Brevet FR2632313A1 — publié le 19891208

La présente invention concerne un agent anti- adhérent pour pellicule de matière plastique, qui est utile dans la production de pellicules de matière plas- tique antiadhérentes douées d'excellentes qualités d'antiadhésion et de lubrification, et utiles comme matériaux d'emballage alimentaire, d'emballage de fibres et d'autres enllaes industriels. En général, l'agent antiadhérent classique pour des pellicules de matière plastique comprend de la silice, mais ces pellicules en matière plastique conte- nant des particules de silice comme agent antiadhérent sont désavantageuses en ce sens que les pellicules de matière plastique antiadhérentes résultantes présentent (1) une transparence réduite, (2) moins de brillant, (3) une plus faible résistance aux éraflures, et (4) une couleur non satisfaisante. Bien que des efforts aient été déployés avant la présente invention pour trouver un nouvel agent antiadhérent équivalatà la silice, ces efforts ont été infructueux et, ainsi, la silice est encore uti- lisée comme agent antiadhérent. Un but de la présente invention est de fournir un agent antiadhérent pour pellicules de matière plas- tique, qui possède la même activitéantiadhérente qu'un agent antiadhérent classique consistant essentiellement en particules de silice, et qui permet aux pellicules de matière plastique antiadhérentes résultantes de présenter des qualités satisfaisantes de transparence, brillant, résistance aux éraflures et couleur. Le but ci-dessus peut être atteint par l'agent antiadhérent de la présente invention pour pellicules de matière plastique, qui comprend des par- ticules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium. Les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium consistent en un composé représenté d'une façon générale par la formule: MgSO4.5Mg(OH)2. 3H20 Les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium utilisables dans la présente invention sont sous la forme d'une fine poudre blanche, constituée préférablement de cristaux aciculaires, et ayant pré- férablement une densité réelle de 2,3, une masse volu- mique apparente de 0,1 g/cm3 ou moins, préférablement de 0,08 g/cm3 ou moins, une longueur de particules de à 100 pm, préférablement de 10 à 50 pm, une épais- seur de particule inférieure à 1 Hm, préférablement inférieure à 0,5 pm, et une surface spécifique de con- tact inférieure à 10 m2/g, préférablement inférieure à 8 m2/g, déterminée par la méthode BET. Les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium peuvent être produites, par exemple, par un procédé dans lequel on disperse des particules d'oxyde de magnésium ou d'hydroxyde de magnésium dans une solu- tion aqueuse de sulfate de magnésium, puis on chauffe la dispersion de la solution aqueuse, ou par un autre procédé dans lequel on disperse des particules d'hydro- xyde de magnésium dans une solution aqueuse d'acide sulfurique et l'on chauffe la dispersion. Le brevet japonais non examiné publié sous le N 56-149318 décrit -26323 1 3 concrètement des procédés spécifiques de production des particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium et les propriétés des produits. Pour l'application de l'agent antiadhérent de la présente invention, on mélange de préférence les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium, en une quantité de 200 à 10 000 millionièmes, de préférence de 500 à 3000 millionièmes, dans une matrice consistant essentiellement en une résine thermoplastique. Lorsque le taux de l'agent antiadhérent dans la matrice de résine plastique est trop petit, la pelli- cule de résine plastique résultante présente une acti- vité antiadhérent insatisfaisante et, lorsque le taux de l'agent antiadhérent dans la matrice est trop grand, la pellicule de résine plastique résultante présente une activité antiadhérent saturée et de moins bonnes pro- priétés physiques. La résine plastique à mélanger avec l'agent antiadhérent de la présente invention n'est pas limitée à des résines thermoplastiques d'un type particulier et ayant un poids moléculaire particulier, et, de préfé- rence, la résine thermoplastique est choisie parmi les résines polyamide, les résines polyester, les résines de polypropylène, les résines de polyéthylène, les résines de chlorure de polyvinylidène, les résines de copolymère éthylène/acétate de vinyle, les résines de copolymères de deux ou plusieurs des monomères susmentionnés et les résines de polymères modifiés à base des polymères et copolymères susmentionnés. De préférence, la résine de polymère plastique est choisie parmi les résines de polyoléfine, par exem- ple les résines d'homopolymère polypropylène et poly- éthylène et les résines de copolymère éthylène-propylène. L'agent antiadhérent de la présente invention peut être incorporé dans la matrice.de résine plastique par toute technique de mélange connue, par exemple par malaxage au fondu, extrusion au fondu et malaxage sur cylindres. Egalement, le mélange de la matrice de résine plastique avec l'agent antiadhérent peut être trans- formé en une pellicule par un quelconque procédé de mise en forme, par exemple par un procédé d'extrusion ou un procédé de soufflage. La pellicule plastique contenant l'agent anti-bloquant de la présente invention a de préférence une épaisseur de 10 à 200 pm. En outre, la pellicule plastique contenant l'agent antiadhérent de la présente invention peut encore contenir un additif comprenant au moins l'un des suivants: antioxydants, absorbeurs de rayons ultravio- lets, colorants, agents deglissement et d'autres types d'agents antiadhérents, pourvu que l'additif ne provo- que pas une diminution ou une perte de l'effet exercé par l'agent antiadhérent de la présente invention. La présente invention sera davantage expliquée par les exemples non limitatifs suivants. Exemple 1 et Exemples Comparatifs 1 et 2 Dans l'Exemple 1, on mélange une poudre d'ho- mopolymère de propylène ayant un indice de fusion de 8,0 g/10 min avec 1000 millionièmes d'un antioxydant consistant en BHT (2,6-di-tbutylhydroxytoluène), 900 millionièmes d'un agent de glissement consistant en amide d'acide érucinique et 2000 millionièmes d'un agent antiadhérent de la présente invention consistant en particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium, disponible sous la marque commerciale MOSHAIJI et fa- briqué par UBE INDUSTRIES CO., sous la forme de cristaux aciculaires ayant une longueur de 15 pm, une épaisseur de 0,3 Dm et une surface spécifique de 8 m2/g, en uti- lisant un mélangeur Henschel (fabriqué par Mitsui-Miike Co.), et l'on extrude le mélange résultant à l'état fondu à une température de 220 C au moyen d'une extru- deuse de granulation. On transforme à l'état fondu les granulés résultants en une pellicule tubulaire en utilisant une machine de formation de pellicule par soufflage à refroi- dissement par eau, ayant un diamètre de -tuyère d'extru- sion de 45 mm, dans les conditions suivantes. Répartition de la température dans la machine de formation de pellicule PartieC C C Partie C1 C2 C3 Adaptateur Filière Température ( C) 180 200 200 220 220 Température de l'eau: 20 C Vitesse de tirage: 35 m/min La pellicule de polypropylène résultante a une épaisseur de 30 pm et unelargeur en tube aplati de mm. On examine la propriété antiadhérente de la pellicule tubulaire résultante en ouvrant la pellicule tubulaire et en évaluant la pellicule résultante sur la base des cinq classes suivantes: Classe Propriété 5 Immédiatement après l'opération de formation de pellicule, la pellicule tubulaire résul- tante est facilement ouverte directement. 4 Immédiatement après l'opération de forma- tion de pellicule, la pellicule tubulaire résultante est ouverte facilement par un léger froissement de la pellicule à la main. 3 Immédiatement après l'opération de forma- tion de pellicule, la pellicule tubulaire résultante est ouverte par un fort frois- sement de la pellicule à la main. 2 Immédiatement après l'opération de forma- tion de pellicule, la pellicule tubulaire résultante est ouverte par un très fort froissement de la pellicule à la main. 1 Immédiatement après l'opération de forma- tion de pellicule, la pellicule tubulaire résultante ne peut être ouverte qu'en uti- lisant un ruban adhésif. Remarque: Lorsqu'une surface métallique interne d'une machine de formation de pellicule est soumise à l'action abrasive d'une masse fondue de polymère contenant l'agent antiadhérent, la pellicule de polymère résultante est colorée par le métal arraché. Le degré de coloration de la pellicule de polymère peut être précisé par observa- tion de la face extrême de la pellicule. Par conséquent, on observe à l'oeil nu la couleur de la face extrême de la pellicule prise en exemple, au niveau de la face latérale d'un rouleau constitué d'une pellicule enroulée. Les résultats des essais ci-dessus sont expo- sés sur le Tableau 1. Dans l'Exemple Comparatif 1, on exécuteles mêmes opérations que celles décrites à l'Exemple 1, excepté qu'on ne mélange pas l'agent antiadhérent dans la résine de polypropylène. Les résultats des essais sont exposes sur le Tableau 1. Dans l'Exemple Comparatif 2, on exécute les mêmes opérations qu'à l'Exemple 1, excepté qu'on remplace l'agent anti-bloquant de la présente invention par 2000 millionièmes d'un agent antiadhérent classique consistant en poudre de silice et disponible sous la marque commerciale Sailoid 244, fabriqué par Fuji Debison Co. Les résultats des essais sont exposés sur le Tableau 1. Tableau 1 Méthode d'essai Comparatif ASTM Particules fibreuses Agent antiadhérent Type - Néant Particules d'hydroxysulfate de (millio- de silice magnésium Quantité nièmes) - 2000 2000 Pellicule Voile (%) D1003 1,2 3,0 2,5 de poly- Brillant (%) D523 130 105 115 propylène résul- Coefficient de friction D1894 >1,0 0,69 0,56 tante statique (*1) Coefficient de friction D1894 >1,0 0,68 0,52 dynamique (*2) Module d'élasticité en DM(*3) D882 777,1 733,0 762,4 tension (MPa) DT(*4) D882 737,0 730,1 730,1 Résistance à la limite DM D882 24,3 22,5 23,6 d'élasticité en traction (MPa) DT D882 21,5 21,1 21,2 Résistance à la limite de DM D882 77,6 72,7 77,4 rupture en traction (MPa) DT D882 73,3 67,9 71,7 Allongement à la rupture DM D882 764 748 778 (%) DT D882 821 830 800 Tableau 1 (suite) Méthode d'essai Comparatif ASTM Agent antiadhérent Type - Néant Particules de Particules fibreuses sil e d'hydroxysulfate de (millio- magnésium Quantité nièmes) - 2000 2000 Propriété anti-bloquante de o pellicule à pellicule - 4 5 Couleur de la face Noir brun Blanc extrême de la pellicule - clair clair Note: (*1), (*2) - On frotte l'une contre l'autre les parties de surface intérieure de la pellicule tubulaire. (3) - DM: Direction longitudinale de la pellicule (4) - DT: Direction transversale de la pellicule Le Tableau 1 montre clairement que la pelli- cule de polypropylène de l'Exemple 1, contenant les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium comme agent antiadhérent de la présente invention,offre des propriétés de transparence, brillant, lubrification et antiadhérencequi sont supérieures à celles des pelli- cules comparatives des Exemples Comparatifs 1 et 2. En outre, étant donné que la face extrême de la pelli- cule de polypropylène de l'Exemple 1 présente un aspect blanc, il est confirmé que les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium n'usent sensiblement pas par frottement la surface métallique interne de la ma- chine de formation de pellicule. Par conséquent, il est clair que les particu- les fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium sont éton- namment bonnes à utiliser comme agent antiadhérent pour pellicules plastiques. Exemple 2 et Exemple Comparatif 3 Dans l'Exemple 2, on mélange une poudre d'homopolymère de propylène ayant un indice de fusion de 2,0 g/10 min avec 1000 millionièmes d'un antioxydant consistant en 2,6-di-tbutylhydroxytoluène (BHT) et 650 millionièmes de particules fibreuses d'hydroxy- sulfate de magnésium ayant une longueur de 15)um, une épaisseur de 0,3 pm et une surface spécifique de 8 m2/g, et l'on extrude au fondu le mélange résultant à une température de 220 C, et le transforme en granu- lés en procédant de la même manière qu'à l'Exemple 1. On transforme les granulés résultants en une feuille ayant une épaisseur de 1 mm, par un procédé de moulage par compression à une température de moulage de 220 C et une pression de 9,8 MPa, pendant une durée de préchauffage de 2 minutes et une durée de compres- sion sous chauffage de 2 minutes, et l'on refroidit rapidement la feuille résultante dais un bain d'eau de refroidissement à une température de l'eau de 20 C. On étire la feuille biaxialement, en utili- sant une machine d'étirage biaxial, à un taux d'étirage longitudinal de 5 et à un taux d'étirage transversal de 8 (soit un taux d'expansion de surface de x 8 = 40) à une température de 140 C. La pellicule étirée résultante a une épaisseur de 20 pm et présente des propriétés satisfaisantes de transparence et de brillant. On superpose dix morceaux de la pellicule éti- rée et l'on comprime les morceaux de pellicule superpo- sés résultants sous une charge de 3,5 kPa et les aban- donne dans un four à température constante de 40 C et à une humidité relative (HR) de 80 % pendant 40 heures. Après le traitement de compression ci-dessus, les morceaux de pellicule se détachent facilement à la main. Dans l'Exemple Comparatif 3, on exécute les mêmes opérations que mentionné dans l'Exemple 2, excepté qu'on n'incorpore pas d'agent antiadhérent dans la pellicule de polypropylène. La pellicule comparative résultante offre des propriétés satisfaisantes de trans- parence et de brillant. Après le traitement de compres- sion ci-dessus, les morceaux de pellicule superposés sont sous la forme d'une plaque et ne peuvent être fa- cilement détachés à la main. Les résultats de l'Exemple 2 et de l'Exemple Comparatif 3 montrent clairement que les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium sont très effi- caces comme agent antiadhérent pour les pellicules plastiques. Exemple 3 On exécute les mêmes opérations qu'à l'Exem- ple 1, avec l'exception suivante: On remplace le polypropylène par un poly- il éthylène basse densité ayant un indice de fusion de 2,0 g/10 min, et l'on mélange les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium en une quantité de 1000 millionièmes dans le polyéthylène. On transforme les granulés de polyéthylène en une pellicule tubulaire au moyen d'une machine de for- mation de pellicule par soufflage à refroidissement par air, à une température de la résine de 170 C,- et la pelli- cule tubulaire résultante a une épaisseur de 30 Mm et une largeur en tube aplati de 200 mm. Immédiatement après l'opération de formation de pellicule, la pellicule tubulaire résultante présente une excellente propriété d'ouverture et un très faible voile de 5,5 %. Exemple 4 On exécute les mêmes opérations qu'à l'Exem- ple 1, avec l'exception suivante: On remplace le polypropylène par un copolymère d'éthylène (90 % en poids) et d'acétate de vinyle (10 % en poids) ayant un indice de fusion de 0,3 g/10 min, et l'on utilise les particules fibreuses d'hydroxy- sulfate de magnésium en une quantité de 1200 millionièmes. On procède à l'opération de formation de pelli- cule par soufflage avec refroidissement par air, à une température de la résine de 130 C, et la pellicule tubu- laire résultante a une épaisseur de 30 jum et une largeur en tube aplati de 200 mm. La pellicule tubulaire résultante présente une excellente propriété d'ouverture même immédiatement après l'opération de formation de pellicule et un faible voile de 9,0 %. Exemple Comparatif 4 On exécute les mêmes opérations que décrit à l'Exemple 1, excepté que l'on utilise les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium en une grande quantité de 50 000 millionièmes. La pellicule résultante présente un aspect indésirable dû à la formation de particules de gel, dont on considère qu'elles consistent en agglomérats secon- daires des particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium présentes dans la partie superficielle de la pellicule, et celle-ci est donc dénuée de valeur commer- ciale. REVENDICATIONS 1. Agent antiadhérent pour pellicules de matière plastique, caractérisé en ce qu'il comprend des particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium. 2. Agent antiadhérent selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium sont sous la forme de cristaux aciculaires ayant une longueur de 10 à 100 pm et une épaisseur inférieure à 1 pm. 3. Agent antiadhérent selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium ont une surface spécifi- que inférieure à 10 m2/g, déterminée par la méthode BET. 4. Agent antiadhérent pour pellicules de résine polyoléfinique, caractérisé en ce qu'il comprend des particules fibreuses d'hydroxysulfate de magnésium sous la forme de cristaux aciculaires ayant une longueur de 10 à 100 pm, une épaisseur inférieure à 1 pm et une surface spécifique inférieure à 10 m2/g, déterminée par la méthode BET.