Brevet FR2769918A1 — publié le 19990423

La présente invention concerne un film en polypropylène thermo-rétractable. De nombreux produits sont aujourd'hui livrés ou vendus, regroupés en nombre et emballés par un film plastique suffisamment résistant mécaniquement pour assurer la solidarisation de ces produits. Ce film plastique doit être thermo-rétractable, c'est à dire qu'il se rétracte selon au moins une direction et souvent selon deux directions, lorsqu'il est soumis à une certaine température. Les produits sont donc regroupés, emballés, puis, passés dans un four, dit four de rétraction, de manière à rétracter le film qui les solidarise alors parfaitement. Jusqu'à présent les films plastiques utilisés sont obtenus par extrusion ou par extrusion-soufflage et ont une composition majoritaire en polyéthyléne. Les films de polyéthylène radicalaire ont, en effet, la propriété d'être thermo-rétractables, mais leur rigidité étant relativement faible, il est nécessaire pour l'emballage et le fardelage, d'utiliser des films d'un certaine épaisseur en général de l'ordre de 6Oum à SOum. Un objet de la présente invention est de fournir un film de thermo-rétractable qui puisse présenter une épaisseur réduite tout en présentant une rigidité suffisante. Ce but est atteint grâce à un film comprenant au moins une couche constituée de polypropylène qui est thermo-rétractable selon au moins une des directions longitudinale et transversale par rapport à la direction d'extrusion du film. Le film de la présente invention est donc capable de se rétracter à la chaleur, selon au moins une direction, ce qui permet son utilisation pour l'emballage ou le fardelage, tout en présentant la rigidité souhaitée. Avantageusement, le taux de rétraction longitudinale du film est compris entre 50% et 90%, et de préférence égal à 70% ; le taux de rétraction transversale est compris entre 0% et 60% et de préférence entre 10% et 30%. Ces taux de rétraction sont particulièrement adaptés à l'emballage ou au fardelage et permettent également d'autres utilisations. Pour certaines utilisations, il peut être avantageux d'avoir un film thermorétractable selon une seule direction privilégiée. Selon une autre caractéristique, les films selon la présente invention sont tels que la limite d'élasticité du film, mesurée selon la norme ISO 1184, est supérieure à 18 MPa. La rigidité intrinsèque du polypropylène permet, à rigidité égale ou comparable, d'utiliser des films dont l'épaisseur est réduite jusqu'à 45%, par rapport à un film classique comportant une couche thermorétractable à base de polyéthylène. Cette diminution de l'épaisseur a pour avantage de réduire le coût de production du film du fait de la réduction de la quantité de matière première utilisée. Un autre avantage de cette diminution d'épaisseur du film est de diminuer la quantité de déchets produits. En effet, après utilisation le film est jeté puis incinéré. La diminution de l'épaisseur du film réduit ainsi la quantité de film à incinérer et diminue ainsi les coûts de recyclage tout en apportant également un avantage d'ordre écologique. Le film ayant une rigidité plus importante, son traitement par diverses machines telles que par exemple, les machines servant à emballer les produits, est donc plus facile. Avantageusement, le film peut comporter en outre, au moins une autre couche additionnelle. La superposition d'une ou plusieurs couches additionnelles sur la couche de polypropylène permet d'en améliorer l'aspect ou l'adhésivité avec d'autres matériaux ou permet de le rendre thermo-soudable. Le polypropylène ayant un aspect plutôt mat, on évite, pour des raisons esthétiques essentiellement liées au marketing des produits, de l'utiliser tel quel. II est donc avantageux de recouvrir le polypropylène d'une couche constituée d'un matériau présentant les propriétés optiques désirées, comme par exemple une couche brillante. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un film de polypropylène rétractable. Jusqu'à présent, la trop grande viscosité du polypropylène permettait uniquement de produire des films de polypropylène par une méthode d'extrusion qui consiste à fondre le polypropylène et à le couler sur un cylindre réfrigérant, à travers une filière plate. La faible quantité de polypropylène versée enrobe le cylindre réfrigéré formant une mince pellicule qui au contact de ce cylindre, se solidifie donnant ainsi naissance à un film. Néanmoins, ce procédé ne permet pas de produire des films de polypropylène thermo-rétractables. La présente invention a donc pour but de fournir un procédé de fabrication de films de polypropylène thermo-rétractables. Ce but est atteint au moyen d'un procédé comprenant les étapes suivantes: - on extrude au moins une couche de polypropylène; - on souffle le film obtenu de façon à obtenir une bulle ; et - on refroidit ladite bulle obtenue de façon à solidifier le polymère. Ce procédé d'extrusion soufflage permet de produire des films de polypropylène thermo-rétractables. L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de deux mode de réalisation d'un film représentés à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente un film multicouche comportant une couche centrale composée de polypropylène - la figure 2 représente une autre disposition et une autre fonction possible des couches additionnelles. On va maintenant décrire deux exemples de films selon la présente invention. La figure 1 représente un film comportant trois couches. Les deux couches additionnelles A et C sont disposées de chaque cotés de la couche B constituée de polypropylène et lui sont liées du fait de l'extrusion. Sur la figure 1, les épaisseurs des couches A et C sont identiques mais il est possible d'utiliser des couches d'épaisseurs différentes. La couche B de polypropylène peut être constituée d'un seul homopolymère de polypropylène dont l'indice de fluidité, mesuré à 230"C est compris entre 0, 1 et 5. Par exemple, elle peut être constituée d'un homopolymère de polypropylène ,X, d'indice de fluidité, mesuré à 230"C, compris entre 0,1 et 2, comme par exemple le polypropylène commercialisé sous l'appellation D50S par la firme Montell et dont l'indice de fluidité mesuré à 230"C est de 0,5. La couche B peut aussi être constituée d'un homo polymère, Y, traité par irradiation ou par toute autre méthode, de façon à ce qu'il forme un polymère ramifié, d'indice de fluidité mesuré à 230"C compris entre 0,1 et 5, comme par exemple, le polypropylène appelé commercialement Profax 633, distribué par la firme Montell et dont l'indice de fluidité mesuré à 230"C est de 3 ou encore le polypropylène appelé commercialement Daplen 87-29 et commercialisé par la firme PCD. La couche de polypropylène B peut également être constituée d'un mélange des deux homopolymères de polypropylène X et Y définis ci-dessus dans lequel, par exemple, la teneur en polypropylène Y serait ajustée en fonction des taux de rétraction longitudinale et transversale souhaités et en particulier, en fonction du taux de rétraction transversale désiré. Avantageusement, la proportion d'homopolymère Y est comprise entre 0% et 40%. Cette proportion de polymère Y permet d'améliorer la taux de rétraction transversale du film et d'augmenter les forces de rétraction de telle façon qu'il est néanmoins toujours possible, éventuellement, d'effectuer dans le film, une découpe pouvant, par exemple, servir d'amorce de déchirage. En effet, si les forces de rétraction sont trop élevées, une découpe faite dans le film risque, après rétraction du film, de s'agrandir et de déchirer le film qui est alors inutilisable, en particulier, pour l'emballage ou le fardelage. Les couches additionnelles A et C représentées sur la figure 1 peuvent , par exemple, être constituées de polyéthylène ou d'un mélange composé d'une proportion de 80% à 95% de métallocène commercialisé par l'entreprise Exxon sous les appellations de ECD 109 et ECD 103, de densité comprise entre 0,918 et 0,927 et d'indice de fluidité égal à 0,9, et de 5% à 20% d'un homopolymère de polyéthylène obtenu par polymérisation radicalaire, de densité comprise entre 0,922 et 0,928 et d'indice de fluidité compris entre 0,3 et 2. De préférence, ce mélange comprend 90% de métallocène et 10% de l'homopolymère de polyéthylène. Ces mélanges ont l'avantage d'avoir une adhérence suffisante sur la couche B de polypropylène et de présenter des propriétés optiques et de soudabilité extrêmement intéressantes pour l'utilisation du film pour l'emballage ou le fardelage. L'addition par coextrusion des deux couches A et C sur la couche de polypropylène B permet d'obtenir un film avec peu de trouble, en général, une valeur de trouble inférieure à 3% selon la norme ASTM D 1003 et une brillance supérieure à 120%, mesurée avec un angle de 60 selon la norme ASTM D 2457. Des couches de cette nature ont de plus l'avantage d'améliorer la soudabilité du polypropylène ce qui est particulièrement intéressant pour son utilisation en fardelage et en emballage. On peut également imaginer d'autres couches additionnelles constituées d'autres matériaux qui amélioreraient certaines propriétés intéressantes du polypropylène ou lui en conféreraient de nouvelles. Avantageusement, les films comportent une couche de polypropylène B dont l'épaisseur est comprise entre 20pm et 80pm ce qui leur confère une rigidité supérieure à 18 MPa mesurée selon la norme ISO 1184. Cette épaisseur et cette rigidité permettent en effet un traitement aisé par différentes machines et en particulier par les machines utilisées pour l'emballage et le fardelage. De plus, lorsqu'un tel film est utilisé pour l'emballage ou le fardelage, cette épaisseur permet une bonne solidarisation des produits emballés. Avantageusement, I'épaisseur des couches additionnelles A et C représente chacune entre 5% et 20% de l'épaisseur totale du film et de préférence 10% de cette épaisseur. En effet, I'épaisseur relative de la couche de polypropylène B déterminant la rigidité du film, (les matériaux utilisés pour les couches additionnelles A et C étant en général moins rigides que le polypropylène, plus la couche de polypropylène B est mince, moins le film est rigide), ces épaisseurs relatives permettent d'obtenir des films minces possédant toutes les qualités requises pour l'emballage et le fardelage et suffisamment rigides pour qu'ils soient d'un traitement aisé. Par exemple, un film du même type que celui représenté sur la figure 1, dont la couche B est constituée d'un mélange de 70% du polymère X et de 30% du polymère Y précités, d'une épaisseur de 351ut, dont les couches additionnelles A et C représentent 10% de l'épaisseur du film et sont toutes deux constituées d'un mélange de 90% de métallocène de densité 0,927, d'indice de fluidité 0,9 et de 10% d'un polyéthylène radicalaire de densité 0,922 à 0,928 et d'indice de fluidité de 0,7 à 2 présente une limite élastique supérieure à 22MPa. On peut imaginer diverses dispositions de couches, par exemples deux couches additionnelles disposées l'une sur l'autre et recouvrant la couche de polypropylène. On peut imaginer également un film comportant une pluralité de couches additionnelles de matériaux différents ou identiques et disposées de diverses manières de chaque coté ou d'un seul coté de la couche B constituée de polypropylène. La figure 2 représente une structure de film comportant une pluralité de couches additionnelles. Les couches A et C sont, par exemple, constituées de matériaux qui adhèrent peu ou pas à la surface de la couche B de polypropylène. Entre la couche A et la couche B est insérée une couche additionnelle D, d'épaisseur quelconque et constituée d'un matériau qui permet par sa présence, la cohésion du film, c'est-à-dire l'adhésivité de la couche A sur la couche B. La couche E insérée entre la couche B et C joue un rôle identique à celui de la couche D précédemment décrite. L'épaisseur d'un film comportant une pluralité de couches additionnelles comme sur la figure 2 n'est limitée que par l'usage que l'on compte faire du film. II en est de même pour les épaisseurs relatives des différentes couches additionnelles et pour l'épaisseur de la couche de polypropylène B. Chacune des couches additionnelles A, B, C et D représentées sur les figures 1 et 2, peut également comporter des additifs tels que des agents anti-bloquants, glissants, des agents antistatiques, des colorants, des agents anti-UV, des agents de compatibilisation intercouche des polymères pour permettre l'adhérence des couches les unes par rapport aux autres, ou tout autre additif. Dans le cas d'un agent glissant du type erucamide, il sera, par exemple, introduit dans au moins une des couches A et C, dans une proportion inférieure ou égale à 1500 ppm. Dans le cas d'un agent antibloquant qui peut être de la silice, du talc ou des micro billes de verre, celui-ci sera avantageusement introduit dans au moins une des couches A et C, dans une proportion inférieure ou égale à 3 500 ppm. Les films selon la présente invention ont également l'avantage d'être imprimables, par exemple, après un traitement par le procédé dit "Corona" à 38-42 dyns. Les films selon la présente invention pourront en particulier, être utilisés pour l'emballages des produits, le fardelage ou pour constituer des housses rétractables pour palettes. On va maintenant décrire le procédé utilisé pour réaliser un film selon la présente invention. L'extrusion soufflage du polypropylène selon le procédé de la présente invention, s'effectue en plusieurs étapes. Le polypropylène est chauffé jusqu'à une température comprise entre 230"C et 240"C dans une extrudeuse. Le polypropylène extrudé, sort de la tête de l'extrudeuse et forme alors une gaine dont on pince l'extrémité à une distance donnée de ladite tête. La gaine est gonflée et forme une bulle, le polypropylène est donc ainsi étiré puis refroidit à l'air, à une température comprise entre 0 C et 30"C et de préférence, égale à 1 5 C. Le polypropylène refroidi comporte alors des contraintes internes qu'il ne pourra relâcher que lorsqu'il sera réchauffé. Le relâchement des contraintes internes conduira à une diminution des dimensions du film : le film est alors qualifié de thermo-rétractable. On peut également appliquer ce procédé à un mélange de polypropylène contenant éventuellement des additifs. Avantageusement, on peut par le même procédé, effectuer une coextrusion d'au moins une autre couche additionnelle constituée d'un autre matériau ou du même matériau. On réalise ainsi un film comportant au moins une couche de polypropylène rétractable. Dans ce cas, le matériau qui constitue la couche additionnelle est chauffé puis coextrudé avec le polypropylène. Par exemple, dans le cas d'une couche de polyéthylène avec laquelle on recouvrerait la couche de polypropylène, le polyéthylène est extrudé à une température comprise entre 210au et 220"C. Avantageusement, le taux de gonflage de la bulle, c'est-à-dire, le rapport : diamètre de la bulle/diamètre de la tête de l'extrudeuse est compris entre 2 et 5. Le taux de gonflage détermine, avec la nature physicochimique du polypropylène de la couche B, les valeurs des taux de rétraction longitudinale et transversale et en particulier, le taux de rétraction transversale. La gamme de valeurs citée ci-dessus permet d'obtenir les taux de rétraction désirés, par ajustage du taux de gonflage de la bulle en fonction de la nature de la couche de polypropylène utilisée. REVENDICATIONS 1. Film thermo-rétractable caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche (B) constituée de polypropylène, et en ce que ledit film est thermo-rétractable dans au moins une des directions longitudinale et transversale par rapport à la direction d'extrusion dudit film. 2. Film selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de polypropylène (B) est formée d'un mélange d'un homopolymère de polypropylène (X) et d'un homopolymère de polypropylène (Y) ayant été traité de manière à former un polypropylène ramifié. 3. Film selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le taux de rétraction longitudinale dudit film est compris entre 50% et 90%, de préférence égal à 70% et en ce que le taux de rétraction transversale dudit film est compris entre 0% et 60% et de préférence entre 10% et 30%. 4. Film selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de polypropylène (B) est comprise entre 20,um et 80pu. 5. Film selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que sa limite d'élasticité est supérieure à 18 MPa. 6. Film selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux couches additionnelles (A) et (C) disposées de part et d'autre de la couche de polypropylène (B) et constituées d'un mélange contenant de 80% à 95% de métallocène et de 5% à 20% de polyéthylène et de préférence 90% de métallocène et 10% de polyéthylène. 7. Film selon la revendication 6, caractérisé en ce que les couches additionnelles (A) et (C) ont une épaisseur relative comprise entre 5% et 20% par rapport à l'épaisseur totale du film et de préférence égale à 10%. 8. Utilisation d'un film selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour l'emballage ou le fardelage. 9. Procédé de fabrication d'un film tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le film est obtenu par extrusion-soufflage. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on coextrude en outre au moins une couche additionnelle (A). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le taux de gonflage de la bulle est compris entre 2 et 5. 12 Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'on refroidit le film à une température comprise entre 0 C et 30"C et de préférence égale à 1 5 C.