FR2724388A1 - Procede et compositions thermoplastiques pour la realisation de recipients hydrosolubles et biodegradables et recipients obtenus - Google Patents
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Abstract
- Procédé et compositions thermoplastiques pour la réalisation de récipients hydrosolubles et biodégradables, tels que bouteilles, flacons ou bidons, notamment destinés à contenir des produits nocifs, toxiques ou dangereux. - Selon l'invention: a) on choisit un alcool polyvinylique dont la teneur en acétate de sodium est au plus égale à 0,5% en poids et dont le taux d'hydrolyse est compris entre 80% et 92%; b) on y ajoute au moins un plastifiant; et c) on homogénéise le mélange pour obtenir: . un taux d'humidité inférieur ou égal à 0,5% à 200 deg.C et inférieur ou égal à 0,1% à 120 deg.C; et . un taux d'infondus pratiquement nul.
Description
La présente invention concerne un procédé et des compositions thermoplastiques pour la réalisation de récipients, tels que bouteilles, flacons, bidons, etc ... destinés à contenir des produits nocifs, toxiques ou dangereux, notamment pour l'environnement, lesdits récipients devant être hydrosolubles et biodégradables. Elle concerne également les récipients obtenus par la mise en oeuvre du procédé et des compositions thermoplastiques conformes à la présente invention.
On sait que les alcools polyvinyliques présentent des propriétés spécifiques permettant d'obtenir, à partir de feuilles ou de films en ces matières, des sacs ou sachets solubles à l'eau froide ou chaude, biodégradables, étanches aux odeurs, aux gaz et aux radiations ultraviolettes et résistant aux huiles et aux hydrocarbures aliphatiques et aromatiques. De tels sacs ou sachets sont donc avantageux en ce qui concerne leur utilisation comme emballages. Cependant, ils présentent l'inconvénient de n'avoir qu'une faible résistance mécanique, de sorte qu'ils peuvent être facilement déchirés, ce qui les rend pratiquement inutilisables, tels quels, à l'emballage de produits nocifs, toxiques et/ou dangereux.
L'objet de la présente invention est de remédier à cet inconvénient et de réaliser un récipient, tel que bouteille, flacon, bidon, etc ..., suffisamment solide mécaniquement pour lui permettre de contenir, sans possibilité de déchirure, un produit toxique, nocif et/ou dangereux, ledit récipient devant être soluble à l'eau froide et à l'eau chaude, biodégradable et conforme aux exigences du stockage et du transport dudit produit, celui-ci pouvant se trouver sous forme solide, liquide ou d'un gel.
A cette fin, selon l'invention, le procédé pour la réalisation de récipients, tels que bouteilles, flacons ou bidons, notamment destinés à contenir des produits nocifs, toxiques ou dangereux, lesdits récipients devant être hydrosolubles et biodégradables, est remarquable en ce que a) on choisit, comme matière de base pour la réalisation
desdits récipients, un alcool polyvinylique dont la
teneur en acétate de sodium est au plus égale à 0,5% en
poids et dont le taux d'hydrolyse est compris entre 80%
et 92% b) on forme une composition thermoplastique intermédiaire en
ajoutant audit alcool polyvinylique de base au moins un
plastifiant, dans la proportion de 13% à 20% en poids de
ladite composition thermoplastique intermédiaire c) on homogénéise ladite composition thermoplastique inter
médiaire en y apportant une énergie au moins égale à 0,5
kW/h/kg et en maintenant la température de ladite compo
sition thermoplastique intermédiaire à une valeur infé
rieure à 2300C, de façon à obtenir une composition
thermoplastique homogénéisée
. dont le taux d'humidité, mesuré par la méthode Karl
Fisher (norme NFT 20-052), est inférieur ou égal à 0,5%
à 2000C et inférieur ou égal à 0,1% à 1200C ; et
. dont le taux d'infondus est tel que, si ladite composi
tion thermoplastique homogénéisée est utilisée pour
former un film de 100 pm d'épaisseur, 10 m2 d'un tel
film comportent moins de neuf infondus dont les dimen
sions sont comprises entre 150 et 200 ;im et ne compor
tent aucun infondu dont les dimensions sont supérieures
à 200 ym ; et d) on utilise ladite composition thermoplastique homogénéi
sée pour fabriquer lesdits récipients par la mise en
oeuvre d'un processus connu.
desdits récipients, un alcool polyvinylique dont la
teneur en acétate de sodium est au plus égale à 0,5% en
poids et dont le taux d'hydrolyse est compris entre 80%
et 92% b) on forme une composition thermoplastique intermédiaire en
ajoutant audit alcool polyvinylique de base au moins un
plastifiant, dans la proportion de 13% à 20% en poids de
ladite composition thermoplastique intermédiaire c) on homogénéise ladite composition thermoplastique inter
médiaire en y apportant une énergie au moins égale à 0,5
kW/h/kg et en maintenant la température de ladite compo
sition thermoplastique intermédiaire à une valeur infé
rieure à 2300C, de façon à obtenir une composition
thermoplastique homogénéisée
. dont le taux d'humidité, mesuré par la méthode Karl
Fisher (norme NFT 20-052), est inférieur ou égal à 0,5%
à 2000C et inférieur ou égal à 0,1% à 1200C ; et
. dont le taux d'infondus est tel que, si ladite composi
tion thermoplastique homogénéisée est utilisée pour
former un film de 100 pm d'épaisseur, 10 m2 d'un tel
film comportent moins de neuf infondus dont les dimen
sions sont comprises entre 150 et 200 ;im et ne compor
tent aucun infondu dont les dimensions sont supérieures
à 200 ym ; et d) on utilise ladite composition thermoplastique homogénéi
sée pour fabriquer lesdits récipients par la mise en
oeuvre d'un processus connu.
Ainsi, grâce à la présente invention, on peut obtenir des récipients résistant au froid et aux chocs, à la manipulation et au stockage, sans imperfections et présentant des propriétés physico-chimiques homogènes et régu lières et pouvant être fabriqués par la mise en oeuvre des processus connus d'extrusion-soufflage ou d'injectionmoulage.
Les récipients conformes à l'invention satisfont aux tests connus de résistance mécanique. Par exemple, en ce qui concerne la résistance au froid, le test consiste par exemple à maintenir un tel récipient contenant le produit nocif, toxique ou dangereux à la température de -180C pendant au minimum 48 heures, puis à lui faire subir des chutes successives sur ses petites et grandes faces et sur ses angles, avec des hauteurs de chute pouvant varier de 1,2 m à 1,8 m, selon la toxicité du produit contenu dans le récipient.
Les produits toxiques, nocifs et/ou dangereux peuvent se trouver sous forme solide (telle que poudre, granulés, etc ...), sous forme liquide ou sous forme de gel. Dans ces deux derniers cas, il est avantageux que la teneur en eau libre desdits produits soit inférieure à 5% en poids, afin d'éviter une attaque desdits récipients par l'eau contenue dans lesdits produits.
Après usage du produit toxique, nocif et/ou dangereux contenu dans un récipient conforme à la présente invention, ledit récipient vide et contaminé peut facilement être éliminé par dissolution dans l'eau. Si ledit produit est lui-même utilisé après dissolution, suspension ou dispersion dans l'eau, ledit récipient vide et contaminé peut être dissous dans la masse aqueuse dudit produit pour être éliminé au cours de l'utilisation du produit qu'il contenait. Sinon, l'eau contenant le récipient dissous doit être adressé à une station d'épuration.
A titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, on cite ci-après deux utilisations importantes des récipients conformes à la présente invention
A/ On sait que les insecticides sont des produits toxiques
ou nocifs et que leur présentation la plus usuelle est
sous une forme liquide à base organique, concentrée et
émulsionnelle. Pour leur utilisation, on les verse dans
un réservoir d'application contenant de l'eau et l'emul-
sion aqueuse ainsi obtenue est épandue.Si lesdits
insecticides sont conditionnés dans des récipients
conformes à la présente invention, une fois vidés de leur
contenu, ces récipients contaminés sont aisément éliminés
par immersion, soit directement dans ledit réservoir
d'application desdits insecticides, soit dans un bac
auxiliaire contenant de l'eau et dont le contenu, après
dissolution desdits récipients, est déversé dans ledit
réservoir d'application. Quel que soit l'un ou l'autre de
ces modes opératoires, on voit qu'ainsi les récipients
contaminés sont éliminés lors de l'utilisation des
produits qu'ils contenaient.
A/ On sait que les insecticides sont des produits toxiques
ou nocifs et que leur présentation la plus usuelle est
sous une forme liquide à base organique, concentrée et
émulsionnelle. Pour leur utilisation, on les verse dans
un réservoir d'application contenant de l'eau et l'emul-
sion aqueuse ainsi obtenue est épandue.Si lesdits
insecticides sont conditionnés dans des récipients
conformes à la présente invention, une fois vidés de leur
contenu, ces récipients contaminés sont aisément éliminés
par immersion, soit directement dans ledit réservoir
d'application desdits insecticides, soit dans un bac
auxiliaire contenant de l'eau et dont le contenu, après
dissolution desdits récipients, est déversé dans ledit
réservoir d'application. Quel que soit l'un ou l'autre de
ces modes opératoires, on voit qu'ainsi les récipients
contaminés sont éliminés lors de l'utilisation des
produits qu'ils contenaient.
I1 va de soi qu'un tel processus peut être mis en oeuvre
avec n importe quel produit phytosanitaire (fongicide,
insecticide, herbicide, etc ...), qu'il se présente sous
forme liquide à base organique, ou sous forme de gel.
avec n importe quel produit phytosanitaire (fongicide,
insecticide, herbicide, etc ...), qu'il se présente sous
forme liquide à base organique, ou sous forme de gel.
B/ Les herbicides sous forme de granulés pour la protection
des cultures sont très fréquemment conditionnés dans des
emballages en polyéthylène ou propylène. Ces emballages,
sous forme de flacons ou bidons, après utilisation du
produit, sont considérés comme des emballages contaminés
qui doivent être rincés, collectés et revalorisés.
des cultures sont très fréquemment conditionnés dans des
emballages en polyéthylène ou propylène. Ces emballages,
sous forme de flacons ou bidons, après utilisation du
produit, sont considérés comme des emballages contaminés
qui doivent être rincés, collectés et revalorisés.
On comprendra donc, de ce qui précède, qu'il est avanta
geux de remplacer ces emballages connus par les
récipients conformes à la présente invention, qui peuvent
être éliminés d'une manière qui respecte l'environnement
comme décrit dans l'exemple précédent, après utilisation
des herbicides. De cette façon, tout risque lié à une
décontamination inadéquate, à une fuite accidentelle au
cours du transport des emballages souillés, des résidus
de produits dangereux, sont éliminés. De même, tous les
coûts liés à la récupération et à la revalorisation des
emballages sont également éliminés.
geux de remplacer ces emballages connus par les
récipients conformes à la présente invention, qui peuvent
être éliminés d'une manière qui respecte l'environnement
comme décrit dans l'exemple précédent, après utilisation
des herbicides. De cette façon, tout risque lié à une
décontamination inadéquate, à une fuite accidentelle au
cours du transport des emballages souillés, des résidus
de produits dangereux, sont éliminés. De même, tous les
coûts liés à la récupération et à la revalorisation des
emballages sont également éliminés.
De façon plus générale, les produits phytosanitaires
(fongicides, insecticides, herbicides, etc ...) sous
forme de granulés, les détergents, les désinfectants et
les huiles peuvent être conditionnés, avec les avantages
décrits ci-dessus, dans les récipients conformes à la
présente invention.
(fongicides, insecticides, herbicides, etc ...) sous
forme de granulés, les détergents, les désinfectants et
les huiles peuvent être conditionnés, avec les avantages
décrits ci-dessus, dans les récipients conformes à la
présente invention.
Dans la mise en oeuvre du procédé conforme à la présente invention, on commence donc par fabriquer une composition thermoplastique intermédiaire (généralement appelée "formulation" dans la technique des thermoplastiques), après quoi on fabrique une composition thermoplastique homogénéisée (généralement appelée "compound" ou "blend" dans la technique des thermoplastiques).
Ladite composition thermoplastique intermédiaire est alors remarquable en ce qu'elle comporte, comme matière de base, un alcool polyvinylique, dont la teneur en acétate de sodium est au plus égale à 0,5% en poids et dont le taux d'hydrolyse est compris entre 80% et 92%, ledit alcool polyvinylique étant additionné d'au moins un plastifiant dans la proportion de 13% à 20% en poids de ladite composition thermoplastique intermédiaire.
Par l'homogénéisation de ladite composition thermoplastique intermédiaire, de la façon décrite dans l'étape c) du procédé, on obtient ensuite la composition thermoplastique homogénéisée, qui est remarquable - en ce qu'elle comporte, comme matière de base, un alcool
polyvinylique, dont la teneur en acétate de sodium est au
plus égale à 0,5% en poids et dont le taux d'hydrolyse est
compris entre 80% et 92%, ledit alcool polyvinylique étant
additionné d'au moins un plastifiant dans la proportion de
13% à 20% en poids de ladite composition - en ce que le taux d'humidité de ladite composition thermo
plastique homogénéisée, mesuré par la méthode Karl Fisher
(norme NFT 20-052), est inférieur ou égal à 0,58 à 2000C
et inférieur ou égal à 0,1% à 1200C ; et - en ce que le taux d'infondus de ladite composition thermo
plastique homogénéisée est tel que, si celle-ci est
utilisée pour former un film de 100 ym d'épaisseur, 10 m2
d'un tel film comportent moins de neuf infondus dont les
dimensions sont comprises entre 150 et 200 ym et ne
comportent aucun infondu dont les dimensions sont supé
rieures à 200 ym.
polyvinylique, dont la teneur en acétate de sodium est au
plus égale à 0,5% en poids et dont le taux d'hydrolyse est
compris entre 80% et 92%, ledit alcool polyvinylique étant
additionné d'au moins un plastifiant dans la proportion de
13% à 20% en poids de ladite composition - en ce que le taux d'humidité de ladite composition thermo
plastique homogénéisée, mesuré par la méthode Karl Fisher
(norme NFT 20-052), est inférieur ou égal à 0,58 à 2000C
et inférieur ou égal à 0,1% à 1200C ; et - en ce que le taux d'infondus de ladite composition thermo
plastique homogénéisée est tel que, si celle-ci est
utilisée pour former un film de 100 ym d'épaisseur, 10 m2
d'un tel film comportent moins de neuf infondus dont les
dimensions sont comprises entre 150 et 200 ym et ne
comportent aucun infondu dont les dimensions sont supé
rieures à 200 ym.
Une telle composition thermoplastique homogénéisée, qui se présente par exemple sous forme de granulés, est alors directement utilisable pour fabriquer lesdits récipients, par exemple par extrusion-soufflage ou injection-moulage.
On sait que l'acétate de sodium constitue une impureté usuelle des alcools polyvinyliques. Aussi, conformément à la présente invention, on choisit un alcool polyvinylique de grande pureté avec une teneur en acétate de sodium inférieure à 0,5% en poids, et même, de préférence, inférieure à 0,3% en poids. Ainsi, on obtient des compositions thermoplastiques intermédiaire et homogénéisée de grande qualité susceptibles de produire des récipients finis sans imperfections et présentant des propriétés physico-chimiques régu lières, l'homogénéisation ne nécessitant pas d'apports d'énergie et/ou de température susceptibles de provoquer la décomposition de l'alcool polyvinylique. En effet, l'acétate de sodium modifie le pH de l'alcool polyvinylique et a une action catalytique en accélérant la décomposition de celuici, à partir de températures supérieures à 1800C.La faible teneur de l'alcool polyvinylique choisi en acétate de sodium permet l'obtention d'une matière première avec un pH neutre ou légèrement acide, particulièrement stable aux températures appliquées pendant l'homogénéisation.
Par ailleurs, on sait que les alcools polyvinyliques sont obtenus par polymérisation d'acétate de vinyle et hydrolyse, partielle ou complète. L'hydrolyse consiste en la substitution, dans un alcool polyvinylique, de radicaux carbonyl par des radicaux hydroxyl, le taux d'hydrolyse étant egal au pourcentage d'une telle substitution et étant représentatif de la solubilite desdits alcools polyvinyliques dans l'eau.
Conformément à l'invention, on choisit un taux d'hydrolyse compris entre 80% et 92% de manière à obtenir des récipients aisément solubles dans l'eau froide.
L'expérience a montré que, pour obtenir de bonnes propriétés de résistance au froid et aux chocs, on devait ajouter du plastifiant dans la proportion de 13% à 20%, et de préférence de 15% à 17%, en poids de la composition thermoplastique intermédiaire.
Une telle teneur en plastifiant pourrait être obtenue à l'aide d'un unique agent plastifiant. Cependant, on a constaté qu'il était souvent préférable d'utiliser plusieurs agents plastifiants en combinaison, afin d'obtenir une meilleure résistance mécanique au froid.
Le ou les agents plastifiants utilisés sont de la famille des glycols.
De préférence, ledit plastifiant comporte du glycérol, la teneur en glycérol étant d'au moins 108 du poids de la composition thermoplastique intermédiaire et/ou du triéthylène glycol, la teneur en triéthylène glycol étant d'au moins 3% du poids de ladite composition thermoplastique intermédiaire, et/ou du polyéthylène glycol dont le poids moléculaire est compris entre 200 et 400, la teneur en polyéthy lène glycol étant d'au moins 3% du poids de la composition thermoplastique intermédiaire.
Pour permettre une processabilité adéquate de ladite composition thermoplastique homogénéisée en vue de la fabrication desdits récipients, il est nécessaire que cette composition présente les propriétés rhéologiques appropriées.
A cet effet, dans le cas où ladite composition thermoplastique homogénéisée est destinée à la fabrication desdits récipients par la mise en oeuvre d'un processus d'extrusionsoufflage, il est avantageux que - son indice de fluidité à chaud MFI, déterminé conformément
à la norme NFT 51-016, soit compris entre 1 et 10 g/l0mn,
à la température de 2300C sous l'action d'une masse de
2,16 kg ; et - la viscosité à 200C de l'alcool polyvinylique de base,
déterminée conformément aux normes DIN 51-550 et DIN 1342,
soit comprise entre 8 et 40 mPa.s, et de préférence entre
8 et 26 mPa.s.
à la norme NFT 51-016, soit compris entre 1 et 10 g/l0mn,
à la température de 2300C sous l'action d'une masse de
2,16 kg ; et - la viscosité à 200C de l'alcool polyvinylique de base,
déterminée conformément aux normes DIN 51-550 et DIN 1342,
soit comprise entre 8 et 40 mPa.s, et de préférence entre
8 et 26 mPa.s.
En revanche, dans le cas où ladite composition thermoplastique homogénéisée est destinée à la fabrication desdits récipients par la mise en oeuvre d'un processus d'injectionmoulage, il est avantageux que - son indice de fluidité à chaud MFI, déterminé conformément
à la norme NFT 51-016, soit compris entre 10 et 30g/lOmn,
à la température de 1900C sous l'action d'une masse de
2,16 kg ; et - la viscosité à 200C de l'alcool polyvinylique de base,
déterminée conformément aux normes DIN 51-550 et DIN 1342,
soit comprise entre 3 et 8 mPa.S, et de préférence entre 3
et 5 mPa.s.
à la norme NFT 51-016, soit compris entre 10 et 30g/lOmn,
à la température de 1900C sous l'action d'une masse de
2,16 kg ; et - la viscosité à 200C de l'alcool polyvinylique de base,
déterminée conformément aux normes DIN 51-550 et DIN 1342,
soit comprise entre 3 et 8 mPa.S, et de préférence entre 3
et 5 mPa.s.
En effet, pour l'extrusion-soufflage, il est avantageux d'utiliser des alcools polyvinyliques à chaîne moléculaire longue, présentant donc des viscosités élevées. Pour l'injection-moulage, en revanche, on utilise avantageusement des alcools polyvinyliques à courte chaîne moléculaire, avec une faible viscosité, afin que ladite composition thermoplastique homogénéisée soit suffisamment fluide pour pouvoir être aisément injectée et remplir complètement les moules, même de formes complexes.
On donne ci-après quelques exemples de composition thermoplastique intermédiaire conformes à la présente invention.
Exemple 1
Le présent exemple concerne une composition thermoplastique intermédiaire destinée au processus d'injection-moulage pour la fabrication de récipients solubles à l'eau froide . alcool polyvinylique contenant au
plus 0,3% en poids d'acétate de
sodium, ayant un taux d'hydrolyse
de 88% et une viscosité à 200C de
4 mPa.s 100 parts en poids . glycérol 12 parts en poids . triéthylène glycol 4 parts en poids . monostéarate glycérol 1,5 parts en poids.
Le présent exemple concerne une composition thermoplastique intermédiaire destinée au processus d'injection-moulage pour la fabrication de récipients solubles à l'eau froide . alcool polyvinylique contenant au
plus 0,3% en poids d'acétate de
sodium, ayant un taux d'hydrolyse
de 88% et une viscosité à 200C de
4 mPa.s 100 parts en poids . glycérol 12 parts en poids . triéthylène glycol 4 parts en poids . monostéarate glycérol 1,5 parts en poids.
Dans cette composition, le glycérol et le triéthylène glycol forment le plastifiant, tandis que le monostéarate glycérol est un agent de démoulage, évitant le collage sur les parois du moule.
Exemple 2
Cet exemple est également destiné à la fabrication, par injection-moulage, de récipients solubles à l'eau froide alcool polyvinylique contenant au
plus 0,3% en poids d'acétate de
sodium, ayant un taux d'hydrolyse
de 83% et une viscosité à 200C de
3 mPa.s 100 parts en poids glycérol 15 parts en poids . polyéthylène glycol (PEG 300) 4 parts en poids . monostéarate glycérol 1 part en poids.
Cet exemple est également destiné à la fabrication, par injection-moulage, de récipients solubles à l'eau froide alcool polyvinylique contenant au
plus 0,3% en poids d'acétate de
sodium, ayant un taux d'hydrolyse
de 83% et une viscosité à 200C de
3 mPa.s 100 parts en poids glycérol 15 parts en poids . polyéthylène glycol (PEG 300) 4 parts en poids . monostéarate glycérol 1 part en poids.
Par rapport à l'exemple 1, les proportions de glycérol et de monostéarate glycérol ont été modifiées et le triéthylêne glycol a été remplacé par le polyéthylène glycol.
Exemple 3
La présente composition est destinée à la fabrication de récipients solubles à l'eau froide, par la mise en oeuvre d'un procédé d'extrusion-soufflage . alcool polyvinylique contenant au
plus 0,3% en poids d'acétate de
sodium, ayant un taux d'hydrolyse
de 88% et une viscosité à 200C de
18 mPa.s 100 parts en poids . glycérol 15 parts en poids . homopolymère d'alcool polyvinylique 2,5 parts en poids acide stéarique 0,2 part en poids.
La présente composition est destinée à la fabrication de récipients solubles à l'eau froide, par la mise en oeuvre d'un procédé d'extrusion-soufflage . alcool polyvinylique contenant au
plus 0,3% en poids d'acétate de
sodium, ayant un taux d'hydrolyse
de 88% et une viscosité à 200C de
18 mPa.s 100 parts en poids . glycérol 15 parts en poids . homopolymère d'alcool polyvinylique 2,5 parts en poids acide stéarique 0,2 part en poids.
Dans cet exemple, les deux derniers composants forment un agent antibloquant.
Exemple 4
Composition également destinée à la fabrication de récipients solubles dans l'eau froide et réalisés par extrusionsoufflage . alcool polyvinylique contenant au
plus 0,3% en poids d'acétate de
sodium, ayant un taux d'hydrolyse
de 88% et une viscosité à 200C de
8 mPa.s 100 parts en poids . glycérol 15 parts en poids . triéthylène glycol 4 parts en poids . monostéarate glycérol 1 part en poids.
Composition également destinée à la fabrication de récipients solubles dans l'eau froide et réalisés par extrusionsoufflage . alcool polyvinylique contenant au
plus 0,3% en poids d'acétate de
sodium, ayant un taux d'hydrolyse
de 88% et une viscosité à 200C de
8 mPa.s 100 parts en poids . glycérol 15 parts en poids . triéthylène glycol 4 parts en poids . monostéarate glycérol 1 part en poids.
La qualité des récipients finis dépend très étroitement de la qualité de la composition thermoplastique. Si cette dernière est parfaitement homogène et ne comporte pas d'infondus, les récipients selon l'invention seront sans imperfections et présenteront des propriétés physicochimiques régulières. On rappelle ici que, de façon usuelle dans la technique des thermoplastiques, le mot "infondus" désigne des grumeaux de matière de la composition thermoplastique intermédiaire ("formulation"), non fondus, formant des hétérogénéités dans la composition thermoplastique homogénéisée ("compound" ou "blend").
Afin d'obtenir une bonne homogénéisation de la composition thermoplastique intermédiaire (opération généralement appelée "compoundage" dans la technique), il est avantageux de mettre en oeuvre une extrudeuse à double vis corotative.
On peut ainsi parfaitement contrôler le processus de mélange et de malaxage par apport, en combinaison, d'énergie de cisaillement et de chaleur. Une telle extrudeuse permet également l'introduction des composants en différentes positions le long de l'extrudeuse, ainsi qu'un dégagement des vapeurs. Ainsi, dans la première section de l'extrudeuse (en amont), on introduit uniquement les composants solides, afin de leur appliquer des forces de cisaillement importantes, alors que les composants liquides, qui généralement réduisent ces forces, ne sont introduits que dans les sections suivantes de l'extrudeuse.
L'eau présente dans les matières premières est éliminée par dégazage devant la dernière section de l'extrudeuse (en aval), afin de respecter la teneur en humidité spécifiée ci-dessous.
On obtient ainsi une composition thermoplastique homogénéisée, par exemple sous forme de granulés, ne comportant pratiquement aucun infondu, ceux-ci ayant été cassés, fondus et dispersés grâce aux forces de cisaillement. De la sorte, la température appliquée à la composition thermoplastique, contrôlée dans chaque section de l'extrudeuse, peut rester inférieure à 2300C (et même inférieure à 2200C), ce qui est une assurance contre la décomposition de l'alcool polyvinylique.
Ainsi, pendant l'étape d'homogénéisation - on mélange et on homogénéise la composition thermoplasti
que intermédiaire, en évitant la décomposition thermique
de l'alcool polyvinylique. Pour ce faire, l'énergie totale
injectée par l'extrudeuse (énergie mécanique + énergie
thermique) est supérieure ou égale à 0,5 kW/h/kg, de
préférence comprise entre 0,5 et 1,2 kW/h/kg, et la
température le long de l'extrudeuse est maintenue entre
1400C et 2300C, et de préférence entre 1600C et 2200C ; et - on produit une composition thermoplastique homogénéisée
. dont le taux d'humidité, mesuré par la méthode Karl
Fisher (norme NFT 20-052), est inférieur ou égal à 0,5%
à 2000C et inférieur ou égal à 0,1% à 1200C ; et
. dont le taux d'infondus est tel que, si ladite composi
tion thermoplastique homogénéisée est utilisée pour
former un film de 100 ym d'épaisseur, 10 m2 d'un tel
film comportent moins de neuf infondus dont les dimen
sions sont comprises entre 150 et 200 pm et ne compor
tent aucun infondu dont les dimensions sont supérieures
à 200 pm.
que intermédiaire, en évitant la décomposition thermique
de l'alcool polyvinylique. Pour ce faire, l'énergie totale
injectée par l'extrudeuse (énergie mécanique + énergie
thermique) est supérieure ou égale à 0,5 kW/h/kg, de
préférence comprise entre 0,5 et 1,2 kW/h/kg, et la
température le long de l'extrudeuse est maintenue entre
1400C et 2300C, et de préférence entre 1600C et 2200C ; et - on produit une composition thermoplastique homogénéisée
. dont le taux d'humidité, mesuré par la méthode Karl
Fisher (norme NFT 20-052), est inférieur ou égal à 0,5%
à 2000C et inférieur ou égal à 0,1% à 1200C ; et
. dont le taux d'infondus est tel que, si ladite composi
tion thermoplastique homogénéisée est utilisée pour
former un film de 100 ym d'épaisseur, 10 m2 d'un tel
film comportent moins de neuf infondus dont les dimen
sions sont comprises entre 150 et 200 pm et ne compor
tent aucun infondu dont les dimensions sont supérieures
à 200 pm.
De ce qui vient d'être décrit, il est évident que, par la mise en oeuvre du procédé et des compositions thermoplastiques intermédiaire et homogénéisée, on réalise aisément, par exemple par extrusion-soufflage ou injection-moulage de ladite composition thermoplastique homogénéisée, des récipients constitués d'une matière homogène, hydrosoluble et biodégradable, à base d'alcool polyvinylique.
On remarquera que ledit procédé et lesdites compositions thermoplastiques conformes à la présente invention ne sont pas limités à la fabrication de récipients homogènes, mais, au contraire, peuvent être mis en oeuvre pour la réalisation de recipients composites comportant une enveloppe externe, réalisée en tout matériau désiré (par exemple un polyéthylène) et une enveloppe interne, juxtaposée à ladite enveloppe externe et réalisée dans la composition thermoplastique homogénéisée conforme à la présente invention. Un tel récipient peut par exemple être réalisé par co-extrusion dudit thermoplastique de l'enveloppe externe et de ladite composition thermoplastique homogénéisée, et soufflage.
Un tel récipient composite peut alors présenter les avantages combinés dus à ses deux matières constitutives. En effet, si ladite enveloppe externe est en téréphtalate de polyéthylène, elle confère audit récipient composite une excellente barrière à l'humidité et une bonne résistance mécanique, tandis que l'enveloppe interne réalisée conformément à l'invention comporte les propriétés de solubilité et de biodégradabilité décrites ci-dessus.
Ainsi, un tel récipient composite peut servir au stockage et au transport de produits toxiques ou nocifs et/ou dangereux pour l'environnement (insecticide) qui sont particulièrement sensibles à l'humidité et/ou nécessitent des conditions de sécurité importantes au cours du stockage et du transport.
Après utilisation d'un tel produit, l'enveloppe interne peut être éliminée par dissolution dans l'eau (comme indiqué ci-dessus), de sorte que ledit récipient, réduit à sa seule enveloppe externe, est débarrassé de toute trace du produit en toute sécurité et qu'il est possible de récupérer un emballage non contaminé à recycler.
Claims (29)
1. Procédé pour la réalisation de récipients, tels que bouteilles, flacons ou bidons, notamment destinés à contenir des produits nocifs, toxiques ou dangereux, lesdits récipients devant être hydrosolubles et biodégradables, caractérisé en ce que a) on choisit, comme matière de base pour la réalisation
desdits récipients, un alcool polyvinylique dont la
teneur en acétate de sodium est au plus égale à 0,5% en
poids et dont le taux d'hydrolyse est compris entre 80%
et 92% b) on forme une composition thermoplastique intermédiaire en
ajoutant audit alcool polyvinylique de base au moins un
plastifiant, dans la proportion de 13% à 20% en poids de
ladite composition thermoplastique intermédiaire ; c) on homogénéise ladite composition thermoplastique inter
médiaire en y apportant une énergie au moins égale à 0,5
kW/h/kg et en maintenant la température de ladite compo
sition thermoplastique intermédiaire à une valeur infé
rieure à 2300C, de façon à obtenir une composition
thermoplastique homogénéisée
. dont le taux d'humidité, mesuré par la méthode Karl
Fisher (norme NFT 20-052), est inférieur ou égal à 0,5%
à 2000C et inférieur ou égal à 0,1% à 1200C ; et
. dont le taux d'infondus est tel que, si ladite composi
tion thermoplastique homogénéisée est utilisée pour
former un film de 100 pm d'épaisseur, 10 m2 d'un tel
film comportent moins de neuf infondus dont les dimen
sions sont comprises entre 150 et 200 pm et ne compor
tent aucun infondu dont les dimensions sont supérieures
à 200 pm ; et d) on utilise ladite composition thermoplastique homogénéi
sée pour fabriquer lesdits récipients par la mise en
oeuvre d'un processus connu.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fabrication desdits récipients à partir de ladite composition thermoplastique homogénéisée est obtenue par la mise en oeuvre d'un processus d'extrusion-soufflage, caractérisé en ce que l'indice de fluidité à chaud MFI de ladite composition thermoplastique homogénéisée, déterminé conformément à la norme NFT 51-016, est compris entre 1 et 10 g/lOmn, à la température de 2300C sous l'action d'une masse de 2,16 kg.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fabrication desdits récipients à partir de ladite composition thermoplastique homogénéisée est obtenue par la mise en oeuvre d'un processus d'injection-moulage, caractérisé en ce que l'indice de fluidité à chaud MFI de ladite composition thermoplastique homogénéisée, déterminé conformément à la norme NFT 51-016, est compris entre 10 et 30 g/lOmn, à la température de 1900C sous l'action d'une masse de 2,16 kg.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 & 3, caractérisé en ce que la teneur en acétate de sodium dans l'alcool polyvinylique de base est au plus égale à 0,3% en poids.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la teneur en plastifiant est comprise entre 15 et 17% du poids de la composition thermoplastique intermédiaire.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit plastifiant comporte du glycérol, la teneur en glycérol étant d'au moins 10% du poids de la composition thermoplastique intermédiaire.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit plastifiant comporte du triéthy lêne glycol, la teneur en triéthylène glycol étant d'au moins 3% du poids de la composition thermoplastique intermédiaire.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit plastifiant comporte du polyéthylène glycol à poids moléculaire compris entre 200 et 400, la teneur en polyéthylène glycol étant d'au moins 3% du poids de la composition thermoplastique intermédiaire.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'énergie totale apportée à ladite composition thermoplastique pendant l'étape d'homogénéisation est comprise entre 0,5 et 1,2 kW/h/kg.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, pendant la phase d'homogénéisation, la température de la composition thermoplastique est au plus égale à 2200C.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la phase d'homogénéisation de la composition est menée dans une extrudeuse à double vis et en ce que le profil de température à l'intérieur de ladite extrudeuse est compris entre 1400C et 2300C.
12. Procédé selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le profil de température à l'intérieur de ladite extrudeuse à vis est compris entre 1600C et 2200C.
13. Composition thermoplastique intermédiaire pour la réalisation de récipients, tels que bouteilles, flacons ou bidons, notamment destinés à contenir des produits nocifs, toxiques ou dangereux, lesdits récipients devant être hydrosolubles et biodégradables, caractérisée en ce qu'elle comporte, comme matière de base, un alcool polyvinylique, dont la teneur en acétate de sodium est au plus égale à 0,5% en poids et dont le taux d'hydrolyse est compris entre 80% et 92%, ledit alcool polyvinylique étant additionné d'au moins un plastifiant, dans la proportion de 13% à 20% en poids de ladite composition thermoplastique intermédiaire.
14. Composition thermoplastique intermédiaire selon la revendication 13, caractérisée en ce que la teneur en acétate de sodium dans l'alcool polyvinylique de base est au plus égale à 0,3% en poids.
15. Composition thermoplastique intermédiaire selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisée en ce que la teneur en plastifiant est comprise entre 15% et 17% du poids de ladite composition.
16. Composition thermoplastique intermédiaire selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisée en ce que ledit plastifiant comporte du glycérol, la teneur en glycérol étant d'au moins 10% du poids de ladite composition.
17. Composition thermoplastique intermédiaire selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisée en ce que ledit plastifiant comporte du triéthylène glycol, la teneur en triéthylène glycol étant d'au moins 3% du poids de ladite composition.
18. Composition thermoplastique intermédiaire selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisée en ce que ledit plastifiant comporte du polyéthylène glycol à poids moléculaire compris entre 200 et 400, la teneur en polyéthylène glycol étant d'au moins 3% du poids de ladite composition.
19. Composition thermoplastique homogénéisée, prête à la réalisation, par la mise en oeuvre d'un processus connu de fabrication, de récipients, tels que bouteilles, flacons ou bidons, notamment destinés à contenir des produits nocifs, toxiques ou dangereux, lesdits récipients devant être hydrosolubles et biodégradables, caractérisée - en ce qu'elle comporte, comme matière de base, un alcool
polyvinylique, dont la teneur en acétate de sodium est au
plus égale à 0,5% en poids et dont le taux d'hydrolyse est
compris entre 80% et 92%, ledit alcool polyvinylique étant
additionné d'au moins un plastifiant dans la proportion de
13% à 20% en poids de ladite composition ; - en ce que le taux d'humidité de ladite composition thermo
plastique homogénéisée, mesuré par la méthode Karl Fisher
(norme NFT 20-052), est inférieur ou égal à 0,5% à 2000C
et inférieur ou égal à 0,1% à 1200C ; et - en ce que le taux d'infondus de ladite composition thermo
plastique homogénéisée est tel que, si celle-ci est
utilisée pour former un film de 100 ym d'épaisseur, 10 m2
d'un tel film comportent moins de neuf infondus dont les
dimensions sont comprises entre 150 et 200 ym et ne
comportent aucun infondu dont les dimensions sont supé
rieures à 200 pm.
20. Composition thermoplastique homogénéisée selon la revendication 19, destinée à la fabrication desdits récipients par la mise en oeuvre d'un processus d'extrusionsoufflage, caractérisée en ce que son indice de fluidité à chaud MFI, déterminé conformément à la norme NFT 51-016, est compris entre 1 et 10 g/lOmn, à la température de 2300C sous l'action d'une masse de 2,16 kg.
21. Composition thermoplastique homogénéisée selon la revendication 20, caractérisée en ce que la viscosité à 200C de l'alcool polyvinylique de base, déterminée conformément aux normes
DIN 51-550 et DIN 1342, est comprise entre 8 et 40 mPa.s.
22. Composition thermoplastique homogénéisée selon la revendication 21, caractérisée en ce que la viscosité à 200C de l'alcool polyvinylique de base, déterminée conformément aux normes
DIN 51-550 et DIN 1342, est comprise entre 8 et 26 mPa.s.
23. Composition thermoplastique homogénéisée selon la revendication 19, destinée à la fabrication desdits récipients par la mise en oeuvre d'un processus d'injectionmoulage, caractérisée en ce que son indice de fluidité à chaud MFI, déterminé conformément à la norme NFT 51-016, est compris entre 10 et 30g/10mn, à la température de 1900C sous l'action d'une masse de 2,16 kg.
24. Composition thermoplastique homogénéisée selon la revendication 23, caractérisée en ce que la viscosité à 200C de l'alcool polyvinylique de base, déterminée conformément aux normes
DIN 51-550 et DIN 1342, est comprise entre 3 et 8 mPa.S.
25. Composition thermoplastique homogénéisée selon la revendication 24, caractérisée en ce que la viscosité à 200C de l'alcool polyvinylique de base, déterminée conformément aux normes
DIN 51-550 et DIN 1342, est comprise entre 3 et 5 mPa.s.
26. Composition thermoplastique homogénéisée selon l'une quelconque des revendications 19 à 25, caractérisée en ce qu'elle est obtenue à partir de la composition thermoplastique intermédiaire spécifiée sous l'une quelconque des revendications 13 à 18.
27. Récipient hydrosoluble et biodégradable, tel que bouteille, flacon ou bidon, notamment destiné à contenir un produit nocif, toxique ou dangereux, caractérisé en ce que sa matière constitutive est homogène et formée de ladite composition thermoplastique homogénéisée spécifiée sous l'une quelconque des revendications 19 à 26.
28. Récipient hydrosoluble et biodégradable, tel que bouteille, flacon ou bidon, notamment destiné à contenir un produit nocif, toxique ou dangereux, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une enveloppe externe et d'une enveloppe interne juxtaposées et en ce que la matière constitutive de ladite enveloppe interne est formée de ladite composition thermoplastique homogénéisée spécifiée sous l'une quelconque des revendications 19 à 26.
29. Utilisation du récipient spécifié sous l'une quelconque des revendications 27 ou 28, pour le stockage et le transport d'un produit nocif, toxique ou dangereux, notamment un produit phytosanitaire, ledit produit étant utilisable après dissolution, suspension ou dispersion dans l'eau, caractérisée en ce que ledit récipient est lui-même immergé dans l'eau après avoir été vidé de son contenu.
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|---|---|---|---|
| FR9410891A FR2724388A1 (fr) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Procede et compositions thermoplastiques pour la realisation de recipients hydrosolubles et biodegradables et recipients obtenus |
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