Brevet FR2515197A1 — publié le 19830429

La présente invention concerne un ruban adhésif en polypropylène transparent qui se détache facilement à la main ou à l'aide d'une lame d'un distributeur de ruban adhésif. Des rubans adhésifs transparents qui comprennent une feuille de ba- se constituée principalement d'un polypropylène et enduite avec un adhésif, ont été mis dans le commerce Cependant, aucun d'entre eux n'a satisfait to- talement diverses exigences utiles pour un ruban adhésif transparent En particulier, en ce qui concerne l'aptitude à la séparation du ruban qui est décisive quant à l'efficacité dans l'usage pratique du ruban adhésifaucun des rubans adhésifs classiques ne remplit et ne satisfait totalement les exi- gences pour avoir à la fois l'aptitude au déchirement manuel et à la sépara- tion par une lame de distributeur. La demanderesse a mené une recherche poussée pour surmonter les difficultés mentionnées ci-dessus relatives aux rubans adhésifs classiques et pour obtenir un ruban adhésif en polypropylène transparent possédant une bonne aptitude à la séparation, et comme résultat, elle a trouvé qu'il est possible d'améliorer l'aptitude au déchirement manuel en incorporant une ré- sine de pétrole à un polypropylène, mais du fait de l'incorporation de la ré- sine de pétrole, le ruban a tendance à s'étirer ou s'allonger beaucoup et son aptitude à la séparation par une lame de distributeur de ruban adhésif (appe- lée ci-après "séparation par distributeur") diminue. Comme résultat d'une autre recherche, elle a trouvé qu'on pouvait améliorer à la fois le déchirement manuel et la séparation par distributeur en laminant une fine couche de polypropylène de chaque ecté de la couche de polypropylène dans laquelle est incorporée la résine de pétrole On a réalisé la présente invention grâce à cette découverte. Plus précisément, la présente inventionconcerne un ruban adhésif qui comprend une feuille de base et une couche adhésive déposée sur une face de la feuille de base; cette feuille de base comprend une couche intermédiai- re faite en un polypropylène cristallin contenant de 25 à 35 % en poids d'une résine de pétrole et des couches extérieures faites en un polypropylène cris- tallin laminé des deux côtés de la couche intermédiaire, cette couche inter- médiaire possédant une épaisseur se situant dans une gamme de 60 à 90 % de l'épaisseur totale de la feuille de baseet les couches de la feuille de base étant orientées biaxialement afin que l'orientation dans la direction longi- tudinale soit plus grande que l'orientation dans la direction transversale. Le polypropylène cristallin de la présente invention peut être un polypro- pylène isotactique constitué par un hompolyrnère de propylène généralement utilisé pour réaliser des Pellicules On préfère un polypropylène isotactique qui possède un 1 indice isotactique de 90 à 97 Z et un indice de fusion de 0,5 à 4,0. La résine de pétrole utilisée pour la couche intermédiaire peut- être une résine de pétrole aliphatique, une résine de pétrole alicyclique ou une résine de pétrole aromatique Cependant, des points de vue de la résistan- ce thermique et de la compatibilité avec le polypropylène, on préfère utili- ser une résine de pétrole alicyclique totalement hydrogénée. Il est essenciel que la quantité de la résine de pétrole se situe dans le domaine allant de 25 à 35 % en poids par rapport au poids total de la couche intermédiaire Comme on l'a mentionné ci-dessus, la quantité de résine de pétrole influence le déchirement manuel du ruban adhésif Si la quantité est inférieure à 25 % en poids, le déchirement manuel du ruban adhésif tend à s'amoindrir Par ailleurs, si la quantité excède 35 % en poids, le traite- ment d'étirage devient moins bon, et la séparation par distributeur du ruban adhésif tend à s'affaiblir De plus, selon les conditions de stockage ( à une température de 6 00 C ou plus) du ruban enroulé, le ruban a tendance a su- bir un retrait et la configuration du ruban enroulé tend à subir une défor- mation télescopique. En outre, en plus de la résine de pétrole, on peut incorporer dans la couche intermédiaire une petite quantité, par exemple de 11 à 20 % en poids, d'un copolymère éthylène-*-oléfine tel qu'un copolymère éthylènepropylène ou un copolymère éthylène-butène-l afin d'améliorer l'adhésion inter couches avec les couches -de polypropylène cristallin qui constituent les couches externes. Dans la préparation du ruban adhésif de la présente invention, on lamine d'abord les couches de polypropylène cristallin sur les deux cotés de la couche intermédiaire faite de polypropylène cristallin contenant la résine de pétrole, pour former la feuille de base On effectue la lamination selon une méthode classique telle qu'une méthode de lamination par extrusion ou une méthode de lamination par co-extrusion En ce qui concerne les rapports dans l'épaisseur des couches de la feuille de base, on notera qu'il est nécessaire que l'épaisseur de la couche intermédiaire se situe dans un domaine de 60 à 90 % de l'épaisseur totale de la feuille de base Plus précisément, si l'épais- seur de la couche intermédiaire est inférieure à 60 %, le déchirement manuel du ruban adhésif ainsi obtenu devient extrêmement faible Par ailleurs, si l'épaisseur excède 90 %, l'élongation ou l'étirabilité du ruban adhésif aug- mente pour conduire ainsi à une séparation par distributeur de qualité in- férieure Le rapport de l'épaisseur de la couche de polypropylène cristallin laminée sur un coté de la couche intermédiaire par rapport à l'épaisseur de la couche de polypropylène cristallin laminée sur l'autre face de la couche 15197 l intermédiaire, se situe de préférence de 1,5: 1 à 1: 1,5 En fixant l'épais- seur de l'ensemble des couches pour qu'elles soient pratiquement égales, il est possible d'empêcher l'enroulement du ruban adhésif final. Ensuite, on applique une couche adhésive sur une face de la feuille de base qui possède la construction définie ci-dessus Quand on uti Lise à titre d'adhésif un adhésif ester d'acide acrylique, afin d'améliorer la propriété d'adhésion du ruban adhésif final, on préfère placer un polypro- pylène dit modifié, c'est à dire un polypropylàne dans lequel est incorporée une petite quantité d'un acide carboxylique ou de son dérivé tel qu'un anhy- dride d'acide carboxylique, entre la feuille de base et la couche adhésive avant l'application de la couche adhésive. Alors, la feuille laminée ainsi obtenue est orientée suivant un rapport d'étirage tel que l'orientation dans la direction longitudinale soit supérieure à l'orientation dans la direction transversale ( c'est à dire la largeur) Précisément, il est nécessaire que le taux d'étirage dans la direc- tion longitudinale soit plus grand que le taux d'étirage dans la direction transversale Si le taux d'étirage dans la direction longitudinale n'est pas supérieur au taux d'étirage dans la direction transversale, l'élongation ou l'aptitude à l'étirage du ruban adhésif obtenu s'accroit pour conduire ainsi à diminuer la séparation par distributeur Plus particulièrement, on préfère que la feuille soit étirée biaxiallement avec un taux d'étirage transversal d'au moins 6 fois et le produit des taux d'étirage transversaux et longitudinaux situé dans un domaine allant d'au moins 42 à moins de 72. Si le taux d'étirage transversal est inférieur à 6 fois, l'uniformité de l'étirage tend à être moindre et à conduire ainsi à avoir une épaisseur irré- gulière dans la direction transversale Par ailleurs, si le produit des taux d'étirage transversaux et longitudinaux est inférieur à 42, on ne peut pas s'attendre à un effet d'orientation adéquat del'étirage et si le produit est de 72 ou plus, il est probable que la feuille se déchire au cours de l'opération d'étirage ceci étant naturellemnt indésirable pour le procédé en production industrielle L'étirage se réalise de préférence à une température ambiante de à 1600 C Généralement, après l'étirage le ruban adhésif final possède-une feuille de base de 30 à 40 p et une couche adhésive de 15 à 25 p - En outre, le ruban adhésif étiré dela présente invention peut-1 tre soumis à une irradiation par faisceau d'électrons d'environ 10 Mrad afin d'en améliorer le déchirement A présent, la présente invention sera décrite plus en détails en référence aux exemples. 1 Exemple 1 Des deux cotés d'une couche intermédiaire faite en un polypropylène cristallin contenant une résine de pétrole alicyclique totalement hydrogénée ( ARCON P-125, fabriqué par Arakawa Chemical Industries Co, Ltd) à la teneur figurant au tableau 1 et 5 % en poids d'un copolymère éthylène-bu- tène-l et possédant un indice isotactique de 96 Z et un indice de fusion de 2, on lamine des couches faites du même polypropylène cristallin que ci-dessus au moyen d'une méthode de lamination par coextrusion à une température d' extrusion se situant de 230 à 250 C pour former une feuille de base Dans ce cas, l'épaisseur de la couche intermédiaire est de 1810 p ce qui correspond à 80 % de l'épaisseur totale (c'est à dire 2270 y) de la feuille de base. L'épaisseur de la couche de polypropylène cristallin laminée de chaque coté de la couche intermédiaire est de 230 p. Ensuite, sur une face de la feuille de base ainsi obtenue, on dépose un adhésif d'ester d'acide acrylique avec une épaisseur de 800 ju, et on étire la feuille à une température d'étirage se situant de 150 à 160 'C avec un taux d'étirage longitudinal de 9 fois et un taux d'étirage transversal de 7 fois. Ensuite, on soumet la feuille étirée à un traitement thermique à 170 C pendant 6 secondes, ce qui permet d'obtenir un ruban adhésif possédant une feuille de base d'une épaisseur de 36 et une couche adhésive d'une épaisseur de 20 f P. On indique dans le tableau 1 la qualité et les propriétés de chaque ruban adhésif ainsi préparé. On détermine le déchirement manuel de la manière suivante: on pince le ruban adhésif ainsi obtenu et qui possède une largeur de 18 mm avec les doigts de chaque main et on essaye de le déchirer dans la direction transver- sale On répète cet essai de déchirement 20 fois, et on représente le taux de succès par un pourcentage (%). On détermine la séparation par distributeur en utilisant un ruban qui possède la même largeur que dans le cas de la détermination du déchirement manuel, on répète 20 fois l'essai de coupe en employant un distributeur du commerce et on représente le taux de succès par un pourcentage (%). On mesure l'élongation et la résistance à la tractiondans la direc- tion longitudinale des rubans avec des rubans adhésifs possédant une largeur de 18 mm et selon la norme JIS Z-1522. On mesure le module d'élasticité dans la direction longitudinale des rubans selon ASTM D-882. TABLEAU 1 Déchirement manuel (z) Séparation par distributeur (z) Résistance à la traction (kg/18 mmlg Elongation j (%) lodule d'élasticit (kg/mm 2) _ % e 1 O 50 100 9,4 25 250 2 15 80 100 8,2 25 300 3 25 100 100 7,5 25 350 4 35 100 100 7,2 28 360 45 100 80 5,2 35 370 Il ressort du tableau 1 que les échantillons 3 et 4 qui entrent dans la portée de la présente invention, sont supérieurs à la fois pour le déchirement manuel et la séparation par distributeur et possèdent un module d'élasticité élevé c'est à dire une rigidité supérieure Ainsi il est facile de les utiliser comme rubans adhésifs - Au contraire, les échantillons 1 et 2 dans lesquels la teneur en résine de pétrole dans la couche intermédiaire est inférieure à 25 %, possè- dent une grande résistance à la tractionet sont donc inférieurs en ce qui concerne le déchirement manuel Par ailleurs, l'échantillon N 05 dans lequel la teneur en résine de pétrole excède 35 %, est moins bon pour la séparation par distributeur et il est probable qu'il conduise à un incident de retrait au cours du stockage du ruban enroulé puisqu'il possède une faible résistan- ce à la traction. Exemple 2 Des deux côtés d'une couche intermédiaire faite d'un polypropylène cristallin contenant 25 % en poids de la même résine de pétrole que dans l'exemple 1 et 5 % en poids du ccpolymère éthylène-butène-l et possédant un in- dice isotactique de 96 % et un indice de fusion de 2, on lamine des couches du même polypropylène cristallin que ci-dessus avec la même épaisseur au moyen Echan- tillon N* Teneur en résine de pétrole ds la couche interméd. (Z) 15197 6. 1 d'une méthode de lamn Ination par co-extrusion à une température se situant de 230 à 25 È O C Dans ce cas, l'épaisseur de la couche intermédiaire donne dif- férents rapports relativement à l'épaisseur totale ( 2270,p de la feuille de base, comme indiqué dans le tableau 2 Après dépôt sur une face de chaque feuille de base d'unadhésif ester d'acide acrylique avec une épaisseur de 1260 p -on soumet la feuille à l'étirage et au traitement thermique dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1, ce qui permet d'obtenir un ruban adhé- sif possédant une épaisseur de la feuille de base de 36 et une épaisseur de la couche adhésive de 20 pi On indique dans le tableau 2 la qualité et les propriétés de chaque ruban adhésif ainsi obtenu On effectue les diverses mesures avec les m 1 ànes méthodes que celles décrites dans l'exemple i. TABLEAU 2 Il ressort du tableau 2 que les échantillons 2 à 4 quientrent dans la portée de la présente invention, sont meilleurs pour le déchirement manuel et la séparation par distributeur, possèdent un module d'élasticité élevé et sont ainsi facilement utilisables comme rubans adhésifs. Au contraire, l'échantillon 1 o le rapport d'épaisseur de la cou- che intermédiaire excède 90 %, possède une grande élongation et donc une moin- dre séparation par distributeur Par ailleurs, l'échantillon 5 pour lequel le rapport d'épaisseur de la couche intermédiaire est inférieur à 60 %, est extràmement faible en ce qui concerne son déchirement manuel. Echan Rapport de Dcient Séparatio Réitac a Mdule d' till on l'épaisseur DpcarrenàRisanc No delacochémnuel distributeu traction Elongation élasticité interméd g/8 mg k/a 2 1 94 100 80 7,0 45 350 2 90 100 95 7,3 30 350 3 80 100 100 7,5 25 350. 4 60 90 100 8,0 25 350 55 60 100 9,0 25 350 la 1 Exemple 3 On prépare des feuilles de base avec la mme combinalson de maté- riaux que dans l'exemple 2 Dans ce cas, l'épaisseur de la coucfte intermédi- aire est de 80 Z de l'épaisseur totale de chaque feuille de bas 7 e Apras dép Uo d'un adhésif ester d'acide acrylique sur une face de chaque f euille de base,, on étire la feuille à une température d'étirage allant de 150 à 1600 C avec les taux d'étirage longitudinaux et transversaux indiqués dans le tableau 3, puis-on la soumet à un traitement thermique à une température de 170 'C pen- dant 6 secondes, pour obtenir un ruban adhésif possédant une épaisseur de la feuille de base de 36 p et une épaisseur de la couche adhésive de 20 p On indique dans le tableau 3 la qualité et les propriétés de chaque ruban adhé- sif ainsi obtenu On effectue les diverses mesures selon les méthodes décri- tes dans l'exemple 1. TABLEAU 3 Echan raxdi'etiran eéchiremen Séparation Résistance Module d' ilo ogtdi naleo maulpar à la tillirton dogtdnl aul istributeu traction Elongation élasticité transdiersale (Z) (Z) (kg/18 mmlg) (kg/mm 2) 1 6 x 17 100 80 7, 5 40 320 2 71 x 6 100 90 7,5 30 350 3 9 x 7 100 100 7,5 25 350 4 12 6 Les pellicules sont susceptibles de se rompre et 4 12 x 6 il est impossible d'obtenir des échantillons d'essa Il ressort du tableau 3 que les échantillons 2 et 3 qui entrent dans la portée de la présente invention, sont supérieurs et pour le déchirement manuel et pour la séparation par distributeur, possèdent un module d'élasti- cité élevé et sont donc facilement utilisables comme rubans adhésifs;. Au contraire, l'échantillon I dont le taux d'étirage longitudinal est plus faible que le taux d'étirage transversal, possède un bon déchirernent manuel mais une grande élongation ce qui le rend inférieur pour la séparation par distributeur Par ailleurs, l'échantillon 4 o le taux d'étirage longitu- lussep suoli Tluuqzg sep a Tuazqo&p alq Tssodm T Juop Ise IT la a 2 ea Tl?,p uo Tluagdo T ap sinoz nu eadmoi es ap alq Tideasns Ise 'ZL V ana Tajul sud iseu xnesaa Asurai la xnuulpn Il Zuol aguillep xnel sap llnpoad el lio s Tvm lusia Asuuai a 2 vi Tigp xnez el anb pueig snld Ise lvulp 1 Z 6 LSSZ REVENDICATIONS 1 1 Ruban adhésif comprenant une feuille de base et une couche adhé- sive déposée sur une face de la feuille de base, caractérisé en ce que la feuille de base comprend une couche intermédiaire faite d'un polypropylene cristallin contenant de 25 à 35 % en poids d'une résine de pétrole et des couches extérieures faitesd'un polypropylène cristallin - laminées des deux côtés de la couche intermédiaire, cette couche intermédiaire possédant une épaisseur se situant de 60 à 90 % de l'épaisseur totale de la feuille de base et les couches de la feuille de base étant orientées de manière biaxiale afin que l'orientation dans la direction longitudinale soit plus grande que l'o- rientation dans la direction transversale. 2 Ruban adhésif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polypropylene cristallin dans la couche intermédiaire et dans les couches externes de le feuille de base est un polypropylene isotactique qui possède un indice isotactique de 90 à 97 % et un indice de fusion de 0,5 à 4,0. 3 Ruban adhésif selon la revendication lou 2, caractérisé en ce que la résine de pétrole est choisie dans le groupe constitué par une résine de pétrole aliphatique, une résine de pétrole alicyclique et une résine'de pé- trole aromatique. 4 Ruban adhésif selon la revendication lou 2,caractérisé en ce que la résine de pétrole est une résine de pétrole alicyclique totalement hydro- génée. Ruban adhésif selon l'une quelconque des revendications là 4,caractérisé en ce que la couche intermédiaire contient une petite quantité d'un copolymère éthylè- ne o-oléfine. 6 Ruban adhésif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le copolymère éthylène-K-oléfine est un copolymère éthylène-propylène ou un co- polymère éthylène-but ne-l. 7 Ruban adhésif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rapport de l'épaisseur de la couche de polypropylene cristallin laminée sur une face de la couche intermédiaire à l'épaisseur de la couche de poly- propylène cristallin laminée sur l'autre face de la couche intermédiaire se situe dans une gamme de 1,5: 1 à 1: 1,5. 8 Ruban adhésif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la couche adhésive est faite d'un adhésif d'ester d'acide acrylique. 9 Ruban adhésif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un polypropylene modifié avec une petite quantité d'un acide carboxylique ou son dérivé est placé entre la feuille de base et la couche adhésive. Ruban adhésif selon l'une quelconque des revendications 1 a 9,caractéris en ce que 1 les couches de-le feuille de base sont étirées de manière biaxiale pour l'o- rientation, avec un taux d'étirage transversal d'au moins 6 fois, le produit du taux d'étirage longitudinal et transversal étant inclus dans un domaine d'au moins 42 à moins de 72. 11 Ruban adhésif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'orientation par étirage s'effectue à une température de 150 à 160 C. 12 Ruban adhésif selon t'u Me qoelccnque des revendications 1 a 11, caractérisé en oe que la feuille de base possède une épaisseur de 30 à 40 p et en ce que la couche adhésive possède une épaisseur de 15 à 25 g 13 Ruban adhésif selon i'e quelc Oqoedesrevemdications là 12, caract Lsemmce qu'il est snuis à le irradiaticn par faisceau d'électrons d'environ 10 Mrad après l'orientation biaxiale.