Brevet FR2657353A1 — publié le 19910726

FILM PLASTIQUE DEGRADABLE COMPORTANT UNE CHARGE VEGETALE ACTIVE, LA LIGNINE L'on connait les films plastiques photodégradables et plus récemment, les films plastiques dit biodégradables. Les premiers sont obtenus par introduction dans la matière de base qui peut-être une polyoléf.te par exemple, d'additifs photoactifs. Il s'agit en général de molécules contenant de l'oxygène et/ou des métaux lourds dont le rôle est d'initier la formation de radicaux libres sous l'action du rayonnement ultra violet, ces radicaux provoquent la. rupture des chaînes du polymère et donc le fragilisent, en le rendant cassant, donc mécaniquement dégradable. Cependant l'utilisation de certains additifs fortement oxydantsZ font démarrer la dégradation immédiatement après la fabrication des films ce qui a pour concéquence de réduire les possibilités de stockage soit des mélanges maîtres soit des films. Enfin, il faut noter que dans les utilisations agricoles des films photodégradables, les parties du films enfouies sont protégées des UV et donc inaltérées, ce qui a pour conséquence d'augmenter les 'déchets'. Les films plastiques biodégradables sont quant à eux obtenus par introduction d'une charge organique dite biodégradable telle wl'aidon- qui consommée par les microorganismes rendra à son tour le film fragile et donc plus facilement dégradable sous l'influence des UV. L'addition de l'amidon comme charge consommable entraîne des conséquences tant au niveau de la fabrication du film que dans celui des propriétés mécaniques du film; en effet l'amidon se décompose partiellement dès 1850 C pendant l'opération d'extrusion; l'amidon n'est pas compatible avec les polymères et par suite fragilise les films. Enfin, la granulométrie de l'amidon disponible industriellement ne permet pas la réalisation de films de faible épaisseur or, l'épaisseur est un élément du prix du fil, mais aussi un paramètre qui régit la vitesse de dégradation du fil. On se propose dans notre invention de réaliser un film plastique par exemple à base de copolymère d'éthylène (généralement des polyolefinest ? dans lequel on a introduit de la lignine qui se comporte comme un additif organique biodégradable et consommée par les nicroorganisses, sans diminuer les autres caractéristiques du produit, notamment les propriétés mécaniques. La lignine qui se présente sous forme de poudre peut résulter des procédés actuellement connus et utilisés pourla fabrication des pates à papier, tels que A.P.R. (alcohol, pulping and recovery) Organosolve ou tout autre procédé permettant d'obtenir de la lignine de bonne pureté c'est-à-dire non souillée par des produits chimiques tels que sulfonates, soude, bisulfite... et se présentant sous forme de poudre pulvérulente (environ 1 à 5 microns de diamètre de grain) ce qui permet de réaliser des films homogènes et de faible épaisseur environ 20 microns plus ou moins 5. La lignine est un matière végétale polymérique constituée de noyaux méthoxylés et hydroxylés qui forment une structure tridimensionnelle. Il 5 s'agit d'un sous produit obtenu dans la fabrication de la pate à papier. Son origine végétale le classe dans la catégorie des produits renouvelables, et n'altérant pas les ressources naturelles de la terre, il peut-être considéré comme un écoproduit . Du fait de l'excellente compatibilité de la lignine avec les copolymères éthyléniques, la teneur pondérale de lignine dans le polymère thermoplastique pourra être aussi élevée que 75 % mais sera préférentiellement ajustée dans le film entre 3 et 25 % ce qui implique l'utilisation de mélanges maitre. La combinaison des propriétés photo et biodégradables peut-être ici avantageusement utilisée pour obtenir un film dégradable . En effet, la lignine matière végétale, biodégradable par des champignons (icrorycètes) et bactéries va contribuer sous certaines conditions à la fragilisation du film plastique. Si l'on a pris soin d'ajouter au mélange maitre des additifs photoactifs on aura réalisé un film dégradable selon deux processus - l'un chimique - l'autre biologique l'un contribuant à initier l'autre. La synergie résultante induit une cinétique de dégradation qui permet d'optimiser la durée de vie du film. Les films plastiques ainsi obtenus peuvent être utilisés pour de nombreuses applications agricoles, et dans la fabrication de sacs poubelles, cabas, etc... Dans les applications agricoles pour lesquelles la solidité du film lors de la première pose est essentielle, le film polyéthylène contenant de la lignine se révêlera d'un usage interessant d'autant que la dégradation du film dans le temps, sera totale, tant pour les surfaces hors sol que celles enfouies; toujours dans le domaine des applications agricoles, les capacités d'adsorption et absorption de la lignine, jusqu'à 50 % en poids, d'huiles essentielles, insecticides et autres, permettent alors d'utiliser ce produit en tant qu'additif pour les nouvelles propriétés fongicides, raticides ou autres... De même les propriétés d'adsorption de la lignine peuvent être mise à profit pour fixer sur la lignne les produits photoactifs préalablement au mélange avec les copolymêres ce qui a pour avantage d'augmenter l'homogénéité et donc sa dégradabilité. D'autre part, ce film plastique contenant de la lignine peut être coextrudé et donc faire partie d'un film composite à plusieurs couches spécifiques. REVENDICATIONS 1 - Film plastique dégradable, caractérisé en ce qu'il contient un produit d'origine végétale, la lignine qui est une charge active parfaitement compatible avec les copolymères d'éthylène, et qui rend le film biodégradable. 2 - Film plastique dégradable selon la revendication (1) qui contient de la lignine, charge active, sous produit naturel dans la fabrication de la pâte à papier selon les procédés nouveaux, qui permettent notamment d'obtenir de la lignine sous forme de poudre pulvérulente, aprés séchage. 3 - Film plastique selon la revendication 1 ou 2 et dont la dégradabilité est augmentée par combinaison avec des additifs photoactifs qui rendent alors en outre le film photodégradable. 4 - Film plastique dégradable selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par une teneur en lignine pouvant atteindre 75 % mais plus généralement comprise entre 5 et 25 %. 5 - Film plastique dégradable selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les propriétés mécaniques du film dégradable sont comparables à celles du film ne contenant pas de lignine. - Film vierge : Résistance à la rupture 25 MPa Allongement à la rupture 220 % - Film avec 5 % de lignine Résistance à la rupture 25,5 MPa Allongement à la rupture 230 % 6 - Film plastique dégradable selon l'une quelconque des revendications précédentes et caractérisé par la mise à profit de propriétés d'adsorption et ou absorption de la lignine pour conférer au film les propriétés particulières complémentaires du genre fongicide, raticide, etc... 7 - Film plastique dégradable selon l'une quelconque des revendications précédentes et pouvant être extrudé et donc constituer un élément d'une structure composite. 8 - Film plastique dégradable selon l'une quelconque des revendications précédentes et pouvant notamment être utilisé dans de nombreuses applications agricoles ainsi que dans la fabrication des sacs poubelles.