WO2004090209A2

WO2004090209A2 - Procede et dispositif de fabrication de fils ou ficelles biodegradables, fils ou ficelles obtenus par ce procede et applications correspondantes

Info

Publication number: WO2004090209A2
Application number: PCT/FR2004/000802
Authority: WO
Inventors: Isabelle Pillin; Sylvie PIMBERT (représentante légale de LEVESQUE Guy (décédé); Guy Levesque (Decede)
Original assignee: Universite De Bretagne Sud
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2004-10-21
Also published as: FR2853330B1; WO2004090209A3; FR2853330A1

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication d'un fil ou d'une ficelle en polymère thermoplastique biodégradable. Le procédé comprend les étapes consistant à extruder à chaud (1) un matériau polymère thermoplastique biodégradable à travers une filière pour former un fil ; refroidir (2) ledit fil ;étirer à froid (3,4) ledit fil selon une force F d'étirage légèrement inférieure à la force F qui entraînerait sa rupture. Les fils et ficelles obtenus sont biodégradables et présentent un fluage quasiment inexistant. Ils peuvent être utilisés notamment en agriculture.

Description

Procédé et dispositif de fabrication de fils ou ficelles biodégradables, fils ou ficelles obtenus par ce procédé et applications correspondantes.

L'invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation des fils et ficelles (constituées par l'association de plusieurs fils) biodégradables. On notera que dans le cadre de la présente description le terme "ficelles" englobe également les éléments structurellement similaires mais pouvant être de taille différentes, à savoir notamment les cordons, les cordelettes, les cordes, les cordages, etc..

L'invention trouve son application notamment, mais non exclusivement, dans le domaine de l'agriculture.

De nombreux matériaux synthétiques utilisés en agriculture suscitent de sérieux problèmes d'environnement du fait de leur lente disparition dans les différents systèmes écologiques où leur dégradation ne survient qu'après plusieurs dizaines d'années. De tels polymères non biodégradables sont constitués principalement par le polyéthylène, le polypropylène le poly(chlorure de vinyle), le polyamide, le poly(éthylène téréphthalate), le polycarbonate. Pour ce qui concerne la fabrication des ficelles utilisées dans le domaine de l'agriculture, c'est le polypropylène qui est le plus souvent utilisé. Des opérations faisant appel au recyclage et à l'incinération permettent d'ores et déjà de limiter les effets néfastes des rejets constitués par les matières plastiques synthétiques. Le développement et l'optimisation de ces opérations devraient conduire à une baisse notable de la pollution.

Cependant, pour nombre de ces matières, les coûts suscités par le tri, le nettoyage et le recyclage, sont souvent plus élevés que ceux induits par la transformation de ces matières brutes. La revalorisation n'est alors quasiment pas ou peu utilisée.

Dans le domaine de l'agriculture, les matières plastiques utilisées pour les cultures, notamment les ficelles mais aussi les films de paillages, les clips, les supports de grappes..., doivent donc être récupérés sur les sols après récolte, souvent mélangés à des végétaux. Ces résidus peuvent alors être brûlés, ou bien être amassés et stockés, ou encore être traités en vue de recycler les matériaux plastiques qu'ils contiennent ce qui induit un coût important. Depuis juillet 2002 la mise en décharge des résidus est toutefois interdite en France (loi n° 92-646 du 13/07/92) ce qui oblige les producteurs à privilégier un tel recyclage ou à s'orienter vers l'utilisation de produits biodégradables.

En effet, depuis de nombreuses années, la recherche pour le développement des matériaux biodégradables s'est accélérée. Désormais, de tels produits sont disponibles sur le marché tels que le polyesteramide, la polycaprolactone (PCL), l'acide polylactique (PLA), les copolyesters aliphatiques et/ou aromatiques, le polyhydroxybutyrate (PHB), le polyhydroxyvalérate (PHV), le poly (butylène succinate) (PBS), le poly(butylène succinate/adipate) (PBSA), le polyester carbonate (PEC), le poly(éthylène succinate) (PES), le poly(butylène adipate/téréphatlate) (PBAT), l'alcool polyvinylique (PVA), l'acétate de cellulose, auxquels des charges d'origine naturelle, tels que l'amidon, peuvent être incorporées. De tels matériaux thermoplastiques offrent de nombreuses applications notamment dans le domaine de l'agriculture : large gamme de films destinés à l'agriculture, emballages à usage alimentaire, tees de golfs, bouchons, sacs poubelles... Ainsi, les utilisateurs de ces matériaux biodégradables (souvent dénommés

"biomatériaux") ont la possibilité d'enfouir les déchets sur place en fin de culture, ou de les réunir pour les composter et réutiliser ce compost par la suite. Ces deux dernières solutions, tout en étant écologiques et préservatrices de l'environnement, permettent de maintenir au mieux la fertilité organique des sols tout en restituant une partie des éléments minéraux consommés.

Dans le domaine de l'agriculture, l'utilisation de tels matériaux biodégradables présente donc notamment les avantages suivants :

- gain en main d'œuvre, puisqu'il n'est plus nécessaire de débarrasser les cultures de ces matériaux en fin de cycle de culture, -gain en matière fertilisante minérale (régénération par la minéralisation des plantes) c'est-à-dire en ions immédiatement assimilable par la plante (NO₃\ SO₄ ^2~ , PO₄ ^3', H₂ PO₄ ^" _; K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Zn²⁺ etc.)

- gain en matière fertilisante organique (dégradation des déchets végétaux) Cette matière fertilisante organique représente des molécules organiques non encore dégradées par la micro flore et faune du sol (c'est-à-dire non minéralisée) non encore absorbable par la plante (les végétaux sont incapables d'absorber de grosses molécules organiques).

Toutefois, en ce qui concerne la réalisation de fils ficelles, l'utilisation de matériaux biodégradables naturels conduit à des fils ou ficelles présentant une tenue mécanique médiocre.

Afin de résoudre ce problème de tenue mécanique, différents procédés de fabrication de ficelles ont été proposés consistant à inclure des renforts dans ces ficelles. Ainsi, le brevet français FR2779157 décrit une technique pour la réalisation d'une ficelle où le cœur de la ficelle est un fil métallique oxydable qui est recouvert d'au moins une couche de papier adhésif.

De même, le brevet JP2000034683 décrit la réalisation d'une ficelle biodégradable à partir de polyester aliphatique sous forme de tubes dans lesquels sont placées des fibres naturelles ou du papier, et qui sont ensuite torsadés.

Selon le brevet JP11032594, une ficelle biodégradable réalisée en matériau biodégradable tel que du papier est enrobée par une résine synthétique telle que l'alcool polyvinylique.

Le brevet JP 11279962 décrit la réalisation d'une ficelle consistant à torsader des bandes obtenues à partir de fibres de coton ou de cellulose.

Toutefois, l'utilisation de tels renforts (fils métalliques, résines ...) complique la fabrication de telles ficelles et augmente leurs coûts de fabrication.

Par ailleurs, l'étape consistant à torsader les fibres, constituant la ficelle, limite considérablement les profils que peuvent présenter de telles ficelles. Or, il existe un besoin pour des ficelles présentant des profils différents du simple profil torsadé, pour certaines applications requérant une meilleure accroche des éléments reliés par la ficelle ou supportés par elle.

L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé simple de fabrication de ficelles en matériau biodégradable. Notamment, un objectif de la présente invention est de décrire un tel procédé ne nécessitant pas obligatoirement l'utilisation de renforts mais permettant cependant d'obtenir des fils ou ficelles présentant une résistance à la charge optimale et un fluage quasiment inexistant.

Un autre objectif de la présente invention est de décrire un tel procédé permettant de conduire à des ficelles de profils très variés et pouvant notamment présenter des arêtes saillantes permettant d'améliorer certaines de leurs utilisations.

Encore un autre objectif de la présente invention est de divulguer un tel procédé qui conduise à des ficelles présentant une bonne tenue mécanique et notamment un fluage très faible. On notera que l'on entend par fluage très faible un fluage inférieur à environ 3%.

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints grâce à l'invention qui concerne un procédé de fabrication d'un fil ou d'une ficelle en polymère thermoplastique biodégradable caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : extrader à chaud un matériau polymère thermoplastique biodégradable à travers une filière pour former un fil ; refroidir ledit fil ; étirer à froid ledit fil selon une force FI d'étirage légèrement inférieure à la force F_r qui entraînerait sa rupture.

Selon l'invention, on étire donc le fil extradé et refroidi selon une force d'étirage qui est légèrement inférieure à celle qui provoquerait sa rupture. Cette opération d'étirage est primordiale car elle confère au fil les propriétés mécaniques requises de fluage, de résistance en traction et d'élasticité. Afin de déterminer les forces Fl et F_r, il convient d'établir préalablement la courbe d = f(F) du déplacement de l'extrémité d'un fil auquel on applique une force de traction et ce, jusqu'à la rupture de celui-ci. Cette courbe, qui est du type de celle représentée à la figure 1, varie en fonction de la nature du matériau constituant le fil et des dimensions de ce fil. Elle permet de sélectionner Fl à une valeur juste inférieure à F_r. En pratique, la force d'étirage Fl sera choisie entre environ 0,90 F_r. et 0,99 F_r.

La force de traction Fl utilisée durant la phase d'étirage est donc choisie en fonction de la courbe d = f(F). L'établissement d'une telle courbe est nécessaire pour chaque matériau thermoplastique utilisé et pour chaque type de fil souhaité, selon la forme et la surface de la section de celui-ci.

Selon une variante préférentielle, le procédé comprend une étape complémentaire consistant à étirer légèrement à chaud ledit fil à sa sortie de ladite filière et avant ladite étape consistant à le refroidir. II est possible d'envisager le refroidissement du fil de diverses façons. Selon une variante, cette étape est effectuée en faisant transiter ledit fil dans un liquide de refroidissement. Cette étape sera généralement menée pour amener le fil à une température environ égale à la température ambiante.

L'étape d'extrusion du fil présente l'avantage de pouvoir obtenir des profils très variés de fils, comme il sera décrit ci-après plus en détails, en adaptant différentes filières dans les moyens d'extrusion. A ce sujet, on notera que, préférentiellement, cette étape d'extrusion à chaud est effectuée à une température supérieure de 30°C à 70°C à la température de fusion dudit matériau polymère thermoplastique utilisé. Ce matériau thermoplastique biodégradable pourra être de nature très variée et notamment être choisi dans le groupe constitué par le polyesteramide, la polycaprolactone (PCL), l' acide polylactique (PLA), les copolyesters aliphatiques et/ou aromatiques, le polyhydroxybutyrate (PHB), le polyhydroxyvalérate (PHV), le poly(butylène succinate) (PBS), le poly(butylène succinate/adipate) (PBSA), le polyester carbonate (PEC), le poly(éthylène succinate) (PES), le poly(butylène adipate/téréphatlate) (PBAT), l'alcool polyvinylique (PVA), l'acétate de cellulose. On notera que le matériau thermoplastique biodégradable utilisé pourra contenir au moins une charge d'origine naturelle telle que par exemple, mais non exclusivement de la cellulose ou ses dérivés, de l'amidon natif ou ses dérivés, du bois, du coton, qui pourra être directement mélangée au matériau de base avant extrusion à des teneurs pouvant aller jusqu'à 50 % en masse. On pourra aussi inclure dans ce matériau au moins un colorant, par exemple de type oxyde de fer ou autre colorant minéral, ne présentant pas de risques pour l'environnement, à raison de 0,1 à 1% en masse.

Bien que, comme indiqué ci-dessus, le procédé selon l'invention permette de s'affranchir de l'utilisation de renforts, on pourra toutefois inclure de tels renforts dans les fils ou ficelles réalisés, tels que notamment, mais non exclusivement des fibres de cellulose, de lin, de chanvre, etc., qui pourront par exemple être recouverts lors de l'extrusion par le matériau pur ou additivé. De tels renforts permettent d'obtenir des gains en tenue mécanique de l'ordre de 20 à 30%.

Selon une variante préférentielle de l'invention, le matériau thermoplastique utilisé sera de la polycaprolactone, un mélange de polycaprolactone et d'amidon, ou un polyester aliphatique aromatique. Ces matériaux ont en effet été testés par la Demanderesse et ont donné de bons résultats.

Le procédé selon l'invention peut comprendre une étape supplémentaire consistant à associer plusieurs fils entre eux, par exemple par tressage, pour obtenir une ficelle. La présente invention concerne également tout dispositif de fabrication d'un fil ou d'une ficelle en matériau thermoplastique biodégradable permettant de mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens d'extrusion d'un matériau thermoplastique biodégradable incluant des moyens de chauffage et au moins une filière d'extrusion permettant la formation d'au moins un fil ; - des moyens de refroidissement dudit fil ;

- des moyens d'étirage dudit fil.

Selon une variante préférentielle, lesdits moyens de refroidissement comprennent au moins un bac contenant un liquide de refroidissement. Egalement préférentiellement, lesdits moyens d'étirage comprennent au moins un banc de tirage et des moyens de freinage permettant d'optimiser ledit étirage. Ce banc de tirage et ces moyens de freinage permettent de mettre en oeuvre l'étape d'étirage à froid du fil, mais aussi l'étape d'étirage à chaud de celui- ci décrites. Selon une variante préférentielle, le dispositif décrit comprend aussi des moyens motorisés de bobinage du fil réalisé.

Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des fils biodégradables dépourvus de renfort mais présentant toutefois un fluage quasiment inexistant, à savoir inférieur à environ à 3%. La mise en oeuvre d'une étape d'extrusion au cours de ce procédé permet, comme déjà indiqué, d'obtenir des fils biodégradables présentant des profils de section très variés.

Selon une variante particulièrement intéressante, le procédé selon l'invention permet d'obtenir des fils montrant une section pleine ou creuse (donc économisant de la matière) et montrant des arêtes saillantes. De telles arêtes saillantes sont d'un grand intérêt pour de nombreuses applications, notamment pour les applications maraîchères où ces fils permettent une bonne accroche des plants.

Le procédé selon l'invention permet aussi d'obtenir des fils montrant une section pleine ou creuse, ronde ou ovale.

Enfin, selon un autre aspect, les fils obtenus présentent une section pleine ou creuse en forme d'haltère, de ruban en arc, de ruban en S, de ruban en W. Ces profils "plats" sont d'un grand intérêt pour les applications telles que les ficelles pour le maintien de films pour les tunnels utilisés en culture maraîchère, pour les lieuses de paille, pour l'emballage des colis. La présente invention couvre donc tous les fils obtenus par le procédé décrit ainsi que les ficelles résultant de l'association de plusieurs de ces fils, notamment, mais non exclusivement, par tressage.

Ces fils et ficelles peuvent être utilisés dans de nombreux domaines et notamment, mais non exclusivement dans le domaine de l'agriculture. Ils peuvent ainsi être utilisés par exemple en tant que fils ou ficelles de tuteurage de plants ou en tant que fils ou ficelles pour le maintien des tunnels plastiques de cultures maraîchère, ou en tant que fils ou ficelles de lieuse.

L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation donnés en référence aux dessins dans lesquels :

- la figure 2 représente un schéma simplifié d'un dispositif de fabrication de fils ou ficelles selon la présente invention ;

- la figure 3 représente différentes sections de fils pouvant être obtenus grâce à l'invention ;

- les figures 4 à 6 représentent des graphes indiquant les forces de traction conduisant à la rupture de fils de différents diamètre réalisés selon l'invention en utilisant trois matériaux thermoplastiques différents.

En référence à la figure 2, le dispositif selon l'invention comprend une extrudeuse 1 de type DSK42/6 fabriqué par la société Brabender. Cette extrudeuse est équipée d'une bivis contrarotative montrant des filets interrompus et possède deux zones de chauffage (zone 1 et zone 2). Elle est également pourvue d'une filière d'extrusion amovible la et d'une trémie lb d'alimentation en matériau thermoplastique biodégradable.

L'extrudeuse 1 est suivie d'un bac de refroidissement 2, d'un banc de tirage 3, de moyens formant frein 4 et de moyens de bobinage 5.

A sa sortie de la filière le fil extradé 6 présente un diamètre de section dl supérieur au diamètre d2 qu'il présente après son passage sur le banc de tirage 3 et avant son passage au niveau des moyens formant frein 4, diamètre d2 lui même supérieur au diamètre d3 présenté par le fil après son passage au niveau des moyens formant frein 4 lorsqu'il arrive au niveau des moyens de bobinage. Par exemple, un fil est extradé selon les conditions 110°C (zonel), 125°C (zone 2) et 110°C (filière). La filière a un profil rond de 4 mm (dl), le préétirage à chaud va conférer un diamètre d2 de 3,45mm au fil, juste avant qu'il n'arrive dans le bac de refroidissement et que la matière ne soit figée à ce diamètre. Après l'étirage, le fil présente un diamètre de l'ordre de 1,5 mm (d3).

Durant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le fil est légèrement étiré à chaud à sa sortie de l'extrudeuse 1 par le banc de tirage 3 pour commencer à orienter les chaînes de polymère du matériau le constituant.

Ce fil 6 transite ensuite dans le bac 2 contenant de l'eau à température ambiante (15 à 20° C). Il est ensuite étiré à froid selon la force de traction Fl souhaitée préalablement déterminée. Durant cette phase d'étirage à froid, entre le système de bobinage 5 et le système de freinage 4, les chaînes macromoléculaires du matériau polymérique constituant le fil 6 s'alignent dans le sens de tirage.

Plusieurs types de filières la peuvent être adaptés sur l'extrudeuse 1, ce qui offre la possibilité d'obtenir une multitude de type de sections de fils 6. Des exemples, non limitatifs, de sections de fils pouvant ainsi être obtenues sont indiqués à la figure 3. Les sections en formes d'étoiles, de croix, carrée, triangulaires, impliquent des arêtes saillantes intéressantes pour certaines applications, comme déjà décrit.

Le procédé et le dispositif selon l'invention ont été testés avec plusieurs types de matériaux et plusieurs types de section. La tenue mécanique des fils obtenus a été mesurée par des tests en traction sur un appareillage INSTRON 4505 à une vitesse de 50 mm/min.

^re série d'exemple : joncs pleins en polycaprolactone chargée avec de l'amidon

Pour cette première série d'exemples, on a fabriqué un fil en polycaprolactone chargée avec de l'amidon (60 % en masse de polycaprolactone pour 40 % en masse d'amidon). Un tel matériau est commercialisé par Novamont sous la marque MATER-BI et la référence ZF03U/A. Il présente une température de fusion de 62°Ç.

Ce fil a été extradé sous forme de jonc plein avec un diamètre de 3,45 mm en utilisant des températures d'extrusion de 120°C (zonel), 125°C (zone2) 130°C (filière la).

La force de traction F_r entraînant la rupture de ce fil a été préalablement mesurée à 700% à 270 N à une vitesse de traction de 50 mm/min.

Le jonc extradé a donc été étiré à froid en utilisant une force de freinage Fl, inculquée par le système de freinage situé en amont du système de bobinage, juste inférieure à cette force de rupture F_r à savoir Fl = 260 N.

En utilisant une vitesse du banc de tirage en sortie d'extrudeuse de 2,4m min, le fil passe d' un diamètre de 4 mm à sa sortie de la filière d'extrusion à un diamètre de 3,4 mm puis à un diamètre final de 1,55mm. Ce fil de 1,55 mm présente un module élastique de 795 MPa et supporte environ 26 kg. Son allongement à la rupture est seulement de 0,28%.

Ce fil peut être noué et utilisé en tant que fil de tuteurage de plants qui nécessitent un tel support, tels que les plants de tomates, de concombres, d'aubergines... Il peut également être utilisé pour le maintien des tunnels plastiques de cultures maraîchères, ou en tant que fil de lieuse.

Une gamme de fils en jonc plein a été réalisée avec le même matériau MATER-BI possédant différents diamètres, le diamètre étant déterminé par la vitesse de rotation des vis de l'extrudeuse et du banc de tirage.

La résistance de ces fils a été évaluée en mesurant la force de traction nécessaire pour rompre ceux-ci. Les résultats sont donnés dans le tableau 1 ci- après et représentés sous forme graphique à la figure 4. Diamètre initial(mm) Diamètre final (mm) Section finale (mm ) Force à la rupture (N)

1,60 0,74 0,43 50

1,80 0,80 0,50 85

2,25 0,82 0,53 90

2,35 1,00 0,79 108

2,70 0,83 0,54 164

2,85 1,10 0,95 155

2,90 1,20 1,13 190

3,00 1,30 1,33 200

3,45 1,55 1,89 270

4,10 1,60 2,01 350

4,28 1,63 2,09 387

4,80 2,20 3,80 520

2^ême série d'exemples : joncs pleins de polyester aliphatique aromatique Pour cette deuxième série d'exemples, on a fabriqué un fil en polyester aliphatique aromatique commercialisé par BASF sous la marque ECOFLEX et la référence FBX7011 (auquel il faut rajouter 4% en masse de la référence batch

ABl et 1% en masse de batch SLl). Ce matériau présente une température de fusion de 122°C. Ce fil a été extradé sous forme de jonc plein avec un diamètre de 3,60 mm en utilisant des températures d'extrusion de 145°C (zonel), 155°C (zone 2) 165°C

(filière la) à une vitsse de rotation des vis de 23tr/min.

La force de traction F_r entraînant la rupture de ce fil a été préalablement mesurée à 800% à 250N. Le jonc extradé a donc été étiré à froid en utilisant une force de traction Fl inculquée par le système de freinage juste inférieure à cette force de rupture F_r.

Le fil ainsi obtenu présente un diamètre final (d3) de 1,55mm , un module élastique de 760 MPa et supporte environ 25 kg. Son allongement à la rupture est seulement de 0,15 %. La résistance de ces fils a été évaluée en mesurant la force de traction nécessaire pour rompre ceux-ci. Les résultats sont donnés dans le tableau 2 ci- après et représentés sous forme graphique à la figure 5.

Diamètre initial(mm) Diamètre final (mm) Section finale (mm²) Force à la rupture (N)

1,3 0,60 0,28 40

1,6 0,70 0,38 55

1,6 0,75 0,44 80

1,75 0,84 0,55 50

2,00 0,85 0,57 60

2,10 0,90 0,64 70

2,50 1,10 0,95 115

2,56 1,20 1,13 150

2,60 1,20 1,13 165

3,60 1,55 1,89 250

3,60 1,60 2,01 280

4,10 2,00 3,14 340

4,20 2,10 3,46 375

3^eme série d'exemples : ioncs pleins de caprolactone

Pour cette troisième série d'exemples, on a fabriqué un fil en polycaprolactone commercialisée par SOLVAY sous la référence CAPA6800. Il présente une température de fusion de 60°C. Ce fil a été extradé sous forme de jonc plein avec un diamètre de 3,30 mm en utilisant des températures d'extrusion de 115°C (zonel), 125°C (zone2) et 130°C (filière la).

La force de traction F_r entraînant la rupture de ce fil a été préalablement mesurée à 700% à 250N. Le jonc extrudé a donc été étiré à froid en utilisant une force de traction Fl inculquée par le banc de tirage juste inférieure à cette force de rupture F_r.

Le fil ainsi obtenu présente un diamètre final (d3) de 1,1mm , un module élastique de 800MPa et supporte environ 25 kg. Son allongement à la rupture est seulement de 0,23 %. La résistance de ces fils a été évaluée en mesurant la force de traction nécessaire pour rompre ceux-ci. Les résultats sont donnés dans le tableau 3 ci- après et représentés sous forme graphique à la figure 6.

Diamètre initial (mm) Diamètre final (mm) Section finale (mm²) Force à la rupture (N)

2,30 0,95 0,71 153

2,40 0,95 0,71 144

3,30 1,05 0,87 250

3,80 1,60 2,01 408

4,30 1,85 2,69 537

6,00 2,50 4,91 848

4^ème série d'exemples : rubans de polycaprolactone-amidon

Des rubans de polycaprolactone - amidon ( MATER-BI ZF03U/A) sont extradés à une vitesse de 30, 50 et 70 tr/min. Les propriétés de ces rabans sont rassemblées dans le tableau 4 ci-après.

Dimensions avant Force de traction à la Allongement à la Dimensions après étirage rupture (N) rupture (%) étirage (mmxmm)

(mmxmm)

0,87x14,50 170 480 0,30x7,60

1,10x7,25 108 500 0,45x3,90

1,10x7,10 91 490 0,44x3,78

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'un fil ou d'une ficelle en polymère thermoplastique biodégradable caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : extrader à chaud un matériau polymère thermoplastique biodégradable à travers une filière pour former un fil ; refroidir ledit fil ; étirer à froid ledit fil selon une force F d'étirage légèrement inférieure à la force F' qui entraînerait sa rupture.

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en qu'il comprend une étape complémentaire consistant à étirer légèrement à chaud ledit fil à sa sortie de ladite filière et avant ladite étape consistant à le refroidir.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ladite étape consistant à refroidir ledit fil est effectuée en faisant transiter ledit fil dans un liquide de refroidissement.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite étape de refroidissement est menée pour refroidir ledit fil à un température environ égale à la température ambiante.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite étape d'extrusion à chaud est effectuée à une température supérieure de 30°C à 70°C à la température de fusion dudit matériau polymère thermoplastique.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit matériau thermoplastique est choisi dans le groupe constitué par le polyesteramide, la polycaprolactone (PCL), l'acide polylactique (PLA), les copolyesters aliphatiques et/ou aromatiques, le polyhydroxybutyrate (PHB), le polyhydroxyvalérate (PHV), le poly(butylène succinate) (PBS), le poly(butylène succinate/adipate) (PBSA), le polyester carbonate (PEC), le poly(éthylène succinate) (PES), le poly(butylène adipate/téréphatlate) (PBAT), l'alcool polyvinylique (PVA), l'acétate de cellulose, et peut contenir une charge préférentiellement d'origine naturelle telle que l'amidon.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que ledit matériau thermoplastique biodégradable utilisé contient au moins une charge d'origine naturelle.

8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que ladite charge est choisie dans le groupe constitué par la cellulose ou ses dérivés, l'amidon natif ou ses dérivés, le bois, le coton.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que ladite charge est intégrée audit matériau thermoplastique à une teneur pouvant aller jusqu'à 50 % en poids .

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que ledit polymère thermoplastique est constitué par la polycaprolactone, par un mélange de polycaprolactone et d'amidon, ou par un polyester aliphatique aromatique.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que ledit matériau thermoplastique utilisé contient au moins un colorant ne présentant pas de risques pour l'environnement à raison de 0,1 à 1% en masse.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'inclusion de renforts audit fil ou à ladite ficelle,

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à associer plusieurs fils entre eux pour obtenir une ficelle.

14. Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce que ladite étape supplémentaire consiste à tresser plusieurs fils entre eux.

15. Dispositif de fabrication d'un fil ou d'une ficelle en matériau thermoplastique biodégradable caractérisé en ce qu'il comprend :

- des moyens d'extrusion d'un matériau thermoplastique biodégradable incluant des moyens de chauffage et au moins une filière d'extrusion permettant la formation d'au moins un fil ; - des moyens de refroidissement dudit fil ;

- des moyens d'étirage dudit fil.

16. Dispositif selon la revendication 15 caractérisé en ce que lesdits moyens de refroidissement comprennent au moins un bac contenant un liquide refroidissement.

17. Dispositif selon les revendications 15 ou 16 caractérisé en ce que lesdits moyens d'étirage comprennent au moins un banc de tirage, des moyens de freinage permettant d'optimiser ledit étirage.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 17 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens motorisés de bobinage du fil réalisé.

19. Fil biodégradable réalisé en mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 14 caractérisé en ce qu'il présente un fluage inférieur à 3%.

20. Fil biodégradable selon la revendication 19 caractérisé en ce qu'il présente une section pleine ou creuse montrant des arêtes saillantes.

21. Fil biodégradable selon la revendication 19 caractérisé en ce qu'il présente une section pleine ou creuse ronde ou ovale.

22. Fil biodégradable selon la revendication 19 caractérisé en ce qu'il présente une section pleine ou creuse en forme d'haltère, de ruban en arc, de ruban en S, de ruban en W.

23. Ficelle biodégradable caractérisée en ce qu'elle est constituée par l'association de plusieurs fils selon l'une quelconque des revendications 19 à 22.

24. Utilisation d'un fil ou d'une ficelle selon l'une quelconque des revendications 19 à 23 en tant que fil ou ficelle de tuteurage de plants ou en tant que fil ou ficelle pour le maintien des tunnels plastiques de cultures maraîchère, ou en tant que fil ou ficelle de lieuse.