PROCEDE DE PREPARATION D'UN REVETEMENT LIMITANT L'ADHERENCE DE MICROORGANISMES
La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un revêtement de surfaces limitant l'adhérence de microorganismes.
Limiter la prolifération de microorganismes est une question importante dans de nombreuses applications. En effet, dans le domaine phytosanitaire, les champignons sont des agents pathogènes qui, notamment, réduisent la production des plantes attaquées, comme par exemple, les plantes céréalières. Dans le domaine de la détergence, et plus particulièrement le nettoyage ménager ou industriel, on tâche de limiter la prolifération des moisissures ou des bactéries. L'un des moyens classiquement employés pour lutter contre les microorganismes, est l'emploi d'agents biocides. Ces produits sont dans la plupart des cas efficaces, mais ils posent bien souvent un problème de toxicité pour l'utilisateur, voire d'écotoxicité. En outre, ils favorisent à plus ou moins long terme, le développement de souches résistantes au biocide employé.
La présente invention a pour objet une solution différente de celle mise en œuvre précédemment. Elle consiste à modifier la surface susceptible d'être contaminée, de manière à limiter l'affinité des microorganismes avec cette dernière. De cette façon, l'adhérence des microorganismes sur la surface est considérablement diminuée et les microorganismes peuvent être éliminés de la surface par rinçage sous un flux d'eau, ou encore par lessivage à l'eau de pluie, par exemple. Ainsi, un premier objet de la présente invention est constitué par un procédé de préparation d'un revêtement limitant l'adhérence de microorganismes dans lequel on dépose sur la surface à traiter, au moins un polymère conférant à ladite surface une valeur de γp, composante polaire de l'énergie de surface, supérieure ou égale à
5 mN/m. Dans ce qui va suivre, le terme "microorganisme" couvre à la fois des bactéries, des champignons, notamment à leurs divers stades de germination (par exemple la spore, le tube germinatif, l'appressorium ...). Le terme "microorganisme" couvre aussi les levures, notamment à leurs divers stades de germination.
Les surfaces traitées selon la présente invention sont plus particulièrement de type hydrophobe.
Ainsi des surfaces présentant une composante polaire de l'énergie de surface, γp, inférieure à 5 mN/m, de préférence inférieure ou égale à 3 mN/m, peuvent être traitées conformément au procédé selon l'invention.
Les surfaces traitées peuvent être de toute nature.
Par exemple, le procédé selon l'invention peut avantageusement être mis en œuvre pour le traitement de la surface aérienne des plantes (feuilles, tige, etc.).
Les surfaces susceptibles d'être traitées conformément à l'invention peuvent aussi être des matières plastiques, comme polychlorure de vinyle, le polypropylene, le polyéthylène, le polystyrène, les polyuréthannes, etc.
On peut aussi traiter des surfaces comme le bois, le métal, recouvertes de vernis ou peintures.
Les surfaces à base de silicone, comme les joints silicones, peuvent aussi être traitées selon l'invention.
Ainsi que cela a été indiqué auparavant, le procédé consiste à préparer un revêtement à base d'au moins un polymère, afin de conférer à la surface à traiter une valeur de γp d'au moins 5 mN/m.
Il est rappelé que cette valeur de γp, composante polaire de l'énergie de surface, est mesurée par angle de contact.
La méthode employée est la suivante :
On dépose sur la surface à traiter le polymère en solution ou en dispersion. La quantité de polymère présente dans la solution ou la dispersion est telle qu'elle permette d'obtenir un dépôt de 200 μg de polymère par centimètre carré de surface. Le polymère est ensuite séché à l'air.
On dépose alors sur une partie de la surface ainsi recouverte, une goutte d'un microlitre d'eau et l'on mesure l'angle de contact (à 20°C).
Sur une autre partie de la surface, on dépose une goutte d'un microlitre de di- iodométhane et l'on mesure l'angle de contact (à 20°C). Les valeurs obtenues permettent de calculer l'énergie de surface et de retrouver la valeur des composantes polaire (γp) et dispersante (γd) de l'énergie de surface
(voir "Physical Chemistry of Surfaces", 4th Edition, A.W Adamson, John Wiley & Sons, 1982).
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la quantité de polymère déposée est d'au moins 10 μg/cm2. La limite supérieure peut être très élevée.
Cependant, on n'a pas constaté d'amélioration significative de l'efficacité anti adhérence du revêtement lorsque la quantité de polymère déposé excède
200 μg/cm2.
Il est à noter qu'il est préférable que la totalité de la surface à traiter soit recouverte.
En outre, et pour des raisons plutôt d'ordre économique, il est souhaitable que l'épaisseur dudit revêtement soit homogène.
Le revêtement est obtenu à partir d'au moins un polymère qui est plus particulièrement choisi parmi les polymères polyhydroxylés, polyoxyalkylénés et/ou polycarboxylés et/ou parmi les polymères comprenant au moins un segment hydrophile et au moins un segment d'ancrage. Notons que le terme polymère désigne à la fois les homopolymères et les copolymères.
En outre, il est précisé que par polymère, on désigne un composé présentant un degré moyen de polymérisation d'au moins 3. De manière avantageuse, le degré moyen de polymérisation est d'au moins 6. De préférence, le polymère se présente sous une forme soluble ou dispersable dans les milieux aqueux ou hydroalcooliques. Un polymère est dit soluble en milieu aqueux ou hydroalcoolique lorsqu'il se présente sous la forme d'une solution limpide à une température comprise entre 20 et 30°C, à une concentration de 0,5 g/l. Par dispersable, on désigne les polymères qui ne précipitent pas ou ne sédimentent pas au bout d'une heure lorsqu'ils sont en dispersion dans les milieux aqueux ou hydroalcooliques, à une température comprise entre 20 et 30°C, à une concentration de 0,5 g/l.
Selon une première variante, le polymère polyhydroxylé est choisi parmi les polysaccharides d'origine animale, végétale ou bactérienne, les dérivés de la cellulose, ou encore l'alcool polyvinylique, les polymères polyphénoliques, ou leurs dérivés.
Les polysaccharides peuvent être employés sous forme native ou modifiée chimiquement de manière à leur conférer un caractère ionique, non ionique et/ou hydrophobe différent de la forme native.
A titre d'exemples de polysaccharides, on peut citer sans intention de se limiter, les alginates, les galactomannanes comme la gomme guar, la gomme caroube, la gomme de Tara, la gomme de cassia, la gomme de Karaya, les carraghénanes, les dérivés de la chitine comme le chitosan, les amidons, les glucomannanes, le dextran, la gomme arabique, l'amidon soluble et ses dérivés non ioniques (cationique). Conviennent aussi les dérivés alkylés de ces composés. En tant que dérivés de la cellulose, on peut mentionner notamment les hydroxyéthers de cellulose, la méthylcellulose et ses dérivés, l'hydroxypropyl- méthylcellulose, l'hydroxybutylméthylcellulose, la carboxyméthylcellulose, l'éthylméthyl- cellulose, l'éthylcellulose, l'hydroxyéthylcellulose, l'hydroxypropylcellulose, ainsi que, d'une manière générale, les autres dérivés hydroxyalkylés de la cellulose, ainsi que les esters de cellulose tels que l'acétate de cellulose, le propionate de cellulose, le butyrate de cellulose, etc.
On ne sortirait pas du cadre de la présente invention en mettant en œuvre en tant que polymère polyhydroxylé, d'autres celluloses fonctionnalisées comme les celluloses comprenant des fonctions carbonates.
En tant que dérivés convenables du guar, on peut citer les composés issus de réaction d'etherification et/ou d'esterification, comme les hydroxyalkyl guars (avec le radical alkyle comprenant 2 à 4 atomes de carbone, linéaire ou ramifié) tels que l'hydroxypropyl guar, l'hydroxybutyl guar ; comme les carboxyméthyl guars ; comme les carboxyméthyl hydroxyalkyl guars (avec le radical alkyle comprenant 2 à 4 atomes de carbone, linéaire ou ramifié). Conviennent de même les composés cationiques du guar, portant des groupements aminés quaternaires. Enfin, les composés alkylés du guar et des dérivés mentionnés ci-dessus peuvent être mis en œuvre dans l'invention.
Comme polysaccharides d'origine animale susceptibles d'être utilisés, on peut citer notamment ceux obtenus par fermentation sous l'action de bactéries ou de champignons appartenant par exemple Xanthomonas, au genre Arthrobacter, au genre
Azobacter, au genre Agrobacter, au genre Alcaligènes, au genre Rhizobium, au genre
Sclerotium, au genre Corticium, au genre Sclerotinia.
A titre d'exemple de tels polysaccharides, on peut citer plus particulièrement la gomme xanthane, les scléroglucanes, les succinoglycanes. A titre de polymères polyhydroxylés, et comme indiqué auparavant, conviennent également l'alcool polyvinylique, les alcools polyphénoliques, ou leurs dérivés.
Parmi les dérivés possibles, notons les polymères polyéthérifiés, tels que ceux dont la partie éther est un radical alkyle en C1-C18, ou aryle en Cβ-Ciβ, alkylaryle ou encore arylalkyle ; les parties alkyle et aryle étant définies ci-dessus. A titre de dérivés possibles, et notamment de l'alcool polyvinylique, on peut citer les polymères présentant un taux variable d'acétylation de telle sorte que le polymère soit soluble ou dispersable au sens indiqué précédemment.
Peuvent également convenir à titre de dérivés, des polymères portant au moins un radical ionique (anionique, cationique, zwittérionique, amphotères). A titre de radical anionique, on peut citer sans intention de se limiter, les radicaux du type sulfonate, sulfate, carboxylate, phosphate, phosphonate ; à titre d'exemple de radical cationique, on peut citer les radicaux du type ammonium quaternaires comme N(R4)+ avec R, identiques ou différents, représentant un atome d'hydrogène, un radical alkyle en Ci -Ce ; les radicaux zwittérioniques et amphotères correspondant à la combinaison des deux types de radicaux précités.
Il est fait remarquer que les polymères de type polyphénoliques sont des substances naturelles, qui peuvent, notamment, être extraites de certaines plantes comme les caféiers, les théiers.
En ce qui concerne les polymères de type polyoxyalkylénés, ces derniers correspondent plus particulièrement aux dérivés polyoxyalkylénés du glycol, la partie oxyde d'alkylène correspondant à l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène ou leurs mélanges. Dans le cas où l'oxyde d'éthylène et l'oxyde de propylène sont présents, leur répartition peut être statistique ou bloc. De préférence, on met en œuvre un dérivé polyoxyéthyléné du glycol.
En ce qui concerne les polymères polycarboxylés, conviennent ceux obtenus à partir : π d'au moins un monomère saturé ou insaturé, comprenant 3 à 10 atomes de carbone et comprenant un ou plusieurs groupements carboxyliques se trouvant sous une forme d'acide ou de sels, ainsi que les esters ou amides correspondants, D éventuellement combiné à au moins un monomère de type oxyde d'alkylène, ou D éventuellement combiné à au moins un monomère hydrocarboné portant une ou plusieurs insaturations éthyléniques. A titre de monomère saturé ou insaturé comprenant un ou plusieurs groupements carboxyliques et comprenant 3 à 10 atomes de carbone, on peut citer les mono- ou diacides, ainsi que leurs dérivés sous forme de sels de métaux alcalin, alcalino-terreux, d'ammonium (type N(R)4+, avec R représentant l'hydrogène ou un radical alkyle en C1-C4). Par exemple, on peut citer l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide itaconique, l'acide maléique, l'anhydride maléique, l'acide fumarique, l'acrylamide, le méthacrylamide.
Les acides aminés ou leurs sels peuvent de même convenir à la réalisation de l'invention, comme l'acide aspartique, de même que les esters de tels acides aminés. Les esters sont de préférence des esters d'alkyle en Ci -C22.
Pour ce qui a trait au monomère de type oxyde d'alkylène, on peut citer l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène ou leurs mélanges.
En ce qui concerne le monomère hydrocarboné, on peut mentionner sans intention de s'y limiter des monomères hydrocarbonés en C2-C12, comprenant ou non un radical aryle, et présentant en outre au moins une insaturation éthylénique.
Conviennent entre autres le butadiène, l'isobutylène, le diisobutylène, le styrène, l'alphaméthylstyrène, le vinyltoluène.
Une autre variante de l'invention consiste à mettre en œuvre un polymère comprenant au moins un segment hydrophile et au moins un segment d'ancrage. Le terme segment d'ancrage signifie que ledit segment présente une affinité avec la surface à traiter. Comme indiqué auparavant, la surface à traiter est hydrophobe et cette dernière peut être ou non porter des charges anioniques en présence d'un milieu aqueux.
Par conséquent, selon une première possibilité, le segment d'ancrage peut être lui-même hydrophobe sans charge ionique dans les conditions d'utilisation du polymère. Dans un tel cas, les interactions entre la surface et le segment d'ancrage seront de type hydrophobe - hydrophobe. Le segment d'ancrage peut porter des charges cationiques dans les conditions d'utilisation du polymère. Dans ce cas, les interactions entre la surface et le segment d'ancrage seront de type électrostatiques.
Le segment d'ancrage peut enfin porter des charges ioniques positives et négatives de telle sorte que la proportion des charges négatives par rapport aux charges positives soit voisine de 1 (1±0,2). Selon cette possibilité, les interactions entre le segment d'ancrage et la surface seront de type électrostatique et/ou seront le résultat d'une solubilité limite du polymère dans le milieu, qui favorise son dépôt sur la surface.
Quelle que soit la possibilité retenue, le segment d'ancrage est constitué par au moins un motif de répétition. Par ailleurs, il est préférable que la masse molaire moyenne en poids totale du ou des segments d'ancrage représente au plus la masse molaire moyenne en poids totale du ou des segments hydrophiles. Le rapport est évalué en mesurant la masse molaire en poids du polymère par la technique MALLS (Multi-Angle Laser Light Scattering - diffusion de la lumière) couplée à une chromatographie par perméation de gel (masse absolue) puis par analyses de la RMN du proton et/ou du carbone.
Il est à noter que les polymères mis en œuvre peuvent être des polymères linéaires, de structure peigne, ou encore de structure étoile, les deux premières structures étant préférées.
Les segments du polymère peuvent donc constituer les divers fragments (blocs) d'un polymère linéaire. Dans le cas de polymères de structure peigne, lesdits segments peuvent se trouver dans la chaîne principale du polymère, ou dans les chaînes latérales
(greffons) ou bien encore, dans le cas des polymères sous forme d'étoile, dans les branches.
Il est rappelé que les segments du polymère sont tels qu'il existe au moins deux segments dont la composition chimique est différente. Par composition chimique différente, on entend plus particulièrement que la nature chimique d'au moins l'un des monomères est différente d'un segment à l'autre, et/ou que les proportions respectives des monomères d'un segment à l'autre sont différentes.
Précisons enfin que chaque segment peut présenter une répartition des monomères de type statistique, ou présenter un gradient de concentration.
Les polymères linéaires comprennent au moins deux segments. Les polymères de structure peigne présentent, de manière préférentielle, un squelette d'ancrage sur lequel sont greffés des segments hydrophiles.
En ce qui concerne les polymères de structure étoile, plusieurs possibilités sont envisageables. Selon un mode de réalisation particulier, si l'on considère chaque branche de l'étoile, celle-ci peut comprendre soit un polymère dont au moins l'un des segments est un segment d'ancrage, le ou les autres segments des segments hydrophiles. Selon cette possibilité, il est préférable que l'étoile comprenne un nombre réduit de branches. Selon un autre mode de réalisation, plus avantageux, toujours en considérant chaque branche de l'étoile, celle-ci peut être constituée par un polymère de même nature (hydrophile ou d'ancrage).
Les polymères peuvent être obtenus à partir de monomères hydrophobes, de monomères cationiques, anioniques ou hydrophiles neutres.
En ce qui concerne les monomères hydrophobes, ces derniers peuvent être choisis parmi les monomères suivants :
- les esters des acides mono- ou poly- carboxyliques, linéaires, ramifiés, cycliques ou aromatiques, comprenant au moins une insaturation éthylénique, - les nitriles αβ-éthyléniquement insaturés, les éthers vinyliques, les esters vinyliques, les monomères vinylaromatiques, les halogénures de vinyle ou de vinylidène,
- les monomères hydrocarbonés, linéaires ou ramifiés, aromatiques ou non, comprenant au moins une insaturation éthylénique, éventuellement substitués par un atome d'halogène, plus particulièrement comprenant 2 à 12 atomes de carbone, - l'oxyde de propylène, l'oxyde de butylène ; seuls ou en mélanges, ainsi que les macromonomères dérivant de tels monomères. Le terme macromonomère désigne une macromolécule portant une ou plusieurs fonctions polymérisables par la méthode de polymérisation choisie.
A titre d'exemples particuliers de monomères utilisables dans la préparation du ou des segments hydrophobes, on peut citer :
- les esters d'acide (méth)acrylique avec un alcool comprenant 1 à 12 atomes de carbone comme le (méth)acrylate de méthyle, le (méth)acrylate d'éthyle, le (méth)acrylate de propyle, le (méth)acrylate de n-butyle, le (méth)acrylate de t- butyle, le (méth)acrylate d'isobutyle, l'acrylate de 2-éthylhexyl ; - l'acétate de vinyle, le Versatate® de vinyle, le propionate de vinyle, le vinyltoluène, le styrène, l'α-méthylstyrène, le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, le méthyl vinyléther, l'éthyl vinyléther ;
- les nitriles vinyliques incluent plus particulièrement ceux ayant de 3 à 12 atomes de carbone, comme en particulier l'acrylonitrile et le méthacrylonitrile ; - le butadiène, l'isobutylène, le diisobutylène, le chloroprène, l'isoprène ;
- l'oxyde de propylène, l'oxyde de butylène ; seuls ou en mélanges, ainsi que les macromonomères dérivant de tels monomères.
Les monomères préférés sont les esters de l'acide acryliques avec les alcools linéaires ou ramifiés en Ci -C4 tels que l'acrylate de méthyle, d'éthyle, de propyle et de butyle, les esters vinyliques comme l'acétate de vinyle, le styrène, l'α-méthylstyrène.
En ce qui concerne les monomères cationiques, peuvent convenir notamment : - les (méth)acrylates d'aminoalkyle, les (méth)acrylamides d'aminoalkyle ;
- les monomères comprenant au moins une fonction aminé secondaire, tertiaire ou quaternaire, ou un groupe hétérocyclique contenant un atome d'azote, la vinylamine, l'éthylène imine ;
- les sels d'ammonium de diallyldialkyl ; seuls ou en mélanges, ou les sels correspondants ; ainsi que les macromonomères dérivant de tels monomères.
A titre d'exemples plus particuliers de tels monomères, on peut retenir ceux ceux de la liste suivante :
- diméthyl amino éthyl (méth)acrylate, diméthyl amino propyl (méth)acrylate le ditertiobutyl aminoéthyl (méth)acrylate, le diméthyl amino méthyl (méth)acrylamide, le diméthyl amino propyl (méth)acrylamide ;
- l'éthylène imine, la vinylamine, la 2-vinylpyridine, la 4-vinylpyridine ;
- le chlorure de triméthylammonium éthyl (méth)acrylate, le méthyl sulfate de triméthylammonium éthyl acrylate, le chlorure de benzyl diméthylammonium éthyl (méth)acrylate, le chlorure de 4-benzoylbenzyl diméthyl ammonium éthyl acrylate, le chlorure de triméthyl ammonium éthyl (méth)acrylamido, le chlorure de triméthyl ammonium de vinylbenzyle ;
- le chlorure d'ammonium de diallyldiméthyl ; seuls ou en mélanges, ou leurs sels correspondants, ainsi que les macromonomères dérivant de tels monomères.
Les sels de ces monomères (plus particulièrement avec des fonctions aminés quatemisées) sont de préférence de type ammonium NR4+ avec R, identiques ou non, représentant un atome d'hydrogène, un radical alkyle comprenant 1 à 10 atomes de carbone, de préférence 1 à 4, éventuellement porteur d'un radical hydroxyle, le contre- ion peut être choisi parmi les halogenures comme par exemple le chlore, les sulfates, les hydrosulfates, les alkylsulfates (par exemple comprenant 1 à 6 atomes de carbone), les phosphates, les citrates, les formates, les acétates.
De préférence, dans les conditions d'utilisation du polymère, les motifs portant des fonctions ionisables se trouvent sous une forme au moins partiellement ionisée, voire totalement ionisée.
Les monomères anioniques peuvent être notamment choisis parmi les monomères ci-dessous :
- les acides mono- ou poly- carboxyliques linéaires, ramifiés, cycliques ou aromatiques, comprenant au moins une insaturation éthylénique, et au moins 3 à 10 atomes de carbone ; les dérivés N-substitués de tels acides ; les monoesters d'acides polycarboxyliques, comprenant au moins une insaturation éthylénique ; - les acides vinyl carboxyliques linéaires, ramifiés, cycliques ou aromatiques ;
- les aminoacides comprenant une ou plusieurs insaturations éthyléniques ; seuls ou en mélanges, leurs précurseurs, leurs homologues sulfoniques ou phosphoniques, phosphoriques ainsi que les macromonomères dérivant de tels monomères ; les monomères ou macromonomères pouvant être sous la forme de sels. A titre d'exemples de monomères anioniques, on peut citer sans intention de s'y limiter : l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'acide fumarique, l'acide itaconique, l'acide citraconique, l'acide maléique, l'acide acrylamido glycolique, l'acide 2-propène 1- sulfonique, l'acide méthallyl sulfonique, l'acide styrène sulfonique, l'acide α- acrylamido méthylpropane sulfonique, le 2-sulfoéthylène méthacylate, l'acide sulfopropyl acrylique, l'acide bis-sulfopropyl acrylique, l'acide bis-sulfopropyl méthacrylique, l'acide sulfatoéthyl méthacrylique, le monoester phosphate d'acide hydroxyéthyl méthacrylique, ainsi que les sels de métal alcalin, comme le sodium, le potassium, ou d'ammonium ; - l'acide vinyl sulfonique, l'acide vinylbenzène sulfonique, l'acide vinyl phosphonique, l'acide vinylidène phosphorique, l'acide vinyl benzoïque, ainsi que les sels de métal alcalin, comme le sodium, le potassium, ou d'ammonium ; le N-méthacryloyl alanine, le N-acryloyl-hydroxy-glycine ; seuls ou en mélanges, ainsi que les macromonomères dérivant de tels monomères. II est à noter, comme indiqué auparavant, que l'on ne sortirait pas du cadre de la présente invention en mettant en œuvre des monomères précurseurs de ceux qui viennent d'être cités. En d'autres termes, ces monomères présentent des motifs qui, une fois incorporés dans la chaîne polymère, peuvent être transformés, notamment par un traitement chimique tel que l'hydrolyse, pour redonner les espèces anioniques précitées. Par exemple, les monomères totalement ou partiellement estérifiés des monomères précités peuvent être mis en œuvre pour être, par la suite, hydrolyses totalement ou en partie.
De préférence, dans les conditions d'utilisation du polymère, les motifs portant des fonctions ionisables se trouvent sous une forme au moins partiellement ionisée, voire totalement ionisée.
Les monomères hydrophiles non ioniques peuvent être choisis parmi :
- l'oxyde d'éthylène ;
- les amides des acides mono- ou poly- carboxyliques, linéaires, ramifiés, cycliques ou aromatiques, comprenant au moins une insaturation éthylénique ou dérivés ;
- les esters hydrophiles dérivant de l'acide (méth)acrylique ;
- les esters vinyliques permettant d'obtenir des blocs alcool polyvinylique après hydrolyse, la vinyipyrrolidone ;
- les sucres et leurs esters vinyliques ; seuls ou en mélanges ainsi que les macromonomères dérivant de tels monomères.
A titre d'exemples plus particuliers, on peut citer entre autres l'oxyde d'éthylène ; les amides des acides mono- ou poly- carboxyliques, linéaires, ramifiés, cycliques ou aromatiques, comprenant au moins une insaturation éthylénique ou dérivés, comme le (méth)acrylamide, le N-méthyloI (méth)acrylamide ; les esters hydrophiles dérivant de l'acide (méth)acrylique comme par exemple le (méth)acrylate de 2-hydroxyéthyle ; les esters vinyliques permettant d'obtenir des blocs alcool polyvinylique après hydrolyse, comme l'acétate de vinyle, le Versatate® de vinyle, le propionate de vinyle ; la vinyipyrrolidone ; les monomères du type des sucres comme les osides, les polyholosides fortement dépolymérisés ainsi que les esters vinyliques de tels composés. Par fortement dépolymérisés, on entend des composés dont la masse moléculaire en poids est plus particulièrement inférieure à 20000 g/mole.
Les osides sont des composés qui résultent de la condensation, avec élimination d'eau, de molécules d'osés entre elles ou encore de molécules d'osés avec des molécules non glucidiques. Parmi les osides on préfère les holosides qui sont formés par la réunion de motifs exclusivement glucidiques et plus particulièrement les oligoholosides (ou oligosaccharides) qui ne comportent qu'un nombre restreint de ces motifs, c'est-à-dire un nombre en général inférieur ou égal à 10. A titre d'exemples d'oligoholosides on peut mentionner le saccharose, le lactose, la cellobiose, le maltose. Les polyholosides (ou polysaccharides) fortement dépolymérisés convenables sont décrits par exemple dans l'ouvrage de P. ARNAUD intitulé "cours de chimie organique", GAUTHIER-VILLARS éditeurs, 1987. A titre d'exemple non limitatif de polyholosides fortement dépolymérisés, on peut citer le dextran, l'amidon. De tels monomères peuvent être utilisés seuls ou en mélanges, ainsi que sous la forme de macromonomères.
La composition du segment d'ancrage peut varier selon les options choisies. Ainsi, dans le cas d'un segment d'ancrage hydrophobe, les monomères partir desquels ledit segment est obtenu sont de préférence choisis parmi les monomères hydrophobes. Cependant, il n'est pas exclu que ledit segment comprenne des monomères ioniques ou hydrophiles non ionique, dès l'instant que la proportion pondérale de ces monomères représente moins de 20 % molaire des monomères
hydrophobes. S'ils sont présents, ces monomères sont de préférence de manière statistique au sein du segment hydrophobe.
Si le segment d'ancrage est de type cationique, les monomères à partir desquels il est obtenu sont cationiques, éventuellement hydrophobes. Il peut de même comprendre des monomères hydrophiles non ioniques ainsi que des monomères anioniques. De préférence, si de tels monomères sont présents, la proportion pondérale de ces monomères représente moins de 20 % molaire des monomères cationiques.
Enfin, si le segment d'ancrage comprend des monomères anioniques et cationiques de telle sorte que la proportion pondérale de charges anioniques par rapport aux charges cationiques est voisine de 1 , les monomères à partir duquel il est préparé sont des monomères anioniques, cationiques et éventuellement hydrophobes. Ledit segment peut aussi comprendre des monomères hydrophiles mais leur proportion ne représente de préférence pas plus de 20 % molaire des monomères cationiques et anioniques. Quant au segment hydrophile, il peut être obtenu à partir de monomères neutres hydrophiles, anioniques. S'il comprend des monomères hydrophobes, ces derniers ne représentent pas plus de 20 % molaire des monomères hydrophiles.
Les polymères qui viennent d'être détaillés sont des composés bien connus de l'homme de l'art. Ainsi, les polymères peuvent être préparés en mettant en œuvre des polymérisations par voie anionique, par voie cationique, par voie radicalaire dite vivante ou contrôlée. Il est de même possible de mettre en œuvre, selon les monomères employés, une polymérisation par transfert de groupe (dite "group transfert") ou bien une polymérisation par ouverture de cycle (cas notamment de polymérisation à partir de cycle N-carboxy anhydride), ou encore par une polymérisation mettant en jeu une transestérification de groupements terminaux.
De préférence, lesdits polymères sont obtenus en mettant en œuvre au moins une étape de polymérisation radicalaire vivante.
A titre d'exemple de procédés de polymérisation dite vivante ou contrôlée, on peut notamment se référer à :
- la polymérisation radicalaire contrôlée par les xanthates selon l'enseignement de la demande WO 98/58974,
- la polymérisation radicalaire contrôlée par les dithioesters selon l'enseignement de la demande WO 98/01478, - la polymérisation à l'aide de précurseurs nitroxydes selon l'enseignement de la demande WO 99/03894,
- la polymérisation radicalaire contrôlée par les dithiocarbamates selon l'enseignement de la demande WO 99/31144,
- la polymérisation radicalaire par transfert d'atome (ATRP) selon l'enseignement de la demande WO 96/30421.
Dans le cas de polymères portant des greffons (polymères peignes), ils peuvent notamment être obtenus par diverses méthodes, comme par exemple une copolymérisation d'un monomère avec un macromonomère. Plus particulièrement, cette méthode en met en œuvre dans un premier temps le greffage à l'extrémité du segment d'une fonction polymérisable par voie radicalaire. Ce greffage peut être réalisé par des méthodes usuelles de chimie organique. Puis, dans un second temps, le macromonomère ainsi obtenu est polymérisé avec le monomère choisi pour former le squelette et on obtient un polymère dit "peigne".
On peut de même obtenir des polymères peigne par polymérisation d'un monomère suivie d'un greffage sur le squelette ainsi obtenu. Le greffage des segments polymériques latéraux sur un segment polymérique squelette peut être effectué selon des techniques classiques et familières à l'homme de l'art (European Polymer Journal 4, 343 (1968) par exemple). Parmi ces techniques classiques, on peut notamment citer celles dites de greffage direct.
Dans le cas de polymères de type étoile, les synthèses peuvent être essentiellement classées en deux groupes. Le premier correspond à la formation des bras des polymères à partir d'un composé plurifonctionnel constituant le centre (technique "core-first") (Kennedy, J.P. and coll. Macromolecules, 29, 8631 (1996), Deffieux, A. and coll. Ibid, 25, 6744, (1992), Gnanou, Y. and coll. Ibid, 31, 6748 (1998)) et le second correspond à une méthode où les molécules de polymères qui vont constituer les bras sont d'abord synthétisées et ensuite liées ensemble sur un cœur pour former un polymère en forme d'étoile (technique "arm-first"). Parmi les méthodes utilisables pour lier les bras, on peut notamment citer la méthode comprenant la réaction de ces bras avec un composé présentant une pluralité de groupes fonctionnels capables de réagir avec des groupements fonctionnels antagonistes terminaux desdits bras (Fetters, L.J. and coll. Macromolecules, 19, 215 (1986), Hadjichristidis, N. and coll. Macromolecules, 26, 2479 (1993), Roovers, J. and coll. Macromolecules, 26, 4324 (1993)). Citons également la méthode comprenant l'ajout d'un composé présentant une pluralité de groupes polymérisables, suivi de la polymérisation desdits bras (Rempp, P. and coll., Polym. Sci. Part C, 22, 145 (1968), Fetters, L. J. and coll. Macromolecules, 8, 90 (1975), Higashimura and coll. Ibid, 24, 2309 (1991)).
Pour obtenir les chaînes polymères constituant ultérieurement les bras des étoiles, on a généralement recours à des méthodes permettant de contrôler la réaction de polymérisation. Ainsi, les polymérisations anionique et cationique vivante sont les méthodes les plus utilisées actuellement.
En outre, le polymère mis en œuvre présente plus particulièrement une masse moléculaire en poids comprise entre 3000 et 5.106 g/mol.
Dans le cas des polymères polyhydroxylés, polyoxyalkylénés, polycarboxylés, la masse moléculaire est de manière avantageuse comprise entre 104 et 5.106 g/mol, de préférence entre 5.105 et 5.106 , et selon une variante plus particulière, entre 106 et 5.106 g/mol.
Dans le cas des polymères possédant au moins un segment hydrophile et au moins un segment d'ancrage, la masse moléculaire en poids est de préférence comprise entre 5000 et 5.105 g/mol. Ces masses moléculaires en poids sont des masses absolues, mesurées par la technique MALLS (Multi-Angle Laser Light Scattering - diffusion de la lumière) couplée à une chromatographie par perméation de gel.
Le revêtement peut donc être obtenu à partir d'un ou plusieurs des polymères décrits auparavant. La solution ou dispersion appliquée présente une teneur en polymère telle qu'elle soit inférieure à la limite de solubilité ou de sédimentation dudit polymère ou mélange de polymères. De manière illustrative, la concentration en polymère(s) de la solution ou dispersion est comprise entre 0,1 et 250 g/l.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention, et dans le cas où il présente au moins un groupement hydroxyle libre, le polymère est utilisé en présence d'au moins un composé métallique comprenant au moins un métal choisi parmi les colonnes IVA, IB et IIIB de la classification périodique des éléments. De préférence, le métal est choisi parmi le zirconium, le titane, le cuivre et l'aluminium. Ces métaux peuvent être mis en œuvre seuls ou en combinaison. Le composé métallique se présente plus particulièrement sous la forme d'un composé hydrosoluble, hydrodispersable ou émulsionnable.
Selon une première possibilité, le composé métallique se trouve sous la forme de dérivés organiques choisis parmi les sels d'acides carboxyliques, aliphatiques, saturés ou non, linéaires ou ramifiés, comprenant 2 à 18 atomes de carbone, et comprenant éventuellement un ou plusieurs groupements hydroxyles.
Par exemple, les sels d'acide acétique, citrique, lactique, oléique, stéarique, myristoléique conviennent.
Une autre variante consiste à mettre en œuvre le composé métallique sous la forme de chelates de β-dicétones ou de β-cétoesters aliphatiques comprenant 5 à 10 atomes de carbone, ou comprenant au moins un radical aromatique.
Parmi des composés convenables de ce type, on peut notamment citer les chelates d'acétylacétone, d'acétylacétonate de méthyle, d'acétylacétonate d'éthyle, de
benzoylacétone, de dibenzoylméthane, d'octanoylbenzoylméthane, de stéaroyl benzoylméthane.
Selon une seconde possibilité, le composé métallique est mis en œuvre sous la forme de dérivés minéraux choisis parmi les oxydes, hydroxydes ou leurs mélanges. Notons que le composé métallique peut être mis en œuvre sous une forme peu ou non soluble dans un milieu aqueux ou hydroalcoolique. Dans ce cas, il sera alors présent, lors de la préparation du revêtement, sous la forme d'une dispersion, d'une émulsion ou d'une micro émulsion.
Dans un tel cas, et pour favoriser au mieux sa dispersion, le composé métallique est de préférence employé sous une forme finement divisée. Plus particulièrement la taille moyenne des particules est inférieure au micron et de préférence inférieure à
200 nm. Notons que le terme particules englobe non seulement des particules solides et/ou liquides.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le composé métallique, s'il n'est pas ou peu soluble en milieu aqueux ou hydroalcoolique, peut être mis en œuvre avec un composé amphiphile (dispersant, tensioactif) approprié améliorant la répartition homogène dudit composé métallique au moment de la préparation du revêtement.
Parmi les composés métalliques convenant de manière très avantageuse, on peut citer le lactate de zirconium, le citrate de zirconium, l'acétylacétonate de zirconium, l'acétate de zirconium, l'oxyde de titane, l'oxyde d'aluminium.
Le revêtement est obtenu en appliquant sur la surface à traiter une solution ou dispersion aqueuse ou hydroalcoolique comprenant le polymère et éventuellement le composé métallique, et l'on sèche ou on laisse sécher la solution ou dispersion de polymère. Selon un mode de réalisation avantageux, la concentration en polymère dans la solution ou dispersion est telle que la viscosité de ladite solution ou dispersion est inférieure ou égale à 10 fois la viscosité d'une solution aqueuse en polymère exempte de composé métallique, présentant la même concentration.
Plus particulièrement, le rapport pondéral du composé métallique au polymère est compris entre 0,005 et 2, de préférence entre 0,01 et 0,5.
En fonction de l'application concernée par la préparation du revêtement, la solution ou suspension peut comprendre des additifs et/ou matières actives classiques dans le domaine.
Plus particulièrement, il n'est pas exclu d'introduire dans lesdites solutions ou suspensions, des agents fongicides, des biocides.
L'application de la solution ou suspension peut se faire par tout moyen approprié, que ce soit la pulvérisation, l'application au pinceau etc.
Une fois la solution ou suspension déposée, on laisse sécher ou l'on fait sécher cette dernière.
Le séchage est en général réalisé sous air.
La température de séchage peut varier dans un large domaine, en fonction de l'application. Habituellement, il est effectué à la température ambiante.
A l'issue de cette étape de séchage, on obtient donc un revêtement de la surface à traiter ; l'ensemble n'étant pas lié par des liaisons covalentes mais plutôt par des interactions de type hydrophobe - hydrophobe, électrostatique, etc.
Les revêtements obtenus par le procédé selon l'invention sont utiles pour limiter l'adhérence de spores de champignons comme par exemple les champignons phytopathogènes, tels que les champignons Magnaporthe Grisea, Colletotrichum.
Le revêtement obtenu selon l'invention peut être utile pour limiter l'adhérence de bactéries comme les staphilochoccus (aureus, ...), les streptochoccus, ...
Le revêtement permet, lors d'un simple lessivage, d'augmenter d'au moins 20 %, l'enlèvement des microorganismes de préférence d'au moins 50 %, voire jusqu'à 80% déposés sur la surface ainsi revêtue.
Le procédé selon l'invention peut trouver des applications, notamment dans le domaine phytosanitaire, dans celui du traitement de surfaces hydrophobes, que ces dernières soient exposées ou non à l'extérieur.
Un exemple concret va maintenant être présenté.
EXEMPLE
Cet exemple a pour objectif de montrer le taux d'enlèvement de spores du champignon Magnaporthe Grisea.
La surface traitée est du téflon poli.
La solution de polymère utilisée est constituée d'une solution aqueuse de
Jaguar® 8000 (commercialisé par Rhodia Chimie) à 0,5 g/l, et d'acétate de zirconium à 0,2 g/l.
L'essai 1 comparatif est constitué par une surface non traitée. L'essai 2 est réalisé conformément à l'invention, avec un dépôt de polymère de 20 μg/cm2.
L'essai 3 est réalisé conformément à l'invention, avec un dépôt de polymère de 200μg/cm2.
La solution de polymère est déposée au moyen d'une pipette puis laissée sécher à température ambiante pour obtenir le revêtement.
Les surfaces à tester sont introduites dans une cellule à flux laminaire type Hele-Shaw placée sous microscope et couplée à un logiciel d'acquisition et d'analyse d'image. La surface observée est de 1 mm2.
Chaque surface (essais 1 comparatif, 2 et 3) est mise en contact avec des spores des champignons, à partir d'une suspension aqueuse (avec un tampon phosphate) qui est injectée dans la cellule. Les spores sont déposées sur la surface par sédimentation (10 minutes environ) de manière à obtenir une moyenne de 200 spores ayant adhéré sur la surface (mesure par transmission et réflexion).
Les spores déposées sur la surface, sont alors soumises à une force d'arrachement d'environ 10 nN, grâce à un flux d'eau tamponnée (phosphate).
Une fois le nombre de spores arrachées stabilisé, on enregistre l'image et l'on mesure le nombre de spores qui restent sur la surface.
Les résultats, exprimés en % de spores arrachées, sont rassemblés dans le tableau ci-dessous :
On constate que les spores sur les surfaces traitées selon l'invention adhèrent moins que sur une surface non traitée.