Brevet FR2184657A1 — publié le 19731228

La présente invention est relative à des compositions à base de résines synthétiques. Un but de la présente invention est de réduire les problèmes d'évacuation par incorporation de certaines résines synthétiques dans des compositions susceptibles d'une attaque biologique. Une telle susceptibilité à une attaque biologique porte as se souvent actuellement le nom biode=ra- dabilité". Suivant la présente invention, on prévoit une composition comprenant des granules d'amidon dispersés dans une résine synthétique choisie parmi llune des deux classes suivantes 1. Les résines synthétiques thermoplastiques, c'est-à-dire les résines qui, sous leur forme polymérisée, peuvent être ramollies par la chaleur tout en pouvant revenir, sans modification, à l'état non ramolli. Des exemples de résines thermoplastiques sont les résines de polymères et de copolymères de chlorure de vinyle (que l'on désigne ci-après par l'abréviation bien connue PVC), les résines de polyéthylène et de polypropylène, et les résines de polystyrène 2.Les résines élastomères thermodurcissables, susceptibles d'une attaque biologique. Ces résines sont habituellement à base d'un ou d'esters (les estérases étant dans ce cas les enzymes d'attaque). Des exemples d'élas tolères de ce genre sont les résines polyuréthane. Des compositions suivant l'invention, contenant des résines choisies parmi l'une ou l'autre des deux classes précédentes, présentent une aptitude améliorée à la dégradation par voie biologique. Des granules d'amidon exposés à la surface sont au départ attaqués et dispersés par les enzymes, en exposant ainsi successivement d'autres granules d'amidon, en sorte que la composition se dégrade progressivement pour former une substance très poreuse qui est aisément oxydée et dispersée. La présente invention trouve une application importante dans les matières d'emballare souples, qui dérivent de résines thermoplastiques, comme le PVC. et des résines de polyéthylène et de polypropylènc. Ces matières sont molles elles ne recoivent pas facilement des impressions, elles ne peuvent pas facilement se lier par des agents adhésifs ci froid et elles ne peuvent pas être manipulées par les cylindres des machines dc traitement du papier.Des compositions suivant la présente invention présentent tout au moins dans une certaine mesure. les caractéristiques physiques du papier, c'est-à-dire la capacité de conserver un pli et de recevoir une impression, l'aptitude à une liaison par utilisation d'un adhésif normal à froid, et la possibilité d'une manipulation satisfaisante dans les machines de traitement du papier. Les amidons sont des composés polysaccharides qui produisent des sucres par hydrolyse. Des définitions plus précises et des discussions concernant les propriétés des amidons existent dans le manuel "Starch" par Whistler Pachall, publié par Academic Press et dans le manuel "The Starch Industry" de J.W. Knight, publié par Pergamon Press. On préfère les amidons à multiple occupation, comme les amidons de riz et de mains, et, afin de rendre optimum la concentration d'amidon dans une composition suivant l'invention, on préfère utiliser un mélange de deux amidons ayant chacun des dimensions différentes de grains. On précise qu'un amidon a multiple occupation est un amidon dans lequel plus d'un granule occupent la cellule dans laquelle l'amidon est créé. De tels amidons présentent des granules de forme polyédrique.Inversement, les amidons à simple occupation se présentent dans chaque cellule sous forme de granules uniques. Ces granules sont ovoïdes et lisses. C'est la raison pour laquelle un mélange d'amidons de riz et de mais convient le mieux. Les propriétés seront d'autant plus ressemblantes à celles du papier et l'aptitude à une dégradation par voie biologique sera d'autant plus rehaussée que la concentration d'amidon dans la composition sera plus élevée. Ces propriétés augmentent progressivement et on a trouvé qu'une composition à 15 8 d'amidon et 85 % de résine est satisfaisante, bien que l'on puisse utiliser avantageusement des concentrations plus élevées d'amidon dans certains cas. Dans des compositions à base de résines thermoplastiques, on mélangera normalement les granules d'amidon avec le polymère de départ durant le traitement de préparation de celui-ci en vue d'un procédé de moulage, d'extrusion ou d'une autre fabrication. Cependant, si la polymérisation se réalise sous des conditions telles que l'amidon n'est pas modifié chimiquement ou physiquement, on peut alors ajouter les granules d'amidon au monomère. Un exemple d'une telle polymérisation est la production de polystyrène. Comme la polymérisation des élastomères est un procédé de type thermodurcissable, on doit ajouter l'amidon avant la fin de la polymérisation. Dans toutes les compositions suivant l'invention, un traitement avec de l'eau chaude pour gélatiniser ou dissoudre les granules d'amidon superficiels améliore la capacité de dégradation par voie biologique et, dans le cas des matières thermoplastiques. un tel traitement améliore encore la similitude des propriétés avec celles du papier. Les deux exemples suivants décrivent la préparation de compositions suivant l'invention. EXEMPLE 1 : Préparation d'une composition à base d'une résine thermoplastique On prépare une composition préalable en mélangeant ensemble, sur un laminoir de laboratoire à deux cylindres, chauffé par de la vapeur d'eau à une pression d'environ 9,8 kg/cm2, des poids égaux d'un polyéthylène de basse densité et d'un mélange d'amidons. Le polyéthylène utilisé est le produit dénommé Alkathène Q 1388, préparé par la Société I.C.I. Ltd, ce produit ayant une densité de 0,920 g/ml à 230C et une valeur I.F.M. de 2, lors d'une mesure par la méthode B.S. 2.782-105 C, et le mélange d'amidons comprend des parties égales en poids d'amidon de mais et d'amidon de riz.Cette composition préalable sortant du laminoir est réduire en granules dans une machine de granulation et elle est mélangée à froid avec des granules du polyéthylène non modifié, ce mélange étant alimenté à une extrudeuse réglée pour la fabrication d'une pellicule de polyéthylène étalée à plat par soufflage, en utilisant une matrice et des cylindre de pinçage typiques, ainsi qu'un appareil de traction de forme traditionnelle.La teneur d'amidon de la pellicule soufflée résultante est réglée à diverses concentrations se situant entre 5 et 15 , lteffet des amidons ajoutés étant plus évident aux concentrations plus élevées car, dans ce cas, la pellicule ne montre pas de signes de "blocage", elle est légèrement plus trouble à la vue et elle présente un toucher et une conservation des plis, qui sont beaucoup plus proches de ceux du papier que dans le cas de la pellicule de polyéthylène non modifiée, d'une épaisseur similaire. Le "blocage" est le collage local de pellicules pressées ensemble, en particulier dans l'intervalle existant entre deux cylindres d'une paire. EXEMPLE 2 : Préparation d'une composition à base d'un élastomère thermodurcis sable On mélange ensemble par une agitation mécanique, dans un récipient de verre, sous une pression réduite de 30 mm de Hg, 200 g de Daltorol PR1, qui est une résine de polyester de bas poids moléculaire, fabriquée par la Société I.C.I. Ltd, et 200 g d'un mélange de parties égales d'amidon de maïs et de riz raffinés. La température du mélange est élevée à 1050C et elle est maintenue à cette valeur pendant environ 30 minutes afin de séparer l'humidité libre des ingrédients. Après diminution de la température jusqu'à 700C, on ajoute 20 g de Suprasec SFN, qui est un mélange de 2,4 - et de 2,6-tolylène diisocyanates, fabriqué par la Société I.C.I.Ltd, et on poursuit l'agitation pendant deux minutes à la pression atmosphérique, puis pendant dix minutes sous vide, afin de séparer l'air emprisonné, la température du mélange restant comprise, durant ces opérations, entre 70 et 750C,ce qui est principalement dû au dégagement de chaleur en provenance de la réaction chimique se produisant entre le polyester et le diisocyanate. A la fin du procédé de mélange et de désaération, on déverse le produit sirupeux sur des surfaces horizontales planes qui ont préalablement été revêtues d'un agent de séparation ou libération approprié, habituellement du polytétrafluoroéthylène, et on cuit finalement au four à 1100C pendant trois heures. Suivant une variante du procédé, on étale la composition sirupeuse en employant une lame d'acier sur 2 la surface d'un papier bond blanc de 71 g/m2 et on soumet ensuite à la même cuisson au four. Les échantillons de caoutchouc chargés d'amidon, sans support, sont lisses et souples et ils sont pratiquement exempts de bulles ou d'agglomérats de charge, l'addition de l'amidon n' amenant aucune différence importante en ce qui concerne la réaction ou la durée de cuisson, bien que la résistance au déchirement du caoutchouc terminé, lorsqu'on la juge à la main, soit assez faible. Les échantillons de papier revêtus sont totalement traversés par le caoutchouc d'amidon/polyuréthane, en raison de la faible viscosité du sirop préparé, et l'ensemble résultant est robuste et imperméable à l'eau et aux gaz. REVENDICATIOXS 1. Composition susceptible d'une dégradation biologique, caractérisée en ce qu'elle comprend des granules d'amidon dispersés dans une résine synthétique thermoplastique ou dans une résine élastomère thermodurcissable, ces résines étant susceptibles d'une attaque biologique. 2. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une résine de polyuréthane à titre de résine élastomère. 3. Composition susceptible d'une dégradation biologique et présentant des propriétés ressemblant à celles du papier, caractérisée en ce quelle comprend des granules d'amidon dispersés dans une résine thermoplastique. 4. Composition suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'amidon est choisi parmi les amidons à multiple occupation. 5. Composition suivant la revendication 4, caractérisée en ce quelle comprend un mélange des granules relativement gros d'un amidon à multiple occupation, et des granules relativement petits d'un autre amidon à multiple occupation. ó. Composition suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les amidons sont des amidons de riz et de mais. 7. Composition suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend 15 5. Composition suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ses surfaces sont traitées à liteau chaude.