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Title:
PLASTICIZED VINYL POLYMER COMPOSITION AND USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/003348
Kind Code:
A1
Abstract:
A polymer composition including at least one vinyl polymer (PVC) and at least one polylactone (poly-e-caprolactone), particularly for preparing flexible films or coatings, achieved by means of a method which comprises the steps of (a) mixing the vinyl polymer and at least one lactone monomer to give a paste, (b) adding a lactone monomer polymerization initiator to said paste and mixing same, and (c) heating the resulting paste to a temperature of more than 80 °C for at least 30 seconds to cause in situ polymerization of the lactone monomers to polylactones. A premix for preparing such a polymeric composition, as well as a method for coating the surface of a substrate, particularly a fabric, are also disclosed.

Inventors:
DUMAS SOPHIE (FR)
FERRARI ROMAIN (FR)
MICHEL ALAIN (FR)
PERILLON JEAN-LUC (FR)
BOUNOR-LEGARE VERONIQUE (FR)
Application Number:
PCT/FR2005/050507
Publication Date:
January 12, 2006
Filing Date:
June 28, 2005
Export Citation:
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Assignee:
FERRARI S TISSAGE & ENDUCT SA (FR)
DUMAS SOPHIE (FR)
FERRARI ROMAIN (FR)
MICHEL ALAIN (FR)
PERILLON JEAN-LUC (FR)
BOUNOR-LEGARE VERONIQUE (FR)
International Classes:
C08L67/04; C09D127/00; C09D127/06; C09D167/04; D06M15/19; C08L27/06; (IPC1-7): C09D167/04; C09D127/00; C09D127/06; D06M15/19
Foreign References:
GB2343896A2000-05-24
EP0787755A21997-08-06
US3762979A1973-10-02
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 003, no. 157 (C - 068) 22 December 1979 (1979-12-22)
DATABASE WPI Week 1979, Derwent World Patents Index; AN 1979-85319B, XP002352432
Attorney, Agent or Firm:
Fleurance, Raphaël (52 rue de la Victoire, Paris Cedex 09, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Composition polymère comprenant au moins un polymère vinylique et au moins une polylactone, notamment pour la préparation de films ou revêtements souples, obtenue par le procédé comprenant les étapes suivantes : a) on mélange le polymère vinylique et au moins un monomère lactone, pour obtenir une pâte, b) on introduit un amorceur de polymérisation des monomères lactones dans la pâte précédemment obtenue, et on mélange, c) on soumet la pâte précédemment obtenue à une température supérieure à 8O0C, pendant une durée d'au moins 30 secondes, pour provoquer la polymérisation in situ des monomères lactones en polylactones .
2. Composition selon la revendication précédente, dans laquelle le polymère vinylique est un polymère vinylique halogène qui comprend au moins 50 % en mole de monomères vinyliques halogènes, sélectionnés de préférence dans le groupe constitué par le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, le fluorure de vinyle, le fluorure de vinylidène, éventuellement substitués, et leurs mélanges .
3. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les monomères lactones comprennent de 3 à 15 atomes de carbone dans le cycle lactone, lesdits monomères lactones étant sélectionné de préférence dans le groupe constitué par la γbutyrolactone, la δvalérolactone, l'εcaprolactone, la λlauryllactone, éventuellement substituées, et leurs mélanges .
4. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les monomères lactones sont l'εcaprolactone et le polymère vinylique est le polychlorure de vinyle.
5. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la polylactone présente un indice de polydispersité compris entre 1 et 2.
6. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'amorceur de polymérisation des monomères lactones est un alcoolate métallique, sélectionné de préférence dans le groupe constitué par les alcoolates d'étain, de titane, de zirconium ou d'aluminium.
7. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'amorceur de polymérisation est le tétrapropoxyde de titane.
8. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre les additifs optionnels suivants : plastifiant supplémentaire ; stabilisant thermique ; charge ; ignifugeant ; pigment ; colorant ; stabilisant UV ; agent antifongique ; antioxydant.
9. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la formule pondérale de la composition est la suivante : o polymère vinylique, de préférence halogène : 35 à 70 % en poids, o monomères lactones, de préférence εcaprolactone : 30 à 62 % en poids, o amorceur : 0,1 à 4 % en poids, o additifs optionnels : 0 à 35 % en poids.
10. Prémélange pour la fabrication d'une composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, le prémélange comprenant au moins un polymère vinylique, de préférence halogène, au moins un monomère lactone et éventuellement au moins un additif optionnel sélectionné parmi les plastifiants, les stabilisants thermiques, les charges, les ignifugeants, les pigments, les colorants, les stabilisants UV, les agents antifongiques et les antioxydants .
11. Procédé de revêtement de la surface d'un support à l'aide d'une composition polymère comprenant au moins un polymère vinylique et au moins une polylactone, ce procédé comprenant les étapes suivantes : a) on prévoit une pâte de revêtement comprenant au moins un polymère vinylique, au moins un monomère lactone et au moins un amorceur de polymérisation des monomères lactones, b) on applique la pâte de revêtement à la surface du support, c) on soumet le support revêtu à une température supérieure à 8O0C, pendant une durée d'au moins 30 secondes, pour provoquer la gélification du polymère vinylique et la polymérisation in situ des monomères lactones en polylactone.
12. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le support est un support permanent tissé ou nontissé, ou un support non permanent.
13. Utilisation d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour l'enduction d'un support, de préférence un textile tissé ou nontissé, d'origine naturelle ou synthétique.
14. Utilisation d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour la fabrication de films souples, notamment par calandrage.
Description:
COMPOSITION A BASE DE POLYMERE VINYLIQUE PLASTIFIE ET SON UTILISATION

Le domaine de la présente invention est celui des tissus enduits et des films souples, et plus particulièrement des compositions polymères utiles pour la réalisation de tels enduits et films souples. En particulier, il s'agit de compositions à base de polymères vinyliques plastifiés à l'aide d'un polymère de la famille des polylactones .

Les tissus enduits font aujourd'hui partie de notre environnement comme par exemple ceux qui sont constitués par le couple tissu à base de polyester (en règle générale du polyéthylène téréphtalate) et d'une enduction à base de polychlorure de vinyle (PVC) plastifié. Ces tissus ont trouvé de nombreuses applications comme par exemple la réalisation de bâches de couvertures pour le transport, de toitures de bâtiments publics ou industriels, d'écrans de protection solaire, de support d'impression pour panneaux publicitaires ou de toiles pour le mobilier de jardin. Cela dit, ces tissus font aujourd'hui l'objet de critiques de la part d'associations de protection de l'environnement, car ils sont suspectés d'être un vecteur de dissémination des phtalates, utilisés comme plastifiant du PVC, dans l'environnement. En effet, ces molécules ont tendance à migrer au sein de la matrice PVC de l'enduit vers la surface et de s'en échapper par volatilisation. Même si la nocivité des phtalates n'a pu être prouvée, la réduction des pertes par émissions volatiles de ces phtalates et plus généralement des plastifiants associés au PVC est apparue comme une nouvelle contrainte. Outre les effets d'accumulation dans l'environnement, la perte de phtalates par l'enduit entraine pour le tissu enduit lui-même des inconvénients tels qu'une rigidification de la toile, un toucher gras et un encrassement prématuré et prononcé, et à terme, un rétrécissement. Il y a donc un intérêt manifeste à limiter voire annuler cette perte de plastifiant. Pour répondre à cette problématique il est connu d'utiliser des plastifiants polymères. Ces derniers sont principalement à base de polyesters mais d'autres structures comme les polyacryliques, les caoutchoucs nitriles et d'une manière générale les polymères compatibles avec le PVC peuvent être utilisés. Ces plastifiants polymériques s'ils présentent un intérêt certain du fait de leur caractère peu migrant ne sont en fait guère utilisés dans le domaine de l'enduction car ils génèrent des viscosités élevées peu compatibles avec les outils et la productivité demandée par la fabrication de ces tissus. Une possibilité pour abaisser la viscosité des enductions consiste à utiliser un mélange comprenant un plastifiant polymère et un diluant. Un diluant abaissera la viscosité de l'enduction. Cependant, le diluant n'étant pas permanent, il sera éliminé par évaporation lors de la gélification du PVC. Cette solution bien que techniquement attrayante n'est pas souhaitable pour deux raisons D'une part elle nécessite de disposer de lignes d'enduction antidéflagrantes ce qui impose toujours un surcoût d'investissement. De plus ces lignes doivent être équipées d'un système de traitement des fumées, par exemple un incinérateur, ce qui augmente encore le coût d' investissement D'autre part l'utilisation de ces diluants n'étant que transitoire, elle est vite coûteuse car elle entraine une consommation inutile de matières premières qui ne restent pas dans le tissu enduit. On peut ajouter que ces diluants, du fait de leur nécessaire affinité avec le PVC ont une forte propension à rester dans le tissu enduit ce qui nécessite un traitement thermique plus long sans aucune garantie de ne pas garder des traces de diluants susceptibles de se relarguer dans l'air tout au long de la vie du tissu enduit. Le problème de l'émission des tissus enduits n'est donc qu'imparfaitement résolu par ce biais. l'l'

II a également été proposé d'utiliser des enductions obtenues à partir d'un plastifiant polymérisable. Cette solution a été déjà envisagée en utilisant, par exemple, un phtalate de diallyle dont les doubles liaisons sont polymérisées par une réaction de type radicalaire. Toutefois la quantité de plastifiant qui polymérise ne dépasse pas 50% pour des raisons d'encombrement stérique. Il reste donc dans l'enduction une part importante de plastifiant non polymérise susceptible de provoquer les inconvénients recensés ci- dessus. Par ailleurs, la présence de doubles liaisons résiduelles dans l'enduit est en soi un inconvénient car elle induit une plus faible résistance au vieillissement. De plus homopolymère de phtalate de diallyle présente un caractère thermodur qui nuit ultérieurement à son recyclage.

L'utilisation de la polycaprolactone comme plastifiant polymère du PVC est connue, le mélange des deux polymères est miscible. Sur le marché on peut donc trouver des homopolymères ou des oligomères de degré de polymérisation généralement supérieur à 4 utilisés comme plastifiant du PVC. Ces oligomères sont des solides cireux ou des pâtes qui ne permettent pas de réaliser des mélanges facilement enductibles à température ambiante. En fait, ces mélanges de PVC et de polylactone, en raison de leur viscosité élevée, sont utilisés pour la fabrication d'articles par extrusion ou par moulage notamment. Il est théoriquement possible de chauffer le mélange au- delà du point de fusion de homopolymère de caprolactone, pour obtenir un produit fluide. Cependant, les températures qu'il faut atteindre sont généralement supérieures à 4O0C, voire proches de 8O0C et sont suffisantes pour amorcer la gélification du PVC. La pâte obtenue devient rapidement difficile à enduire à cause de sa viscosité. Ce mode de préparation n'est pas du tout transposable industriellement au revêtement de supports, à l'enduction ou à la fabrication de films souples . La caprolactone monomère est également utilisée comme plastifiant du PVC. Ce monomère est toutefois relativement mobile et donne des PVC qui ont une forte tendance à exsuder. De plus sa mise en œuvre est délicate car son fort pouvoir solvatant conduit à un gonflement rapide du grain de PVC et à la prise en masse du mélange. Pour cette raison la caprolactone monomère n'est pas utilisée comme plastifiant et on lui préfère ses homopolymères ou oligomères .

L'ensemble de ces remarques montre qu'à ce jour, une solution technique satisfaisante, tant en termes d'industrialisation de la fabrication d'enduits à base de polymères vinyliques, de vieillissement des tissus enduits, de protection de l'environnement et des consommateurs, reste à développer. Ainsi, un objectif de l'invention est de développer une composition polymère comprenant au moins un polymère vinylique et au moins une polylactone, notamment pour la préparation de films ou de revêtements souples, qui réponde à l'ensemble des exigences énumérées . En particulier, un objectif de l'invention est de proposer une composition de revêtement (en particulier d'enduction) et/ou pour la fabrication d'un film, stable au cours du temps, c'est-à-dire, notamment, qui ne relargue pas ou peu de constituants volatiles . Un autre objectif de l'invention est de fournir une composition qui résolve les problèmes liés au vieillissement du revêtement : rigidification, toucher gras, encrassement, rétrécissement... Encore un autre objectif de l'invention est de fournir une composition pour le revêtement d'un support ou pour la fabrication de films souples qui soit compatible avec une industrialisation, en particulier des compositions dont la viscosité est suffisamment faible. Un objectif supplémentaire de l'invention est de proposer une solution de recyclage des polymères vinyliques, notamment PVC, plastifiés à l'aide de composés de type phtalates . Un objectif de l'invention est également de fournir un procédé de revêtement de la surface d'un support à l'aide d'une telle composition polymère, notamment pour l'enduction de support textile, ou pour la fabrication de films souples.

Ainsi, il est du mérite de l'inventeur d'avoir mis au point une composition polymère qui résout l'ensemble des problèmes susmentionnés, sans présenter les inconvénients des solutions antérieurement proposées. En particulier, il a été montré qu'il est possible d'obtenir des formulations enductibles en associant au moins un monomère lactone avec au moins un polymère vinylique, puis, au moyen d'une technique de polymérisation in situ des monomères lactones en polylactone, de fixer cette dernière dans le mélange. Cette technique rend également possible de fixer les monomères lactones sur des enductions contenant des phtalates, ce qui permet d'augmenter d'une manière importante la masse moléculaire des phtalates et de réduire leur aptitude à la migration au sein de l'enduit.

Selon un premier aspect, la présente invention concerne une composition polymère comprenant au moins un polymère vinylique et au moins une polylactone, notamment pour la préparation de films ou revêtements souples, obtenue par le procédé comprenant les étapes suivantes : a) on mélange le polymère vinylique et au moins un monomère lactone, pour obtenir une pâte, b) on introduit un amorceur de polymérisation des monomères lactones dans la pâte précédemment obtenue, et on mélange, c) on soumet la pâte précédemment obtenue à une température supérieure à 8O0C, pendant une durée d'au moins 30 secondes, pour provoquer la polymérisation in situ des monomères lactones en polylactones . Le terme "polymère vinylique" signifie un composé vinylique préparé à partir de monomères contenant un groupe vinyle CH2=CH- ou vinylidène CH2=C< ainsi qu'à partir d'un mélange de tels monomères, pour produire des homopolymères ou copolymères . Le groupe vinyle est lié à un groupe, et le groupe vinylidène est lié à un ou deux groupes, qui sont ou contiennent un aryle (par exemple le styrène), de l'oxygène (par exemple l'acide (méth) acrylique et ses dérivés, notamment le (méth) acrylate de méthyle ou d'éthyle, le (méth) acrylamide, le (méth) acrylonitrile ; les esters de vinyle tels que l'acétate de vinyle, les vinylcétones) , du soufre (par exemple, les vinylsulfones, les thioéthers, les sulfoxydes, les sulfonates) , de l'azote (par exemple les vinylnitriles, les amides, les pyridines, les pyrollidones, les carbazoles) , un halogène (par exemple les chlorure ou fluorure de vinyle ou de vinylidène) . De préférence, le polymère vinylique est un polymère vinylique halogène qui comprend au moins 50% en mole de monomères vinyliques halogènes, sélectionnés de préférence dans le groupe constitué par le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, le fluorure de vinyle, le fluorure de vinylidène, éventuellement substitués, et leurs mélanges. Plus préférentiellement encore, le polymère vinylique est le polychlorure de vinyle (PVC), que l'on définit comme un polymère ou un copolymère obtenu par (co)polymérisation d'au moins 50% en mole de chlorure de vinyle avec une autre oléfine, comme par exemple l'acétate de vinyle. Le PVC peut être produit par émulsion, suspension, microsuspension ou même en masse, selon des techniques largement connues de l'homme du métier. De préférence, son indice de viscosité ou K-Wert est compris entre 50 et 100 et plus particulièrement entre 60 et 80. Un PVC particulièrement préféré est un homopolymère suspension de K-Wert 66. Avantageusement, le pourcentage en poids de polymère vinylique dans la composition va de 35 à 70%. La polylactone est obtenue par polymérisation de monomères lactones, selon une réaction de coordination- insertion. Les lactones sont des esters cycliques comprenant de 3 à 15 atomes de carbone dans le cycle lactone. Les atomes de carbone du cycle lactone peuvent être substitués par des groupes alkyl, alcoxy ou alcoxyalkyl, linéaires ou ramifié en Cl à C5. De préférence, les monomères lactones sont sélectionnés parmi la γ-butyrolactone, la δ-valérolactone, l'ε-caprolactone, la λ-lauryl lactone ou leurs mélanges. En particulier, l'ε-caprolactone est particulièrement préférée. Les monomères lactones sont polymérisés par l'intermédiaire d'une réaction de coordination insertion amorcée par un alcoolate métallique. La réaction n'est pas perturbée par la présence des composants habituels des enductions polymères vinylique, tels que le polymère lui- même, les stabilisants thermiques, les charges, les pigments et les plastifiants monomères éventuellement présents ou d'autres additifs usuels. Dans le cas de la présence d'un phtalate, l'amorceur permet simultanément la fixation du phtalate par trans-estérification de la polylactone formée. La réaction peut être menée à des températures comprises entre 80 et 22O0C compatibles avec les conditions habituelles de production des enductions à base de polymère vinylique, particulièrement de PVC. Avantageusement, le pourcentage en poids de monomères lactones dans la composition, avant polymérisation, est compris entre 30 et 62%. Plus la proportion de monomères lactones est importante plus la composition obtenue à l'issue du procédé de préparation, c'est-à-dire après polymérisation des monomères lactones, sera plastifiée et souple. Ainsi, la quantité de monomères lactones introduite dans la composition dépendra essentiellement de l'application visée.

Afin d'amorcer la réaction de coordination-insertion, on utilise un alcoolate métallique. Les alcoolates métalliques peuvent être des composés à base d'étain, de titane, de zirconium ou d'aluminium, connus de l'homme du métier. Ainsi, de préférence, l'amorceur de polymérisation des monomères lactones est sélectionné dans le groupe constitué par les alcoolates d'étain, de titane, de zirconium ou d'aluminium. Les alkyl-titanates sont préférés et plus particulièrement le tétrapropoxyde de titane. Le pourcentage en poids en amorceur est compris entre 0.1 et 4 % inclus, selon le degré de polymérisation auquel on veut aboutir avec la lactone. Une teneur élevée donnera des chaînes plus courtes et nécessitera des temps de réactions plus courts pour obtenir une conversion totale. Une teneur plus particulièrement préférée est comprise entre 1 et 2 % inclus . En particulier, la polylactone présente une masse molaire moyenne en nombre comprise entre 1500 et 6000 g/mol, quoique cette masse molaire moyenne en nombre puisse être beaucoup plus élevée. L'indice de polydispersité de la polylactone est compris entre 1 et 2, de préférence entre 1,2 et 1,8. De telles caractéristiques permettent d'aboutir à des compositions dont la viscosité est compatible avec les techniques de revêtement telles que l'enduction, ou avec la fabrication de films souples, notamment par calandrage. La dose d'amorceur mise en œuvre permet d'obtenir une polymérisation assez rapide, compatible avec les exigences des procédés industriels. La polymérisation de la polylactone a lieu sous l'effet de la chaleur, à une température supérieure à 8O0C, comprise entre 80 et 26O0C, de préférence entre 100 et 22O0C et mieux encore, entre 160 et 19O0C. La température de polymérisation est sélectionnée pour être compatible avec le (s) polymère (s) vinylique(s) mis en œuvre. Par exemple, si le polymère vinylique est un PVC, on préfère une température de polymérisation inférieure à 22O0C. Si le polymère vinylique résiste mieux à la chaleur que le PVC, ce qui est par exemple le cas du poly(fluorure de vinylidène) , on pourra sélectionner une température supérieure à 22O0C et avantageusement inférieure à 26O0C. Le choix de la température de polymérisation peut donc être opéré à l'issue de tests de routine par l'homme du métier. La température appliquée à la composition à base de polymère vinylique et de monomères lactones influe sur la vitesse de polymérisation. La quantité d'amorceur introduite dans le mélange joue sur la masse molaire moyenne en nombre des polylactones obtenues. Ainsi, pour une quantité d'amorceur donnée, plus la température de polymérisation sera élevée, plus la vitesse de polymérisation in situ des monomères lactones en polylactones sera grande.

La durée de polymérisation est avantageusement supérieure à 30 secondes, de préférence comprise entre 1 et 3 minutes. Cependant, le traitement à la chaleur pourrait durer plus longtemps, notamment lorsque la température de polymérisation est basse ou lorsque que la quantité d'amorceur introduite dans la composition est réduite. La durée de polymérisation choisie doit permettre d'approcher d'un taux de polymérisation des monomères lactones proche de 100%, au moins supérieur à 95%, tout en demeurant compatible avec une mise en œuvre industrielle.

Les inventeurs ont constatés que le fait de réaliser une polymérisation in situ des monomères lactones en présence du polymère vinylique, améliore l'effet plastifiant des polylactones. Sans vouloir être lié par la théorie, ils interprètent cette observation de la façon suivante : lors du mélange du polymère vinylique et des monomères lactones, ces derniers se répartissent le long des chaînes de polymère vinylique. Puis, au cours de la polymérisation des monomères lactones, les polylactones résultantes sont formées directement au contact des chaînes de polymère vinylique, ce qui améliore la plastification (en baissant la température de transition vitreuse du mélange) par rapport à un mélange direct de polymère vinylique et de polylactone. Par ailleurs, le fait de commencer par réaliser un mélange de polymères vinyliques et de monomères lactones puis de polymériser in situ les monomères lactones permet de s'affranchir de la difficulté liée à la gélification du polymère vinylique à partir des températures proches 40 à 8O0C. En effet, la gélification du polymère vinylique et la polymérisation des monomères lactones ont lieu simultanément, et après avoir appliqué la composition à un support. On aboutit donc à un enduit (ou un film) à base de polymère vinylique plastifié avec des polylactones, peu susceptibles de s'échapper du polymère, à partir d'une composition suffisamment fluide et compatible notamment avec les techniques industrielles d'enduction.

Avantageusement, la composition comprend au moins un stabilisant thermique comme les savons organométalliques de baryum et de zinc, d'étain, de calcium et de zinc éventuellement associés à des costabilisants comme l'huile de soja époxydée. Un stabilisant thermique particulièrement préféré est un mélange de mono- et de di-octyl thioglycolate d'étain. De préférence, le pourcentage en poids de stabilisant est compris entre 0.5 et 3% inclus.

D'une manière optionnelle, le mélange à enduire peut également contenir des plastifiants et plus particulièrement des phtalates . Dans ce dernier cas les phtalates d'alkyl ramifiés ou non comme le diéthylhexylphtalate (DEHP) , le diisononylphtalate, les phtalates d'alcools linéaires en C7 à CIl ou leurs mélanges, le diisodécylphtalate sont plus particulièrement préférés . Avantageusement, le pourcentage de phtalates optionnels rapportés au poids de lactones est compris entre 0 et 25 %. D'une manière optionnelle le mélange à enduire peut également contenir des composés bien connus du formulateur de l'art, tels que des stabilisants thermiques, des charges, des ignifugeants, des pigments, des colorants, des stabilisants UV, des agents antifongiques, des antioxydants.

Plus préférentiellement, une composition selon l'invention présente la formule pondérale suivante : • polymère vinylique, de préférence halogène : 35 à 70 % en poids, l'

• monomères lactones, de préférence ε-caprolactone : 30 à 62 % en poids, • amorceur : 0,1 à 4 % en poids, • additifs optionnels : 0 à 15 % en poids.

Une composition particulièrement préférée est celle dans laquelle le polymère vinylique est le polychlorure de vinyle et les monomères lactones sont ε-caprolactone.

La composition selon l'invention peut être utilisée dans une grande variété d'applications où une composition polymère vinylique / plastifiant polylactone est utile : • dans l'enduction de support textiles pour réaliser des tissus enduits trouvant leur application dans les bâches, les membranes d'étanchéité, les membranes de protection ou de confinement, les toiles pour la protection solaire ou les supports pour l'impression numérique, l'habillement ou similaires ; • dans l'enduction de supports non tissés, pour réaliser des revêtements de sols, des revêtements muraux, des géotextiles ; • pour l'enduction de supports non permanents pour réaliser des films souples ("cast films" en anglais) ; • pour réaliser des couchages sur papier. Les supports textiles visés sont de nature variable : tissé ou non-tissé, d'origine naturelle ou synthétique, c'est-à-dire comprenant des fibres d'origine naturelle, synthétique ou semi-synthétique, éventuellement en mélange, sans limitation. Il peut également s'agir d'un support métallique, constitué par exemple de fils métalliques. Ainsi, une composition selon l'invention peut avantageusement être utilisée pour l'enduction de tels supports textiles, selon des techniques connues de l'homme du métier. Une composition selon l'invention peut également être utilisée pour la fabrication de films souples, notamment par calandrage, selon des techniques connues par ailleurs. L'invention concerne également un prémélange pour la fabrication d'une composition telle que précédemment décrite, le prémélange comprenant au moins un polymère vinylique, de préférence halogène, au moins un monomère lactone et éventuellement au moins un additif optionnel sélectionné parmi les plastifiants, les stabilisants thermiques, les charges, les ignifugeants, les pigments, les colorants, les stabilisants UV, les agents antifongiques et les antioxydants .

Par ailleurs, l'invention concerne un procédé de revêtement de la surface d'un support à l'aide d'une composition polymère comprenant au moins un polymère vinylique et au moins une polylactone, ce procédé comprenant les étapes suivantes : a) on prévoit une pâte de revêtement comprenant au moins un polymère vinylique, au moins un monomère lactone et au moins un amorceur de polymérisation des monomères lactones, b) on applique la pâte de revêtement à la surface du support, c) on soumet le support revêtu à une température supérieure à 80°, pendant une durée d'au moins 30 secondes, pour provoquer la gélification du polymère vinylique et la polymérisation in situ des monomères lactones en polylactone. Bien entendu, la température sélectionnée dépend, comme on l'a vu précédemment, des composants de la composition polymère, mais également des caractéristiques du support revêtu. Selon différentes variantes du procédé, le support est un support permanent tissé ou non-tissé, ou un support non permanent. Par exemple, dans le cas des supports textiles visés sont de nature variable : tissé ou non-tissé, d'origine naturelle ou synthétique, c'est-à-dire comprenant des fibres d'origine naturelle, synthétique ou semi-synthétique, éventuellement en mélange, sans limitation. Il peut également s'agir d'un support métallique, constitué par exemple d'un tissu fabriqué de fils métalliques. Un support est considéré comme non permanent si, à terme, le revêtement et le support sont destinés à être séparés l'un de l'autre, ce qui est par exemple le cas lors de la fabrication de films polymères souples . Le revêtement peut avantageusement être réalisé par enduction du support.

Exemples

Préparation de compositions d'enduction

Exemples 1 à 3 : Préparation d'un film PVC plastifié Exemple 4 : Exemple comparatif

On introduit successivement dans un récipient de 250ml de l'ε-caprolactone, la poudre de PVC et un stabilisant thermique, dans les proportions pondérales (parties en poids) indiquées dans le tableau 1. On mélange pendant 2 minutes à température ambiante (2O0C) pour obtenir une pâte homogène et fluide. On introduit l'amorceur dans la pâte obtenue précédemment, au dernier moment pour éviter l'hydrolyse de l'amorceur, et on mélange rapidement l'amorceur et la pâte. Puis, on enduit un support à la racle, pour obtenir un film d'épaisseur comprise entre 100 et 250 μm. Dans les exemples 1 à 4, le support est un papier siliconé. Le support ainsi enduit est introduit dans un four porté à 1850C pour être étuvé pendant 1 à 3 minutes. Les films sont évalués après refroidissement et détachement de leur support. Après refroidissement, on évalue la transparence des films obtenus et leur toucher juste après fabrication et au bout d'un mois (collant/gras ou sec) . On mesure la masse molaire moyenne en nombre de la poly-ε-caprolactone obtenue après polymérisation, par chromatographie d'exclusion stérique. On mesure également l'indice de polydispersité de la poly-ε-caprolactone. On mesure aussi le taux de conversion des monomères d'ε-caprolactone en polymères. l'

On évalue aussi la résistance à l'acétone des films obtenus, en les immergeant 10 minutes dans l'acétone. Dans le cas d'un polymère vinylique contenant des phtalates (en l'occurrence, diéthylhexylphtalate DEHP), on mesure la teneur en phtalate à l'issue de la polymérisation des monomères lactones . Les résultats de ces tests sont reportés dans le tableau 2.

Tableau 1 IRGASTAB TK 262 GV : stabilisant thermique à base de carboxylate d'étain, commercialisé par la société CROMPTON Baerostat BZ 561 : stabilisant thermique à base de sels de baryum et de zinc, commercialisé par la société BAERLOCHER

Tableau 2

M poly-ε-caprolactone : masse molaire moyenne en nombre de la polycaprolactone Résistance à l'acétone : test de résistance à l'acétone par immersion du film dans de l'acétone pendant 10 minutes.

L'exemple comparatif 4, dans lequel on n'a pas introduit d'amorceur de polymérisation des monomères lactones, aboutit à des films au toucher gras, ce que l'on souhaite éviter. La composition est également analysée par chromatographie d'exclusion stérique : on n'identifie pas de pic de polycaprolactone et on observe une forte proportion de monomère résiduel. En l'absence du titanate, la polymérisation de la caprolactone n'a pas eu lieu. Par ailleurs, le film PVC de l'exemple 4 est sensible à l'acétone, qui provoque une fragilisation du film après seulement 10 minutes d'immersion. A contrario, les résultats des exemples 1 à 3 sont particulièrement intéressants. En effet, les films PVC plastifiés obtenues sont transparents, ont un toucher sec dès leur fabrication et le conservent au cours du temps . Cela s'explique notamment par le fait que le taux de conversion de l'ε-caprolactone est de 100% (on n'observe pas de monomère résiduel) , ce qui signifie que les monomères sont intégralement fixés dans des polymères de caprolactone. Il n'y a donc pas de monomères mobiles au sein de la matrice polymère. Cela est tout particulièrement intéressant dans le cas de l'exemple 3, où la teneur en DEHP non greffé est abaissée de 9.7% (valeur dans le mélange initial) à 1.7% (valeur dans le film) . Ainsi, le procédé selon l'invention peut être utilisé pour recycler des PVC plastifiés à l'aide de phtalates, en fixant les phtalates libres à l'aide du plastifiant de type polylactone. Les exemples 1 et 2 permettent de comparer l'effet de deux stabilisants thermiques différents : la masse molaire moyenne en nombre des polylactones est légèrement supérieure dans l'exemple 2. Les exemples 1 et 3 permettent de comparer l'influence de la proportion pondérale d'amorceur de polymérisation dans la composition. Diminuer la quantité d'amorceur entraine une augmentation de la masse molaire moyenne en nombre des polylactones .

Exemple 5 .'Préparation d'un tissu enduit d'une composition PVC plastifiée

On procède dans l'exemple 5 de la même manière que dans l'exemple 1, en préparant une composition d'enduction à partir de la formulation suivante : • ε-caprolactone : 15 parties en poids • PVC suspension K-Wert : 25 parties en poids • IRGASTAB TK 262 GV : 1 partie en poids • Tétrapropoxyde de titane : 2 parties en poids Dans cet exemple, le support est un taffetas de polyester téréphtalate haute ténacité de masse surfacique 182 g/m2. Le support enduit est étuvé pendant 3 minutes à 1850C. Après refroidissement on obtient un tissu enduit souple de poids total surfacique 330 g/m2 sec au toucher. Le tissu enduit subit une immersion dans une coupelle contenant de l'acétone pendant 10 minutes sans être altéré. L'enduction est également analysée par chromatographie d'exclusion stérique. On identifie un pic de polycaprolactone de masse molaire moyenne en nombre de 2880 g/mol et possède un indice de polydispersité de 1,35. Le taux de conversion de l'ε-caprolactone est de 100% car on n'observe pas de monomère résiduel.