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WO2006056706A1 - Composition comprenant un polymere thermoplastique et un agent hydrophilisant - Google Patents

Composition comprenant un polymere thermoplastique et un agent hydrophilisant Download PDF

Info

Publication number
WO2006056706A1
WO2006056706A1 PCT/FR2005/002955 FR2005002955W WO2006056706A1 WO 2006056706 A1 WO2006056706 A1 WO 2006056706A1 FR 2005002955 W FR2005002955 W FR 2005002955W WO 2006056706 A1 WO2006056706 A1 WO 2006056706A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thermoplastic polymer
composition according
water
hydrophilizing agent
acid
Prior art date
Application number
PCT/FR2005/002955
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Joubert
Marc Balastre
Antoine Guiu
Original Assignee
Rhodia Chimie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Chimie filed Critical Rhodia Chimie
Publication of WO2006056706A1 publication Critical patent/WO2006056706A1/fr

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    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
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Definitions

  • composition comprising a thermoplastic polymer and a hydrophilizing agent
  • the invention relates to a process for the preparation of thermoplastic polymers which makes it possible to obtain a hydrophilic behavior of the surface of objects manufactured with these thermoplastic polymers.
  • thermoplastics It also relates to the additives used to obtain this surface hydrophilicity, said additives being mixed and co-melted with the thermoplastics
  • thermoplastic polymers and additives are shaped by any conventional means (extrusion, injection, printing films ...) to obtain the desired objects.
  • the invention finally relates to the applications of these objects in thermoplastic polymers with hydrophilized surfaces.
  • Plastics such as polyesters, polyamides, polyolefins, and more particularly polypropylene normally have very hydrophobic surfaces, which is a drawback for many applications of objects made from these thermoplastics.
  • sails or films, porous or discontinuous, made from polypropylene or polyester yarns or fibers, obtained by the so-called nonwoven technique, which we will call under the generic term "non-woven textile surface” have an essentially hydrophobic surface behavior. This behavior requires that they be superficially coated, in post-treatment, with soluble surfactant compositions, to be used in applications such as hygiene, wiping, diapers ....
  • This surface treatment has the disadvantage of not being durable and also allowing the surfactant used in the coating layer to dissolve in the water in contact with it. treatment. This point is particularly to be avoided in hygiene applications like diapers.
  • hydrophilization of the surface of objects is sought in other applications for example those for mass objects such as parts for the automotive industry.
  • the surface treatment with a coating of a hydrophilic or amphiphilic species is not a viable solution because the hydrophilizing treatment is neither durable nor adherent.
  • hydrophilicity is sought because it would clean the water in question.
  • polyolefin PE, PP
  • hydrophilicity of polypropylene packaging or films is also sought to prevent slugging, dust deposition, fogging, during the storage of products wrapped polypropylene films in the departments of sales.
  • hydrophilicity contributes to the non-adhesion of dust or greasy soils, but also to the flow of static electricity charges responsible for certain types of ensalatorium.
  • thermoplastic polymer that has a more hydrophilic surface.
  • thermoplastic polymer which has a more hydrophilic surface.
  • hydrophilizing agent selected from the compounds water-soluble or water-dispersible copolyester compounds.
  • thermoplastic polymer in which the hydrophilizing agent has been incorporated.
  • the invention finally relates to the applications of this thermoplastic polymer with hydrophilized surface.
  • thermoplastic polymer polyesters, polyamides, polyolefins such as polyethylene and polypropylene.
  • polyesters comprising hydrophilization groups such as, for example, anionic groups such as sulphonate groups and / or poly- or oligo- oxyethylene groups.
  • the polyesters may in particular be of the polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene terephthalate / isophthalate type.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the poly- or oligo- oxyethylene groups can in particular come from a condensation of ethylene glycol during the polymerization (condensation typically of 1 to 5 units), or the introduction of polyethylene glycol (PEG) during the polymerization, or during a post-polymerization treatment. Families of copolyesters that can be used are especially called POET (polyoxyethylene terephthalate), PET / PEG, PET / POET, PET / POEG.
  • POET polyoxyethylene terephthalate
  • the anionic groups can in particular be carried by comonomers or be carried by end groups.
  • water-soluble or water-dispersible copolyesters according to the invention, mention may be made, for example, of the statistical copolyesters obtained by polymerization of the following monomers: -A: at least one aromatic dicarboxylic acid or esters of the acid, preferably terephthalic acid, isophthalic acid, the methyl esters of these acids, ethylene terephthalic acid or mixtures thereof,
  • optionally D monofunctional or difunctional monomers comprising a sulphonic group, for example sulpho-5-isophthalic acid.
  • water-soluble or water-dispersible copolyester compounds are random copolyesters obtained by reaction between:
  • A represents at least one aromatic dicarboxylic acid or esters of the acid, preferably terephthalic acid, isophthalic acid, the methyl esters of these acids, ethylene terephthalic acid or mixtures thereof, B represents an ethylene glycol monomer, C represents a monomer of polyethylene glycol,
  • D represents a monofunctional or difunctional monomer comprising a sulfonic group, for example sulfo-5-isophthalic acid.
  • copolyester of formula (I) - (CH 2 -CH 2 -O (O) C- ⁇ -C (O) O-) x - [- (CH 2 -CH 2) -O) y - (O) C- ⁇ -C (O) O] - z
  • ⁇ is a disubstituted phenyl in para or meta or a para / meta mixture.
  • y is an average number representing a number of ethylene oxide units of polyethylene glycol, preferably being between 20 and 120, preferably between 50 and 100, .
  • x is an average number representing a number of condensation units of ethylene glycol and of terephthalic acid or of the methyl ester, or, more generally, of ethylene glycol terephthalate and / or isophthalate units
  • z is an average number representing a number of condensation units of polyethylene glycol and of terephthalic and / or isophthalic acid or of the methyl ester, or, more generally, of polyethylene glycol terephthalate and / or isophthalate units.
  • copolyester of formula (I) in which the molar ratio between x and z is between 1 and 10, preferably between 2 and 6.
  • the amount of hydrophilizing agent introduced into the polymer is such that the weight ratio between the hydrophilizing agent and the thermoplastic polymer is between 1/99 and 10/90.
  • the hydrophilizing agent is mixed and co-melted with the thermoplastic polymer.
  • thermoplastic polymer is generally in the form of solid granules.
  • the hydrophilizing agent can be mixed at room temperature with the polymer granules and then introduced into a mixing tool heated.
  • the hydrophilizing agent may also be introduced into the mixing tool in which the polymer in the molten state is already present.
  • the temperature mixing tool may be a vessel provided with rotors and heated by a fluid circulation. This is called an internal mixer. It is a "batch" process. For example, a Brabender mixer may be mentioned. After cooling, a blank of solid material is recovered which can be shaped in a mold by compression.
  • the temperature mixing tool may also be an extruder in which the material is transported, heated and kneaded by rotating screw members. It is a "continuous" process.
  • a Werner ZSK30 extruder may be mentioned. A rush of molten material is recovered which is cooled and then cut to obtain granules.
  • the hydrophilizing agent is in solid form, that is to say in the form of a powder, flake or granules, the incorporation is then easily as indicated above.
  • hydrophilizing agent when the hydrophilizing agent is in liquid form, 100% hydrophilizing agent, or the hydrophilizing agent in solution in a solvent, there are several possibilities of incorporation.
  • FR 2,843,122 discloses means for incorporating liquids into thermoplastic polymers.
  • the present invention therefore also relates to a process for preparing a composition comprising the thermoplastic polymer and the hydrophilizing agent, characterized in that mixing the hydrophilizing agent and the thermoplastic polymer in molten form.
  • the present invention therefore also relates to a method for preparing a composition comprising the thermoplastic polymer and the hydrophilizing agent, characterized in that the hydrophilizing agent is mixed with the thermoplastic polymer optionally with other ingredients, for example fillers. or stabilizers, by mixing with the thermoplastic polymer before melting, by direct introduction into the molten thermoplastic polymer, and / or by masterbatch.
  • thermoplastic polymer and hydrophilizing agent can be shaped by any conventional means (extrusion, injection, pulling films %) to obtain the desired objects.
  • the melt blends of thermoplastic polymer and hydrophilizing agent can thus be formed into molding powder, in the form of an extruded and / or blown and / or injected object, in the form of a film, or in the form of fibers. yarns or filaments, optionally assembled in woven or nonwoven textile surface.
  • the invention also relates to the applications of these objects in thermoplastic polymers with hydrophilized surfaces.
  • objects made of thermoplastic polymer with a hydrophilized surface mention may in particular be made of a nonwoven textile surface comprising fibers based on a composition according to the invention.
  • thermoplastic polymer is based on polypropylene
  • This textile surface can be used in the manufacture of baby diaper, feminine hygiene product or adult incontinence care product.
  • thermoplastic polymer with a hydrophilized surface examples include mass objects such as parts for the automotive industry.
  • thermoplastic polymer with a hydrophilized surface examples include food containers made of polyolefin (polyethylene or polypropylene).
  • thermoplastic polymer with a hydrophilized surface examples include packaging or polypropylene films.
  • the invention finally relates to a use of copolyester compounds as defined above as a hydrophilizing agent for a composition comprising a thermoplastic polymer.
  • Surface hydrophilicity is evaluated by measuring the contact angle between a drop of purified, distilled water and said surface.
  • a drop of distilled water of calibrated size is deposited under standardized and repetitive conditions on the surface to be studied. It spreads or retracts more or less according to the hydrophilicity of With the surface, and with suitable equipment, it is possible to measure the angle formed by the deposited drop and the surface.
  • the apparatus used may be, for example, a goniometer for measuring the wetting angle, for example of the Tantec mark. It is also possible to use an automatic measuring device, such as the IT Concept company's droplet monitor with optical bench. This is the case of the measurements that have been made in the examples presented below.
  • the manipulation consists in depositing on the clean and smooth surface of the sample a drop of water of calibrated volume equal to two microliters using a syringe.
  • the drop is illuminated by a uniform light source, type integrating sphere, the image of his profile is projected by a telecentric telephoto lens on a CCD camera. It is digitized and then processed by software to determine several times per second the right and left contact angles defined as the angles between the plane formed by the support and tangent planes on either side of the base of the drop.
  • pure polypropylene has a contact angle with pure water of 105 °.
  • thermoplastic polypropylene polymer make it possible to lower this value very substantially, at levels between 70 and 85 °.
  • the constituents (94.9% of isotactic polypropylene homopolymer polypropylene polymer sold by the company ATOFINA under the name PPH4060, 5% of hydrophilizing additive and 0.1% of Irganox B225 thermal stabilizer) are introduced into the tank of an internal mixer brand "Brabender" brought to a temperature of 150 ° C.
  • the tank is equipped with two counter-rotating rotors of thermoplastic type W50, rotating at a rotational speed of 125 RPM. Given the internal shear, the final temperature of the mixture is between 180 0 C and 190 0 C.
  • a charged polymer blank is extracted from the tank, and is pressed into a 800 micron mold. of thickness, between two compression plates heated to 200 0 C under 200 bars of pressure for 2 minutes. The mold is then cooled between two trays cooled at 18 ° C. under a pressure of 200 bars for 4 minutes.
  • Repelotex SRP6 has a lubricating effect and good mixing properties.
  • the measurements were made in the examples presented below using a drop tensiometer with optical bench, called the SDT 200 from the company IT Concept.
  • the manipulation consists in depositing on the clean and smooth surface of the sample a drop of water of calibrated volume equal to two microliters using a syringe.
  • the drop is illuminated by a uniform light source, type integrating sphere, the image of his profile is projected by a telecentric telephoto lens on a CCD camera. It is scanned and then processed by software to determine several times per second the right and left contact angles defined as the angles between the plane formed by the support and the tangent planes on either side of the base of the drop.
  • Table I corresponds to the average of 10 to 15 measurements.
  • PP means polypropylene

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Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation des thermoplastiques permettant d'obtenir un comportement hydrophile de la surface des objets fabriqués avec ces thermoplastiques. Elle concerne également les additifs à savoir des composés copolyesters hydrosolubles ou hydrodispersables utilisés pour obtenir cette hydrophilie de surface, lesdits additifs étant mélangés et co-fondus avec les thermoplastiques (additivation dans la masse). Les mélanges fondus des thermoplastiques et des additifs sont mis en forme par tous moyens conventionnels (extrusion, injection, tirage de films...) pour obtenir les objets désirés. L'invention concerne enfin les applications de ces objets en thermoplastiques à surfaces hydrophilisées.

Description

Composition comprenant un polymère thermoplastique et un agent hydrophilisant
L'invention concerne un procédé de préparation de polymères thermoplastiques permettant d'obtenir un comportement hydrophile de la surface des objets fabriqués avec ces polymères thermoplastiques.
Elle concerne également les additifs utilisés pour obtenir cette hydrophilie de surface, lesdits additifs étant mélangés et co-fondus avec les thermoplastiques
(additivation dans la masse).
Les mélanges fondus des polymères thermoplastiques et des additifs sont mis en forme par tous moyens conventionnels (extrusion, injection, tirage de films...) pour obtenir les objets désirés. L'invention concerne enfin les applications de ces objets en polymères thermoplastiques à surfaces hydrophilisées.
Les plastiques tels les polyesters, les polyamides, les polyoléfines, et plus particulièrement le polypropylène présentent normalement des surfaces très hydrophobes, ce qui constituent un inconvénient pour de nombreuses applications des objets fabriqués à partir de ces thermoplastiques.
Par exemple, les voiles ou les films, poreux ou discontinus, fabriqués à partir de fils ou de fibres de polypropylène ou de polyester, obtenus par la technique dite des non tissés, que nous appellerons sous le terme générique de « surface textile non tissée » ont un comportement de surface essentiellement hydrophobe. Ce comportement nécessite qu'ils soient enduits superficiellement, en post-traitement, avec des compositions de surfactants solubles, pour être utilisables dans les applications comme l'hygiène, l'essuyage, les couches culottes....
Ce traitement de surface a le désavantage de ne pas être durable et aussi de laisser dissoudre dans l'eau au contact le surfactant utilisé dans la couche de traitement. Ce point est particulièrement à éviter dans les applications hygiène comme les couches culottes.
Egalement l'hydrophilisation de la surface d'objets est recherchée dans d'autres applications par exemple celles concernant des objets massiques telles des pièces pour l'industrie automobile.
On désire pouvoir peindre ces pièces, et les plastiques tels le polypropylène ne sont pas aptes à être peints. Dans ce cas, le traitement de surface par une enduction d'une espèce hydrophile ou amphiphile n'est pas une solution viable car le traitement hydrophilisant n'est ni durable ni adhérent.
Dans une autre sorte d'application, l'hydrophilie est recherchée car elle permettrait de nettoyer à l'eau la surface en question. En particulier les récipients à usage alimentaire en polyoléfine (PE, PP) posent un problème de nettoyage lorsqu'on veut les laver dans un lave-vaisselle automatique. Alors que tous les ustensiles en verre ou en céramiques ressortent propres et secs du lave- vaisselle, les ustensiles en polyoléfines ressortent encore mouillés, avec des gouttes d'eau non étalées, à cause de la grande hydrophobie des ustensiles et récipients concernés.
Enfin l'hydrophilie des emballages ou des films en polypropylène est aussi recherchée pour éviter l'ensalissement, le dépôt de poussière, la buée, lors du stockage des produits emballés sous films polypropylène dans les rayons des surfaces de vente. A ce niveau, l'hydrophilie contribue à la non adhésion de poussières ou de salissures grasses, mais aussi à l'écoulement des charges d'électricité statique responsable de certains types d'ensalissement.
Le besoin existait de trouver un moyen de préparer un polymère thermoplastique qui présente une surface plus hydrophile.
Un des buts de la présente invention est donc de trouver un moyen de préparer un polymère thermoplastique qui présente une surface plus hydrophile. Ce but, et d'autres, est atteint par la présente invention qui a donc pour objet une composition comprenant un polymère thermoplastique et en agent hydrophilisant choisi parmi les composés les composés copolyesters hydrosolubles ou hydrodispersables.
Elle concerne également un procédé de préparation du polymère thermoplastique dans lequel l'agent hydrophilisant a été incorporé. L'invention concerne enfin les applications de ce polymère thermoplastique à surface hydrophilisée.
Par polymère thermoplastique on entend les polyesters, les polyamides, les polyoléfines tels que le polyéthylène et le polypropylène.
Par composés copolyesters hydrosolubles ou hydrodispersables, on entend des polyesters comprenant des groupes d'hydrophilisation comme par exemple des groupes anioniques tels que des groupes sulfonates et/ou des groupes poly- ou oligo- oxyéthylène. Les polyesters peuvent être notamment du type polyéthylène téréphtalate (PET) ou polyéthylène téréphtalate/isophtalate. Les groupes poly- ou oligo- oxyéthylène peuvent notamment provenir d'une condensation d'éthylène glycol lors de la polymérisation (condensation typiquement de 1 à 5 unités), ou de l'introduction de polyéthylène glycol (PEG) lors de la polymérisation, ou lors d'un traitement de post-polymérisation. Des familles de copolyesters pouvant être utilisées sont notamment dénommées POET (polyoxyéthylène téréphtalate), PET/PEG, PET/POET, PET/POEG.
Les groupes anioniques peuvent notamment être portés par des co-monomères ou être portés par des groupes terminaux.
Comme exemples de copolyesters hydrosolubles ou hydrodispersables selon l'invention, on peut citer par exemple les copolyesters statistiques obtenus par polymérisation des monomères suivants: -A: d'au moins un acide dicarboxilique aromatique ou d'esters de l'acide, de préférence l'acide téréphtalique, l'acide isophtalique, les esters méthyliques de ces acides, l'acide éthylène téréphtalique ou leurs mélanges,
- au moins un monomère choisi parmi : - B: d'éthylène glycol, et
- C: de polyéthylène glycol, et
- optionnellement D : de monomères monofonctionnels ou difonctionnels comprenant un groupe sulfonique, par exemple l'acide sulfo-5-isophtalique.
Comme exemples de copolyesters hydrosolubles ou hydrodispersables selon l'invention, on peut citer également les composés copolyesters hydrosolubles ou hydrodispersables sont des copolyesters statistiques obtenus par réaction entre :
- un (co)polyester de A ; B, et optionnellement D, et
- un monomère de C et éventuellement D, avec
. A représente au moins un acide dicarboxilique aromatique ou d'esters de l'acide, de préférence l'acide téréphtalique, l'acide isophtalique, les esters méthyliques de ces acides, l'acide éthylène téréphtalique ou leurs mélanges, . B représente un monomère d'éthylène glycol, . C représente un monomère de polyéthylène glycol,
. D représente un monomère monofonctionnel ou difonctionnel comprenant un groupe sulfonique, par exemple l'acide sulfo-5-isophtalique.
On peut citer notamment le copolyester de formule (I) suivante : -(CH2-CH2-O(O)C-φ-C(O)O-)x-[-(CH2-CH2)-O)y-(O)C-φ-C(O)O]-z
(I) dans laquelle:
- avec φ est un phényle disubstitué en para ou en meta ou un mélange para/méta . y est un nombre moyen représentant un nombre de motifs d'oxyde d'éthylène du polyéthylène glycol, y étant de préférence compris entre 20 et 120, de préférence entre 50 et 100, . x est un nombre moyen représentant un nombre de motifs de condensation d'éthylène glycol et d'acide téréphtalique ou de l'ester méthylique, ou, plus généralement, de motifs éthylène glycol téréphtalate et/ou isophtalate, et . z est un nombre moyen représentant un nombre de motifs de condensation de polyéthylène glycol et d'acide téréphtalique et/ou isophtalique ou de l'ester méthylique, ou, plus généralement, de motifs polyéthylène glycol téréphtalate et/ou isophtalate.
En particulier on peut citer un copolyester de formule (I) dans laquelle x et z sont tels que la masse moléculaire moyenne en poids du copolyester est comprise entre 4000 et 70000 g/mol, de préférence entre 4000 et 15000 g/mol.
En particulier on peut citer un copolyester de formule (I) dans laquelle le rapport molaire entre x et z est compris entre 1 et 10, de préférence entre 2 et 6.
C'est un produit solide à l'ambiante qui présente un point de ramollissement vers 130°-150°C. Il est commercialisé par Rhodia sous le nom de Repel-o-tex SRP6.
La quantité d'agent hydrophilisant introduite dans le polymère est telle que le rapport en poids entre l'agent hydrophilisant et le polymère thermoplastique est compris entre 1/99 et 10/90.
L'agent hydrophilisant est mélangé et co-fondu avec le polymère thermoplastique.
Le polymère thermoplastique se présente en général sous forme de granulés solide.
L'agent hydrophilisant peut être mélangé à température ambiante avec les granulés de polymères puis introduit dans un outil de mélange porté en température. L'agent hydrophilisant peut également être introduit dans l'outil de mélange dans lequel est déjà présent le polymère à l'état fondu.
L'outil de mélange en température peut être une cuve munie de rotors et chauffée par une circulation de fluide. On parle alors de mélangeur interne. C'est un procédé "batch". On peut citer par exemple un mélangeur Brabender. On récupère après refroidissement une ébauche de matière solide qui peut être mise en forme dans un moule par compression.
L'outil de mélange en température peut également être une extrudeuse dans laquelle la matière est transportée, chauffée et malaxée par des éléments de vis en rotation. C'est un procédé en "continu". On peut citer par exemple une extrudeuse Werner ZSK30. On récupère un jonc de matière fondue qui est refroidit puis coupé pour obtenir des granulés.
Ces granulés peuvent ensuite être injectés sous forme de pièces d'essais ou de matériaux finis.
Lorsque l'agent hydrophilisant est sous forme solide, c'est-à-dire sous forme d'une poudre, de paillettes ou de granulés, l'incorporation se fait alors aisément comme indiqué ci-dessus.
Lorsque l'agent hydrophilisant est sous forme liquide, 100% d'agent hydrophilisant, ou l'agent hydrophilisant en solution dans un solvant, il existe plusieurs possibilités d'incorporation.
Il est possible de réaliser une incorporation directe de liquide, avec ou sans évaporation du solvant suivant si la température d'ébullition du liquide (agent hydrophilisant ou solvant) est en dessous ou au dessus de la température de transformation (autour de 1800C). II est possible également d'imprégner ce liquide sur un support poreux, comme par exemple une silice de précipitation pour obtenir une poudre. Cette poudre peut alors être mise en forme pour faciliter son utilisation.
On peut citer par exemple le document FR 2 843 122 incorporé par référence qui décrit des moyens pour incorporer des liquides dans des polymères thermoplastiques.
La présente invention a donc également pour objet un procédé de préparation d'une composition comprenant le polymère thermoplastique et l'agent hydrophilisant, caractérisé en ce qu'on mélange l'agent hydrophilisant et le polymère thermoplastique sous forme fondue.
La présente invention a donc également pour objet un procédé de préparation d'une composition comprenant le polymère thermoplastique et l'agent hydrophilisant, caractérisé en ce que l'agent hydrophilisant est mélangé au polymère thermoplastique éventuellement avec d'autres ingrédients, par exemple des charges ou des stabilisants, par mélange au polymère thermoplastique avant fusion, par introduction directe dans le polymère thermoplastique fondu, et/ou par mélange maître.
Les mélanges fondus de polymère thermoplastique et d'agent hydrophilisant peuvent être mis en forme par tous moyens conventionnels (extrusion, injection, tirage de films...) pour obtenir les objets désirés.
Les mélanges fondus de polymère thermoplastique et d'agent hydrophilisant peuvent ainsi être mis sous forme de poudre à mouler, sous forme d'un objet extrudé et/ou soufflé et/ou injecté, sous forme d'un film, ou sous forme de fibres fils ou filaments, éventuellement assemblés en surface textile tissée ou non tissée.
L'invention concerne également les applications de ces objets en polymères thermoplastiques à surfaces hydrophilisées. A titre d'exemples d'objets en polymère thermoplastique à surface hydrophilisée on peut citer notamment une surface textile non tissée comprenant des fibres à base d'une composition selon l'invention.
On peut citer en particulier une surface textile non tissée comprenant des fibres à base d'une composition selon l'invention dans laquelle le polymère thermoplastique est à base de polypropylène.
Cette surface textile peut être utilisée dans la fabrication de couche-culotte pour bébé, de produit d'hygiène féminine ou de produit pour le soin de l'incontinence des adultes.
A titre d'exemples d'objets en polymère thermoplastique à surface hydrophilisée on peut citer également des objets massiques telles des pièces pour l'industrie automobile.
A titre d'exemples d'objets en polymère thermoplastique à surface hydrophilisée on peut citer également les récipients à usage alimentaire en polyoléfine (polyéthylène ou polypropylène).
A titre d'exemples d'objets en polymère thermoplastique à surface hydrophilisée on peut citer également les emballages ou des films en polypropylène.
L'invention concerne enfin une utilisation de composés copolyesters tels que définis précédemment à titre d'agent d'hydrophilisation d'une composition comprenant un polymère thermoplastique.
L'hydrophilie de surface est évaluée par la mesure de l'angle de contact entre une goutte d'eau purifiée, distillée et ladite surface. Une goutte d'eau distillée de taille calibrée est déposée dans des conditions standardisées et répétitives sur la surface à étudier. Elle s'étale ou se rétracte plus ou moins selon l'hydrophilie de Ia surface, et avec un appareillage adapté, il est possible de mesurer l'angle formé par la goutte déposée et la surface.
L'appareillage utilisé peut être par exemple un goniomètre de mesure de l'angle de mouillage, par exemple de marque Tantec. Il est possible également d'utiliser un appareil de mesure automatique, tel que le tensiomètre à goutte avec banc optique de la société IT Concept. C'est le cas des mesures qui ont été effectuées dans les exemples présentés ci-dessous. La manipulation consiste à déposer sur la surface propre et lisse de l'échantillon une goutte d'eau de volume calibré égale à deux microlitres à l'aide d'une seringue. La goutte est éclairée par une source lumineuse uniforme, de type sphère intégrante, l'image de son profil est projetée par un téléobjectif télécentrique sur une caméra CCD. Elle est numérisée et ensuite traitée par un logiciel pour déterminer plusieurs fois par seconde les angles de contact droit et gauche définis comme les angles entre le plan formé par le support et les plans tangents de part et d'autre de la base de la goutte.
Typiquement, le polypropylène pur a un angle de contact avec l'eau pure de 105°.
Les agents hydrophilisants lorsqu'ils sont mélangés au polymère thermoplastique polypropylène permettent d'abaisser très sensiblement cette valeur, à des niveaux compris entre 70 et 85°.
D'autres aspects et avantages des produits objets de l'invention apparaîtront à la lumière des exemples qui sont présentés ci-dessous à titre illustratif et nullement limitatif.
Sans indication contraire, tous les pourcentages indiqués dans la présente demande sont des pourcentages en poids.
Exemple 1 -Mise en œuvre de ces produits
Les constituants (94.9% de polymère polypropylène homopolymère isotactique en granulés commercialisé par la société ATOFINA sous le nom PPH4060, 5% d'additif hydrophilisant et 0.1% de stabilisant thermique Irganox B225) sont introduits dans la cuve d'un mélangeur interne de marque "Brabender" portée à une température de 1500C.
La cuve est munie de deux rotors contra-rotatifs de type thermoplastique W50, tournant à une vitesse de rotation de 125RPM. Compte tenu du cisaillement interne, la température finale du mélange est comprise entre 1800C et 1900C. Après un temps de mélange de 5 minutes, une ébauche de polymère chargée est extraite de la cuve, et est pressée dans un moule de 800μm d'épaisseur, entre deux plateaux de compression chauffés à 2000C sous 200 bars de pression pendant 2 minutes. Le moule est ensuite refroidi entre deux plateaux refroidis à 18°C sous une pression de 200 bars pendant 4 minutes.
Après refroidissement et consolidation, ces éprouvettes font l'objet de divers tests physico-chimiques destinés à vérifier l'hydrophilie de leur surface et les propriétés qui en découlent.
Remarques sur la mise en œuvre et effet des additifs sur les mélanges fondus :
On note différents effets physiques pendant le mélangeage dans le malaxeur Brabender qui peuvent apporter des avantages importants au niveau de cette phase préparatoire. Pour le Repelotex SRP6, on note un effet lubrifiant et une bonne aptitude au mélange.
Exemple 2 - Effets hydrophilisants
Ils sont donnés, (par l'intermédiaire de la mesure de l'angle de contact avec de l'eau distillée), dans le tableau I suivant, et en fonction du vieillissement des éprouvettes à l'air libre.
Les mesures ont été effectuées dans les exemples présentés ci-dessous en utilisant un tensiomètre à goutte avec banc optique, dénommé le SDT 200 de la société IT Concept. La manipulation consiste à déposer sur la surface propre et lisse de l'échantillon une goutte d'eau de volume calibré égale à deux microlitres à l'aide d'une seringue. La goutte est éclairée par une source lumineuse uniforme, de type sphère intégrante, l'image de son profil est projetée par un téléobjectif télécentrique sur une caméra CCD. Elle est numérisée et ensuite traitée par un logiciel pour déterminer plusieurs fois par seconde les angles de contact droit et gauche définis comme les angles entre le pian formé par le support et les plans tangents de part et d'autre de la base de la goutte. Le résultat indiqué dans le tableau I correspond à la moyenne de 10 à 15 mesures.
Figure imgf000012_0001
Tableau
PP signifie polypropylène
On constate que l'hydrophilie de la surface est bien obtenue et s'accroît au cours du temps, sans doute par un phénomène de migration à l'interface air /polypropylène.

Claims

Revendications
1. Composition comprenant un polymère thermoplastique et en agent hydrophilisant choisi parmi les composés copolyesters hydrosolubles ou hydrodispersables.
2. Composition selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les composés copolyesters hydrosolubles ou hydrodispersables sont des copolyesters statistiques obtenus par polymérisation des monomères suivants:
-A: d'au moins un acide dicarboxilique aromatique ou d'esters de l'acide, de préférence l'acide téréphtalique, l'acide isophtalique, les esters méthyliques de ces acides, l'acide éthylène téréphtalique ou leurs mélanges,
- au moins un monomère choisi parmi : - B: d'éthylène glycol, et
- C: de polyéthylène glycol, et
- optionnellement D : de monomères monofonctionnels ou difonctionnels comprenant un groupe sulfonique, par exemple l'acide sulfo-5-isophtalique
3. Composition selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les composés copolyesters hydrosolubles ou hydrodispersables sont des copolyesters statistiques obtenus par réaction entre :
- un (co)polyester de A ; B, et optionnellement D, et
- un monomère de C et éventuellement D, avec
. A représente au moins un acide dicarboxilique aromatique ou d'esters de l'acide, de préférence l'acide téréphtalique, l'acide isophtalique, les esters méthyliques de ces acides, l'acide éthylène téréphtalique ou leurs mélanges, . B représente un monomère d'éthylène glycol, . C représente un monomère de polyéthylène glycol,
. D représente un monomère monofonctionnel ou difonctionnel comprenant un groupe sulfonique, par exemple l'acide sulfo-5-isophtalique.
4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'agent d'hydrophilisation est le copolyester c) de formule suivante:
-(CH2-CH2-O(O)C-φ-C(O)O-)x-[-(CH2-CH2)-O)y-(O)C-φ-C(O)O]-2 (I) dans laquelle:
- avec φ est un phényle disubstitué en para ou en meta ou un mélange para/méta
. y est un nombre moyen représentant un nombre de motifs d'oxyde d'éthylène du polyéthylène glycol, y étant de préférence compris entre 20 et
120, de préférence entre 50 et 100,
. x est un nombre moyen représentant un nombre de motifs de condensation d'éthylène glycol et d'acide téréphtalique ou de l'ester méthylique, ou, plus généralement, de motifs éthylène glycol téréphtalate et/ou isophtalate, et . z est un nombre moyen représentant un nombre de motifs de condensation de polyéthylène glycol et d'acide téréphtalique et/ou isophtalique ou de l'ester méthylique, ou, plus généralement, de motifs polyéthylène glycol téréphtalate et/ou isophtalate.
5. Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce que:
- x et z sont tels que la masse moléculaire moyenne en poids du copolyester est comprise entre 4000 et 70000 g/mol, de préférence entre 4000 et 15000 g/mol.
6. Composition selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le rapport molaire entre x et z est compris entre 1 et 10, de préférence entre 2 et 6.
7. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le polymère thermoplastique est choisi parmi les polyesters, les polyamides, ou les polyoléfines tels que le polyéthylène et le polypropylène.
8. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le polymère thermoplastique est à base de polypropylène.
9. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est sous poudre de poudre à mouler, sous forme d'un objet extrudé et/ou soufflé et/ou injecté, sous forme d'un film, ou sous forme de fibres fils ou filaments, éventuellement assemblés en surface textile tissée ou non tissée.
10. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapport en poids entre l'agent hydrophilisant et le polymère thermoplastique est compris entre 1/99 et 10/90.
11. Procédé de préparation d'une composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on mélange l'agent hydrophilisant et le polymère thermoplastique sous forme fondue.
12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'agent hydrophilisant est mélangé au polymère thermoplastique éventuellement avec d'autres ingrédients, par exemple des charges ou des stabilisants, par mélange au polymère thermoplastique avant fusion, par introduction directe dans le polymère thermoplastique fondu, et/ou par mélange maître.
13. Surface textile non tissée comprenant des fibres à base de la composition selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le polymère thermoplastique est à base de polypropylène.
14. Surface textile selon la revendication précédente, comprise dans une couche-culotte pour bébé, un produit d'hygiène féminine ou un produit pour le soin de l'incontinence dans adultes.
15. Utilisation de composés copolyesters selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 à titre d'agent d'hydrophilisation d'une composition comprenant un polymère thermoplastique.
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