La présente invention concerne la production d'objets manufacturés biodégradables, réalisés à partir de résidus de l'infusion et/ou de la décoction d'un matériau végétal, en particulier du marc de café ou de l'apothème de thé. The present invention relates to the production of biodegradable manufactured articles, made from residues of infusion and / or decoction of a plant material, in particular coffee grounds or tea apothem.
Dans le cadre de la présente invention, on entend par objet manufacturé biodégradable ou par matériau biodégradable, un objet manufacturé ou respectivement un matériau, qui répond à au moins l'une de ces normes : - ISO14855 (norme relative à la quantification de la biodégradabilité aérobique en milieu de compostage), - EN13432 (norme concernant la valorisation par compostage et biodégradation, et ce en déterminant la possibilité de compostage et de traitement en anaérobiose), - ASTM 6400-99. In the context of the present invention, the term manufactured manufactured object or biodegradable material, a manufactured object or a material, which meets at least one of these standards: - ISO14855 (standard for the quantification of biodegradability aerobic in a composting medium), - EN13432 (standard for recovery by composting and biodegradation, by determining the possibility of composting and anaerobic treatment), - ASTM 6400-99.
De nombreux matériaux synthétiques, parmi lesquels les polymères non biodégradables que sont le polyéthylène, le polypropylène, le poly-chlorure de vinyle, le polyamide, le poly-éthylène téréphtalate, le polycarbonate, suscitent de sérieux problèmes d'environnement, du fait que lorsque les objets manufacturés à partir de ces matériaux sont malencontreusement abandonnés en pleine nature, leur dégradation ne survient qu'après plusieurs dizaines d'années. Certes, des opérations de recyclage et d'incinération de ces objets manufacturés sont de plus en plus souvent mises en oeuvre pour tenter de limiter ces effets néfastes. La population est tout particulièrement sensibilisée à ces problèmes environnementaux et de recyclage. Mais, il n'en demeure pas moins que le développement et l'optimisation de ces opérations sont très onéreux pour aboutir à une baisse notable de la pollution. En effet, les coûts engendrés par le tri, le nettoyage et le recyclage sont très élevés, ce qui peut constituer un frein aux tentatives de mise en place de revalorisation de ces objets manufacturés. C'est pourquoi, de nos jours, de nombreux travaux de recherches ont trait à la mise au point de nouveaux matériaux biodégradables. En parallèle à cela, l'engouement pour des dosettes de café de type « expresso » s'est tout particulièrement accru ces dernières années. Il s'est alors posé le problème du recyclage, non seulement de la dosette « en tant que telle », mais aussi du résidu demeurant dans la dosette à l'issue de la préparation du café, ou autrement dit du marc de café. A ce jour, on connaît diverses applications du marc de café. Il s'agit essentiellement d'utilisations dites « domestiques » que tout à chacun peut mettre en oeuvre chez soi. Plus précisément, il est connu d'utiliser le marc de café comme additif dans un compost ou encore comme répulsif de fourmis ou de puces. Mais, on relève peu d'utilisations du marc de café dans l'industrie, et en particulier sa réutilisation dans des procédés industriels tels que la 10 fabrication d'objets. Cela constituerait pourtant des avantages économiques et écologiques certains, si l'on pouvait réutiliser le marc de café récupéré, non seulement du recyclage des dosettes à café évoquées ci-dessus, mais aussi des distributeurs de boissons, en particulier de boissons chaudes, dont 15 disposent de nombreuses entreprises. On comprend alors aisément l'intérêt de mettre en oeuvre de nouveaux matériaux biodégradables, à partir de résidus tels que le marc de café ou l'apothème de thé, car ils constitueraient des alternatives tout à fait avantageuses à l'utilisation de matériaux non-biodégradables lors de la 20 fabrication d'objets, et en particulier d'objets de la vie courante. Bien évidemment, ces nouveaux matériaux totalement biodégradables, pour remplir cette fonction d'alternative à des matériaux non-biodégradables, s e devraient d'exhiber des propriétés mécaniques équivalentes (voire même meilleures) à celles des matériaux non- 25 biodégradables pour permettre leur mise en oeuvre aisée lors de la fabrication d'objets. Les inventeurs de la présente invention ont mis au point de manière tout à fait surprenante une nouvelle composition, qui par compoundage, permet d'obtenir un matériau biodégradable qui remplit ces 30 exigences détaillées ci-dessus. En effet, la présente invention concerne une composition qui comprend en poids : - entre 20 et 90 % d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable, 35 - entre 80 et 100/0 d'au moins un résidu résultant de l'infusion et/ou de la décoction d'un matériau végétal. Many synthetic materials, among which the non-biodegradable polymers that are polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyamide, polyethylene terephthalate, polycarbonate, cause serious environmental problems, because when objects manufactured from these materials are inadvertently abandoned in nature, their degradation occurs only after several decades. Certainly, operations of recycling and incineration of these manufactured objects are more and more often carried out in an attempt to limit these harmful effects. The population is particularly aware of these environmental and recycling issues. But, the fact remains that the development and optimization of these operations are very expensive to achieve a significant reduction in pollution. Indeed, the costs generated by the sorting, cleaning and recycling are very high, which can be a brake on attempts to implement upgrading of these manufactured objects. That is why, nowadays, many research works are concerned with the development of new biodegradable materials. In parallel to this, the craze for espresso type coffee pods has increased in recent years. He then posed the problem of recycling, not only the pod "as such", but also the residue remaining in the pod after the preparation of the coffee, or in other words coffee grounds. To date, various applications of coffee grounds are known. These are essentially so-called "domestic" uses that everyone can use at home. More specifically, it is known to use the coffee grounds as an additive in a compost or as an ant repellent or chips. But, there are few uses of coffee grounds in industry, and in particular its reuse in industrial processes such as the manufacture of objects. However, this would constitute economic and ecological advantages if the recycled coffee grounds could be reused, not only for the recycling of the coffee pods mentioned above, but also for the dispensers of beverages, in particular hot drinks, of which 15 have many companies. It is then easy to understand the advantage of using new biodegradable materials from residues such as coffee grounds or tea apothem, since they would constitute quite advantageous alternatives to the use of non-organic materials. biodegradable in the manufacture of objects, and in particular objects of everyday life. Of course, these new fully biodegradable materials, to fulfill this function of alternative to non-biodegradable materials, should exhibit mechanical properties equivalent (or even better) to those of non-biodegradable materials to enable their implementation. easy work in the manufacture of objects. The inventors of the present invention have quite surprisingly developed a novel composition which, by compounding, provides a biodegradable material which fulfills these requirements detailed above. Indeed, the present invention relates to a composition which comprises by weight: - between 20 and 90% of at least one biodegradable thermoplastic polymer, - between 80 and 100/0 of at least one residue resulting from the infusion and / or a decoction of a plant material.
De manière préférée, la composition selon l'invention comprend en poids : - entre 300/0 et 700/0 d'au moins un polymère thermoplastique biodégradable, - entre 700/0 et 300/0 d'au moins un résidu résultant de l'infusion et/ou de la décoction d'un matériau végétal. Par polymère thermoplastique biodégradable, on entend un polymère thermoplastique répondant à au moins l'une des normes précitées. Le polymère thermoplastique biodégradable peut être choisi dans le groupe constitué par le polyesteramide, le 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/téréphathalate (PBAT), l'alcool polyvinylique (PVA), l'acétate de cellullose. Avantageusement, le polymère thermoplastique biodégradable est choisi parmi l'acétate de cellulose et l'acide polylactique. De manière tout à fait préférée, on utilise l'acétate de cellulose. En 20 effet, l'acétate de cellulose présente les avantages suivants : - une origine naturelle et issue majoritairement de processus de revalorisation, car provenant souvent de ressources naturelles, - une aptitude au contact alimentaire, aussi bien des aliments chauds que des aliments froids ; ce qui est tout particulièrement avantageux, si la composition selon l'invention est mise en forme pour la fabrication d'un objet destiné à recevoir un aliment. - un aspect transparent, ce qui permet de moduler la couleur de la composition selon l'invention, par ajout éventuel de colorants, - des propriétés mécaniques (souplesse et résistance) parfaitement adaptées pour la mise en forme de la composition selon l'invention. 25 30 Bien entendu, la composition selon l'invention peut comprendre un mélange de polymères thermoplastiques biodégradables tels que décrits ci-dessus. De manière préférée, le résidu résultant de l'infusion et/ou de la décoction d'un matériau végétal est choisi dans le groupe constitué par le marc de café et l'apothème de thé. On utilise tout particulièrement le marc de café. En effet, le marc de café comprend de nombreux et divers composés, tels que : - des composés hydrophobes, incluant des lipides, des 10 triglycérides, des acides gras, mais aussi - des composés insolubles, tels que des glucoses comme la cellulose, ainsi que - des sucres, - de la lignine, 15 - des phénols, et - des arômes. Il est à relever que lors de la préparation du café, du fait de l'infusion et/ou de la décoction à l'origine du marc de café, les composés dont est constitué le marc de café sont de nature différente, tant d'un point de vue 20 physique que chimique, des composés présents dans les grains de café, et en particulier dans l'endocarpe et la péricarpe que l'on peut récupérer comme déchet lorsqu'on moud les grains de café. Or, les inventeurs de la présente invention ont découvert de manière surprenante une interaction tout à fait avantageuse entre les 25 composés présents dans le marc de café avec des polymères thermoplastiques biodégradables, permettant d'obtenir un matériau thermoplastique non seulement biodégradable, mais aussi exhibant d'excellentes propriétés mécaniques, à savoir parfaitement appropriées pour une fabrication aisée d'objets, en particulier d'objets de la vie courante, tels que 30 de la vaisselle, des récipients, ou encore des objets de décoration. Le matériau thermoplastique biodégradable obtenu à partir de la composition selon l'invention présente en outre l'avantage d'avoir un coût de fabrication moins élevé que celui d'autres matériaux thermoplastiques biodégradables connus, du fait qu'il est obtenu à partir d'un déchet tel que du 35 marc de café, mais surtout à partir d'une quantité moindre de polymères thermoplastiques biodégradables qui sont des matières premières souvent onéreuses. De manière avantageuse, la composition selon l'invention comprend en outre au moins une charge. La concentration de la charge en 5 poids peut être comprise entre 100/0 et 800/0. Il peut s'agir d'une charge d'origine naturelle choisie dans le groupe constitué par la cellulose ou ses dérivés, l'amidon natif ou ses dérivés, le bois, le coton, la lignine. Avantageusement, la composition selon l'invention comprend en 10 outre au moins un additif, en particulier un additif d'origine naturelle, à une concentration en poids comprise entre 0,1 et 20/0. Il peut s'agir d'un colorant d'origine naturelle, ou autrement dit qui ne présente pas de risque pour l'environnement, ou encore de plastifiants, de préférence de plastifiants d'origine naturelle. Parmi, les plastifiants que la 15 composition selon l'invention peut comprendre, on peut notamment citer les huiles végétales, les acides gras, les esters d'acide gras, le glycérol, la glycérine. Un autre objet de l'invention est un matériau thermoplastique biodégradable susceptible d'être obtenu par compoundage d'une composition 20 telle que décrite ci-dessus. Le matériau thermoplastique biodégradable selon l'invention peut alors être moulé par injection ou extrudé sous la forme de feuilles. Dans le cadre de la présente invention, on entend par compoundage, un procédé de mélange par fusion de matières 25 thermoplastiques, éventuellement en présence d'additifs. Un autre objet de l'invention est un procédé d'obtention d'un produit manufacturé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) On réalise la composition telle que décrite ci-dessus par un mélange par fusion du au moins un polymère thermoplastique 30 biodégradable avec le au moins un résidu résultant de l'infusion et/ou de la décoction d'un matériau végétal, éventuellement en présence de charge et/ou d'additif. b) On met en forme ladite composition obtenue à l'issue de l'étape a) de manière à obtenir la forme souhaitée dudit produit 35 manufacturé. Preferably, the composition according to the invention comprises, by weight: between 300/0 and 700/0 of at least one biodegradable thermoplastic polymer, between 700/0 and 300/0 of at least one residue resulting from infusion and / or decoction of a plant material. By biodegradable thermoplastic polymer is meant a thermoplastic polymer meeting at least one of the above standards. The biodegradable thermoplastic polymer may be chosen from the group consisting of polyesteramide, polycaprolactone (PCL), polylactic acid (PLA), aliphatic and / or aromatic copolyesters, polyhydroxybutyrate (PHB), polyhydroxyvalerate (PHV), poly-butylene succinate (PBS), poly-butylene succinate / adipate (PBSA), polyester carbonate (PEC), poly-ethylene succinate (PES), poly-butylene adipate / terephthalate (PBAT), polyvinyl alcohol (PVA), cellullose acetate. Advantageously, the biodegradable thermoplastic polymer is chosen from cellulose acetate and polylactic acid. Most preferably, cellulose acetate is used. In fact, cellulose acetate has the following advantages: a natural origin and resulting mainly from revaluation process, because often coming from natural resources, an ability to contact food, both hot foods and cold foods; which is particularly advantageous, if the composition according to the invention is shaped for the manufacture of an object for receiving a food. a transparent appearance, which makes it possible to modulate the color of the composition according to the invention, by possible addition of dyes, mechanical properties (flexibility and resistance) perfectly adapted for shaping the composition according to the invention. Of course, the composition according to the invention may comprise a blend of biodegradable thermoplastic polymers as described above. Preferably, the residue resulting from the infusion and / or the decoction of a plant material is chosen from the group consisting of coffee grounds and tea apothem. The coffee grounds are particularly used. Indeed, the coffee grounds include many and various compounds, such as: hydrophobic compounds, including lipids, triglycerides, fatty acids, but also insoluble compounds, such as glucose such as cellulose, that - sugars, - lignin, - phenols, and - flavors. It should be noted that during the preparation of the coffee, because of the infusion and / or the decoction at the origin of the coffee grounds, the compounds of which the coffee grounds are made are of a different nature, both a physical rather than a chemical point of view, compounds present in coffee beans, and in particular in the endocarp and pericarp that can be recovered as waste when the coffee beans are ground. However, the inventors of the present invention have surprisingly discovered a very advantageous interaction between the compounds present in the coffee grounds with biodegradable thermoplastic polymers, making it possible to obtain a thermoplastic material which is not only biodegradable, but also exhibits excellent mechanical properties, ie perfectly suitable for easy manufacture of objects, in particular objects of everyday life, such as dishes, containers, or decorative objects. The biodegradable thermoplastic material obtained from the composition according to the invention also has the advantage of having a lower manufacturing cost than that of other known biodegradable thermoplastic materials, because it is obtained from waste such as coffee grounds, but especially from a lesser quantity of biodegradable thermoplastic polymers which are often expensive raw materials. Advantageously, the composition according to the invention further comprises at least one filler. The concentration of the weight load can range from 100/0 to 800/0. It may be a naturally occurring filler selected from the group consisting of cellulose or its derivatives, native starch or its derivatives, wood, cotton, lignin. Advantageously, the composition according to the invention further comprises at least one additive, in particular an additive of natural origin, at a concentration by weight of between 0.1 and 20/0. It may be a dye of natural origin, or in other words which does not present a risk for the environment, or even plasticizers, preferably plasticizers of natural origin. Among the plasticizers that the composition according to the invention may comprise, there may be mentioned vegetable oils, fatty acids, fatty acid esters, glycerol, glycerine. Another subject of the invention is a biodegradable thermoplastic material that can be obtained by compounding a composition as described above. The biodegradable thermoplastic material according to the invention can then be injection molded or extruded in the form of sheets. In the context of the present invention, the term "compounding" is intended to mean a process for melt blending thermoplastic materials, optionally in the presence of additives. Another object of the invention is a process for obtaining a manufactured product characterized in that it comprises the following steps: a) The composition as described above is produced by a melting mixture of the at least one thermoplastic polymer biodegradable with the at least one residue resulting from the infusion and / or the decoction of a plant material, optionally in the presence of filler and / or additive. b) Shaping said composition obtained at the end of step a) so as to obtain the desired shape of said manufactured product.
Avantageusement, le résidu résultant de l'infusion et/ou de la décoction d'un matériau végétal a été récupéré de : - machines distributrices de boissons, en particulier de boissons chaudes, - dosettes de café, par exemple de type expresso. De manière tout à fait avantageuse, ledit résidu a été séché avant d'être mélangé avec le polymère thermoplastique biodégradable. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape a) du procédé d'obtention est réalisée de la manière suivante : - on effectue le mélange du au moins un polymère thermoplastique biodégradable avec le au moins un résidu résultant de l'infusion et/ou de la décoction d'un matériau végétal, éventuellement en présence de charges et/ou d'additifs, par extrusion corotative, et ce à une température telle que le mélange soit en fusion, de préférence à une température comprise entre 130°C et 170°C, - on extrude un fil que l'on refroidit par air et que l'on coupe sous la forme de granulés, par exemple à une dimension comprise entre 2 et 4 mm, - on sèche par air chaud les granulés ainsi obtenus. Sur la base de ces granulés obtenus à l'issue de l'étape a), il est alors possible de donner forme à divers produits, tels que des feuilles, des films, des emballages. A ce propos, des emballages de faible épaisseur peuvent être réalisés, du fait des excellentes propriétés rhéologiques que présentent les granulés obtenus à l'issue de l'étape a) dudit procédé d'obtention. Advantageously, the residue resulting from the infusion and / or the decoction of a plant material has been recovered from: - vending machines for beverages, in particular hot drinks, - coffee pods, for example of the espresso type. Most advantageously, said residue has been dried before being mixed with the biodegradable thermoplastic polymer. In one embodiment of the invention, step a) of the production process is carried out in the following manner: the mixture of the at least one biodegradable thermoplastic polymer with the at least one residue resulting from the infusion is carried out and / or decocting a plant material, optionally in the presence of fillers and / or additives, by corotative extrusion, and at a temperature such that the mixture is melted, preferably at a temperature of between 130 ° C. C. and 170 ° C., a wire is extruded which is cooled by air and which is cut in the form of granules, for example to a size of between 2 and 4 mm, the granules are dried by hot air. thus obtained. On the basis of these granules obtained at the end of step a), it is then possible to shape various products, such as sheets, films, packaging. In this regard, thin packs can be made, due to the excellent rheological properties of the granules obtained at the end of step a) of said obtaining process.
Plus précisément, l'étape b) du procédé d'obtention selon l'invention, à savoir la mise en forme de la composition, peut être réalisée par différentes techniques, et en particulier par : - moulage par injection ; - extrusion/soufflage ; - extrusion/laminage ; - extrusion/injection. L'étape b) du procédé d'obtention selon l'invention peut aussi consister en une extrusion sous la forme de feuilles. Le produit ainsi obtenu à l'issue de l'étape b) du procédé d'obtention selon l'invention exhibe de manière tout à fait avantageuse des propriétés mécaniques similaires (voire meilleures) à celles obtenues avec des matériaux en polymères non recyclables, tels que le polystyrène ou le polyéthylène, et ce tout en présentant l'avantage d'être parfaitement biodégradable, et donc de ne pas être source de nuisance environnementale. Le produit manufacturé peut être une feuille, un emballage, un récipient, un objet de vaisselle tel qu'une assiette, un gobelet, un verre, une tasse, une fourchette, un couteau, une fourchette, une cuillère, un bol, un plat. Il peut aussi s'agir de tout objet de décoration ou de tout objet de la vie courante pouvant être manufacturé à partir d'un matériau thermoplastique au moyen de l'une des techniques de mise en forme détaillées ci-dessus. More specifically, step b) of the production process according to the invention, namely the shaping of the composition, can be carried out by various techniques, and in particular by: - injection molding; - extrusion / blowing; - extrusion / rolling; - extrusion / injection. Step b) of the production process according to the invention may also consist of an extrusion in the form of sheets. The product thus obtained at the end of step b) of the production process according to the invention exhibits, quite advantageously, mechanical properties that are similar (or even better) to those obtained with non-recyclable polymer materials, such as polystyrene or polyethylene, and this while having the advantage of being perfectly biodegradable, and therefore not to be a source of environmental nuisance. The manufactured product can be a sheet, a package, a container, a dishware such as a plate, a cup, a glass, a cup, a fork, a knife, a fork, a spoon, a bowl, a dish . It can also be any object of decoration or any object of the everyday life that can be manufactured from a thermoplastic material by means of one of the techniques of formatting detailed above.
L'invention concerne aussi l'utilisation d'un résidu résultant de l'infusion et/ou de la décoction d'un matériau végétal dans la fabrication d'un matériau thermoplastique biodégradable. Avantageusement, le résidu résultant de l'infusion et/ou de la décoction d'un matériau végétal est choisi dans le groupe constitué par le marc de café et l'apothème de thé.15 The invention also relates to the use of a residue resulting from the infusion and / or decoction of a plant material in the manufacture of a biodegradable thermoplastic material. Advantageously, the residue resulting from the infusion and / or the decoction of a plant material is chosen from the group consisting of coffee grounds and tea apothem.