carrées de 1118 ma sur lesquelles on avait placé en bout des bobines de film de 533,4 mm de diamètre (hauteur 914,4 mm). Le mode opératoire a consisté à envelopper les palettes sous des tensions de plus en plus fortes jusqu'à déchire- ment du film, l'opération se continuant par un retour de la tension à la valeur pour laquelle on pourrait obtenir un bon emballage de la palette On a mesuré la résistance à la déchirure amorcée en provoquant une coupure et en mesurant la vitesse de propagation de la déchirure Le Tableau II présente les tensions maximales, les tensions de marche et la résistance à la déchirure amorcée, ainsi que les résultats des essais (Exemple 5) portant sur un film d'emballage sous tension classique, du commerce, au copo- lymère éthylène-acétate de vinyle ( 12 % AV). La différence principale existant entre les films des Exemples 2-4 et ceux de l'Exemple 5 a résidé dans leur résistance à la déchirure amorcée Les films selon l'inven- tion (Exemple 2-4) se sont déchirés très lentement pendant quelques secondes, la déchirure s'arrêtant, en laissant une palette étanche, tandis que le film de l'Exemple 5 s'est fendu lors de l'essai, en laissant une palette non étanche. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. TABLEAU I Trouble 1, total 13,7 interne 3,4 Brillant 2, 45 4,8 6,5 Résistance au choc biaxial 3, k J/m 2 46,7 Résistance à la déchirure selon Elmendorf, 4 k J/m 2 SM 50,6 ST 5 201,5 Résistance à la traction au seuil d'écoulement 6 s, M Pa SM - ST 8,205 Résistance à la traction à la rupture 6 SM 31,580 ST 14,617 % d'allongement à la rupture 6 SM 357 ST 521 Module sécant 1 % 6, M Pa SM 187,5 ST 231,7 ( 1) ASTM D-1003 ( 2) ASTM D-2457 ( 3) ASTM D-1709 ( 4) SM Sens machine ( 5) ST Sens travers ( 6) ASTM D-882 TABLEAU II Exemple Epaisseur N Tension Tension de max marche Durée de la déchi- rure dans le sens travers Excellente déchirure. Palette très étanche. Excellente déchirure. Palette très étanche. Excellente déchirure. Palette très étanche, mais moins que l'Exemple 3 Mauvaise déchirure (effet de fermeture éclair). Palette normale. ,2 gm 16,7 lm Notes 7,6 gm 23 % % 14 % 23 % 16 % 17 % 12 % % 26,7 gm -10 s -10 s -10 s 1-3 s -3 N Ln li L> REVENDICATIONS 1 Composition de film d'emballage sous tension, caractérisée en ce qu'elle comprend essentiellement (a) une résine de polyéthylène basse densité linéaire exempte de tous groupes acétate de vinyle polymérisé, et (b) d'environ 0,3 à environ 3,0 een poids de monooléate de sorbitanne, sur la base du poids de la résine. 2 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la concentration du monooléate de sorbitanne est maintenue entre environ 0,7 et environ 1,7 % en poids. 3 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ceque la masse volumique du polyéthylène basse densité linéaire est maintenue entre environ 0,900 et environ 0,940 g/cm 3. 4 Composition selon la revendication 3, caractérisée en ce que la masse volumique est comprise entre environ 0,916 et environ 0,928 g/cm 3. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'indice de fusion du polyéthylène basse densité linéaire est compris entre environ 0, 1 et environ 10 g/ min. 6 Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'indice de fusion est compris entre environ 0,5 et environ 3,0 g/10 min. 7 Film d'emballage sous tension, caractérisé en ce qu'il est préparé à partir d'une composition comprenant essentiellement (a) une résine de polyéthylène basse densité linéaire exempte de tous groupes acétate de vinyle polymérisé et (b) d'environ 0,3 à environ 3,0 % en poids de monooléate de sorbitanne sur la base du poids de la résine. 8 Film selon la revendication 7, caractérisé en ce que la concentration du monooléate de sorbitanne est mainte- nue entre environ 0,7 et environ 1,7 % en poids. 9 Film selon la revendication 7, caractérisé en ce que la masse volumique du polyéthylène basse densité linéaire est maintenue entre environ 0,900 et environ 0,940 g/cm 3 Film selon la revendication 9, caractérisé en ce que la masse volumique est comprise entre environ 0,916 et environ 0,928 g/cm 3. 11 Film selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'indice de fusion du polyéthylène basse densité linéaire est compris entre environ 0, 1 et environ 10 g/ min. 12 Film selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'indice de fusion est compris entre environ 0,5 et environ 3,0 g/10 min. 13 Film selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il présente une épaisseur comprise entre environ 5,1 et environ 50,9 gm. 14 Film selon la revendication 13, caractérisé en ce que son épaisseur est comprise entre environ 7,6 et environ 38,1 Dm.