FR3064280A1 - Alliage a base de cuivre et de zinc pour une utilisation dans l'industrie alimentaire - Google Patents

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Abstract

La présente invention est relative à l'utilisation d'un alliage à base de cuivre pour la fabrication de pièces destinées à être en contact avec des aliments, dans laquelle ledit alliage est constitué, en pourcentages massiques, de cuivre (Cu) dans une proportion comprise entre 61 et 68 % ; d'aluminium (A1) dans une proportion comprise entre 0,70 et 1,30% ; de silicium (Si) dans une proportion inférieure à 1,0% ; le restant étant du zinc et des impuretés résultant de l'élaboration, comme du nickel (Ni) dans une proportion inférieure à 0,10%, du plomb (Pb) dans une proportion inférieure à 0,10%, du fer (Fe) dans une proportion inférieure à 0,10%, de l'étain (Sn) dans une proportion inférieure à 0,10% et du manganèse inférieure à 0,10%.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 064 280 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 17 52416
COURBEVOIE © IntCI8
C22C 9/04 (2017.01), A 01 N 59/20
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 23.03.17. © Demandeur(s) : FAVI - LE LAITON INJECTE Société
(© Priorité : anonyme— FR.
@ Inventeur(s) : VIBERT THIERRY et SIMON ISA-
BELLE.
(43/ Date de mise à la disposition du public de la
demande : 28.09.18 Bulletin 18/39.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : FAVI - LE LAITON INJECTE Société
apparentés : anonyme.
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : CABINET BLEGER-RHEIN-POUPON.
(04) ALLIAGE A BASE DE CUIVRE ET DE ZINC POUR UNE UTILISATION DANS L'INDUSTRIE ALIMENTAIRE.
FR 3 064 280 - A1 _ La présente invention est relative à l'utilisation d'un alliage à base de cuivre pour la fabrication de pièces destinées à être en contact avec des aliments, dans laquelle ledit alliage est constitué, en pourcentages massiques, de cuivre (Cu) dans une proportion comprise entre 61 et 68 %; d'aluminium (A1) dans une proportion comprise entre 0,70 et 1,30%; de silicium (Si) dans une proportion inférieure à 1,0%; le restant étant du zinc et des impuretés résultant de l'élaboration, comme du nickel (Ni) dans une proportion inférieure à 0,10%, du plomb (Pb) dans une proportion inférieure à 0,10%, du fer (Fe) dans une proportion inférieure à 0,10%, de l'étain (Sn) dans une proportion inférieure à 0,10% et du manganèse inférieure à 0,10%.
- 1 La présente invention concerne le domaine des alliages cuivreux.
La présente invention trouvera son application principalement dans le domaine de l'agro-alimentaire et, plus particulièrement encore, mais non limitativement, dans la chaîne de transformation des aliments.
L'objectif de cette invention est de pouvoir proposer un alliage cuivreux qui présente notamment, à la fois, des propriétés antimicrobiennes, afin de limiter la prolifération des micro-organismes en milieu alimentaire, et dont les éléments constitutifs ne migrent pas vers les aliments, au-delà des seuils autorisés par les organismes officiels de contrôle.
De manière usuelle, l'usage des matériaux entrant en contact avec les aliments est réglementé.
Plus particulièrement, le règlement (CE) n°1935/2004 du 27 octobre 2004 définit les caractéristiques des matériaux et objets destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires.
La base de ce règlement est le principe d'inertie, d'après lequel les matériaux en contact avec les aliments ne doivent pas céder, à ces derniers, des constituants dans des quantités susceptibles de présenter un risque pour le consommateur ou de modifier les caractéristiques organoleptiques ou la composition de l'aliment. Par conséquent, l'inertie des matériaux, au sens réglementaire, est principalement une inertie physico-chimique.
Dans l'annexe I, le règlement n°1935/2004 du 27 octobre 2004 distingue 17 types de matériaux pouvant se trouver au contact avec les aliments. On y trouve par exemple les colles, les céramiques, le verre, les métaux et alliages, le papier et carton, les matières plastiques, les encres d'imprimerie, le bois.
Certains types de matériaux font, par ailleurs l'objet d'une réglementation particulière précisant ce règlement général, via des directives spécifiques. Ainsi, trois types de matériaux font l'objet d'une réglementation harmonisée à l'échelle européenne, à savoir les matières plastiques
-2(Directive communautaire 2002/72/CEE du 06 août 2002), les céramiques (Directive 84/500 du 15 octobre 1984) et les caoutchoucs (Directive 93/11/CEE du 15 mars 1993).
D'autres matériaux font l'objet uniquement d'une réglementation nationale en l'absence d'une réglementation harmonisée européenne : c'est le cas notamment des silicones (arrêté du 25 novembre 1992), des aciers inoxydables (arrêté du 13 janvier 1976) et de l'aluminium (arrêté du 27 août 1987).
Chaque réglementation spécifique comprend notamment des listes de substances autorisées pour leur fabrication, des conditions et restrictions d'emploi et des critères de pureté.
Le cuivre et les alliages cuivreux, notamment les laitons composés essentiellement de cuivre et de zinc, n'étant pas notifiés pas dans ce règlement n°1935/2004, ils sont tout simplement interdits d'utilisation en contact avec des denrées alimentaires.
D'ailleurs, l'arrêté du 28 juin 1912, toujours en vigueur à ce jour, interdit, dans l'article 2, « de placer toutes boissons et denrées destinées à l'alimentation au contact direct du cuivre, du zinc (cuivre et zinc éléments principaux des laitons) ou du fer galvanisé, exception faite pour les opérations de fabrication ou de conservation des produits de la chocolaterie et de la confiserie ne renfermant pas de substances acides liquides et pour les opérations de la distillerie. »
De plus, un avis émis par l'AFSSA (Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments) le 19 mars 2002 relatif à la demande d'utilisation du cuivre au contact des denrées alimentaires estime que l'évaluation des risques sanitaires liés à l'utilisation du cuivre au contact des denrées alimentaires ne peut pas être réalisée de manière globale mais nécessite une approche au cas par cas, fondée sur des données de migration et d'exposition.
Ainsi, pour le moment, du fait d'un manque de données sur la migration d'éléments constitutifs d'alliages cuivreux, en particulier des laitons, ces derniers ne sont pas autorisés à être mis en contact avec des aliments.
-3 Or, certains alliages cuivreux, présentant des propriétés antimicrobiennes reconnues, seraient susceptibles de présenter une application intéressante dans le domaine de l'agroalimentaire, et plus spécifiquement dans la chaîne de transformation des aliments.
En effet, ce type d'alliage aurait pour avantage, notamment, de permettre une limitation de la prolifération bactérienne, ce qui est d'un grand intérêt pour la fabrication de pièces en contact avec des denrées alimentaires, ces dernières étant particulièrement sensibles à la prolifération de germes.
Ainsi, on connaît déjà, dans l'état de la technique, la demande de brevet français FR 2 97 9 920, un alliage à base de cuivre comprenant du zinc, du manganèse et de l'aluminium, aux propriétés antimicrobiennes démontrées, notamment face à des bactéries comme Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella enteridis, Salmonella thyphimurium, etc.
Cet alliage, de formule générale CUaZnbMncAljXe comprend une proportion a en cuivre comprise entre 50% et 70% en masse, une proportion b en zinc comprise entre 20% et 40% en masse, une proportion c en manganèse comprise entre 5% et 15% en masse et une proportion d en aluminium comprise entre 0.1% et 2% en masse et où X représente les impuretés inévitablement retrouvées dans l'alliage dans une proportion e inférieure à 0.40% en masse.
Cependant, bien que présentant des propriétés mécaniques et antimicrobiennes intéressantes, un tel alliage ne peut être utilisé en contact avec des denrées alimentaires, du fait de la présence de certains éléments en quantité trop importante, comme le manganèse et le zinc, qui ont tendance à migrer vers les aliments. Un tel alliage ne peut donc être utilisé en contact avec des denrées alimentaires.
Ainsi, il existe une demande non satisfaite, et surtout non autorisée jusqu'à présent, dans le domaine de l'agroalimentaire, de pouvoir utiliser des pièces en alliage cuivreux, du fait des
-4propriétés antimicrobiennes, notamment, qu'il est susceptible de présenter.
Aussi, dans le cadre d'une démarche inventive, allant à l'encontre des normes et des réglementations en vigueur qui n'autorisent pas l'usage du cuivre et de ses alliages au contact des aliments, la demanderesse a imaginé développer un alliage cuivreux pour une utilisation dans le domaine de l'agroalimentaire, préférentiellement pour la chaîne de transport des aliments, et a, de surcroît, démontré l'innocuité de cet alliage de cuivre face aux denrées alimentaires, quelle que soit la composition et les conditions d'utilisation de ces dernières.
En effet, il est particulièrement ardu de connaître la migration des éléments constituant l'alliage, cela quelle que soit la teneur de l'élément dans les limites définies dudit alliage et qu'il s'agisse d'un élément principal (cuivre et zinc), d'un élément secondaire ou bien encore d'impuretés. En outre, il convient également de tenir compte des conditions d'utilisation de l'aliment, par exemple de la température, et de sa composition majoritaire, qui sont des paramètres susceptibles de faire varier le comportement des composants d'un alliage cuivreux.
Cependant, malgré les difficultés à surmonter, la demanderesse a réussi, contre toute attente, à mettre au point un alliage cuivreux pouvant être mis en contact avec certains aliments et qui possède, de surcroît, une activité antibactérienne démontrée à l'encontre de différentes souches les plus couramment rencontrées dans le milieu agro-alimentaire.
A cet effet, l'invention concerne plus particulièrement l'utilisation d'un alliage à base de cuivre pour la fabrication de pièces destinées à être en contact avec des aliments, dans laquelle ledit alliage est constitué, en pourcentages massiques, de cuivre (Cu) dans une proportion comprise entre 61 et 68 % ; d'aluminium (Al) dans une proportion comprise entre 0,70 et 1,30% ; de silicium (Si) dans une proportion inférieure à 0,10%; le restant étant du zinc et des impuretés résultant de
-5 l'élaboration dudit alliage, comme du nickel (Ni) dans une proportion inférieure à 0,10%, du plomb (Pb) dans une proportion inférieure à 0,10%, de l'étain (Sn) dans une proportion inférieure à 0,10%, du fer (Fe) dans une proportion inférieure à 0,10%, du manganèse (Mn) dans une proportion inférieure à 0,10%.
De manière avantageuse, la teneur en cuivre dans l'alliage est comprise entre 64 et 66%.
En ce qui concerne la teneur en aluminium, celle-ci est préférentiellement comprise entre 0,90 et 1,10 %.
La teneur en silicium est préférentiellement comprise entre 0,40 et 0,60%.
De manière spécifique, l'invention consiste l'utilisation dudit alliage tel que décrit ci-dessus pour la fabrication d'éléments de machines de transport ou de transformation d'aliments et, plus préférentiellement encore, pour la fabrication d'ustensiles ou d'objets de cuisine.
La présente invention comporte de nombreux avantages.
En tout premier lieu, l'alliage selon l'invention présente des propriétés antimicrobiennes démontrées, ce qui a pour effet de limiter, de manière particulièrement intéressante, la prolifération de micro-organismes dans le milieu agroalimentaire .
De plus, il a été mis en évidence que les éléments constitutifs de cet alliage ne sont pas relargués, au-delà de seuils autorisés, dans la plupart des aliments avec lesquels ils sont susceptibles d'être mis en contact.
L'alliage de l'invention présente, outre ses caractéristiques antibactériennes et d'innocuité, des propriétés mécaniques et physiques suffisantes pour permettre la réalisation d'éléments de machines de transport ou de transformation d'aliments.
Enfin, ledit alliage est moulable, en moule métallique, par coulée sous pression et coulée par gravité.
Pour l'ensemble de ces raisons, cet alliage est particulièrement intéressant pour son utilisation dans la
-6fabrication, notamment, de pièces ou éléments qui sont destinés à entrer au contact de denrées alimentaires.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles :
La figure 1 est une représentation graphique tridimensionnelle de la libération de l'élément cuivre de l'alliage de l'invention, en fonction, d'une part, de la teneur en cuivre de l'alliage et, d'autre part, de la température, ladite représentation ayant été obtenue suite à une approche par plans d'expérience, plus particulièrement après mise en contact d'éprouvettes fabriquées à partir dudit alliage dans différentes teneur en cuivre (61, 64 et 67 % massique) et sous différentes conditions de températures (5, 23 et 40°C), pendant 10 jours, avec un milieu consistant en de l'éthanol à 50°C simulant une famille d'aliments;
La figure 2 une représentation graphique tridimensionnelle de la libération de l'élément zinc de l'alliage de l'invention, en fonction, d'une part, de la teneur en cuivre et, d'autre part, de la température, ladite représentation ayant été obtenue suite à une approche par plans d'expérience, plus particulièrement après mise en contact d'éprouvettes fabriquées à partir dudit alliage dans différentes conditions de teneur en cuivre (61, 64 et 67 % massique) et de températures (5, 23 et 40°C), pendant 10 jours et dans un milieu simulant consistant en de l'éthanol à 50°C.
La présente invention concerne spécifiquement un alliage à base de cuivre.
Plus particulièrement encore, l'alliage de l'invention est un laiton, c'est-à-dire comportant du cuivre (Cu) associé à du zinc (Zn), majoritaire dans la composition après le cuivre.
-7 De manière générale, ledit alliage peut être désigné par la formule Cu65All.
L'invention concerne, encore plus spécifiquement, l'utilisation de l'alliage Cu65All pour la fabrication de pièces destinées à être en contact avec des aliments.
Ainsi, par exemple, l'alliage Cu65All peut être avantageusement utilisé pour la fabrication d'éléments de machines de transport ou de transformation d'aliments, par exemple des ustensiles ou objets de cuisine.
Concernant la composition chimique de l'alliage, celui-ci est constitué, en pourcentages massiques :
de cuivre (Cu) dans une proportion comprise entre 61 et 68 % ; de préférence, la proportion en cuivre est comprise entre 64 et 66% ;
d'aluminium (Al) dans une proportion comprise entre 0,70 et 1,30% ; de préférence, la proportion en aluminium est comprise entre 0,90 et 1,10% ;
de silicium (Si) dans une proportion inférieure ou égale à 1,0%; de préférence, la proportion en silicium est comprise entre 0,40 et 0,60% ;
le restant étant du zinc et des impuretés résultant de l'élaboration de l'alliage, comme du nickel (Ni) dans une proportion inférieure à 0,10% et du plomb (Pb) dans une proportion inférieure à 0,10%, du fer (Fe) dans une proportion inférieure à 0,10 %, de l'étain (Sn) dans une proportion inférieure à 0,10 %, du manganèse (Mn) dans une proportion inférieure à 0,10%.
L'alliage utilisé pour la fabrication de pièces destinées à un usage alimentaire selon l'invention peut également contenir d'infimes traces d'arsenic (As) en tant qu'impuretés, dans une proportion inférieure à 0,005%.
La teneur de chaque élément d'impureté est, dans tous les cas, strictement inférieure à 0,10% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
Les exemples ci-dessous illustrent les avantages et les caractéristiques de l'alliage Cu65All, en particulier ses
-8caractéristiques mécaniques et antimicrobiennes, et expliquent notamment les analyses qui ont dû être nécessaires pour démontrer l'innocuité de cet alliage lorsque celui-ci est mis au contact de denrées alimentaires.
Ces exemples ne doivent toutefois pas être considérés comme étant limitatifs de l'invention.
Exemple 1 : Caractéristiques mécaniques de l'alliage Cu65All
La composition chimique préférentielle de l'alliage Cu65All a été définie comme suit:
Cu Al Si Sn Fe Mn Ni Pb Zn TF Z n
65 % 1 % 0,5 % <0,1 Va <0,1 % <0,1 % <0,1 % <0,1 % solde 40,6 %
Tableau 1 : composition chimique de Cu65All
Les valeurs de chaque élément constitutif dudit alliage Cu65All sont exprimées en pourcentage massique.
Pour cet alliage, la température de fusion dans le four d'essais à gaz est de 990°C.
Des éprouvettes plates ont été moulées, sans aucune difficulté rencontrée. Cet alliage se moule très bien et il a une bonne coulabilité.
A partir des éprouvettes plates moulées pour les essais de coulée sous pression, les caractéristiques mécaniques suivantes ont été déduites :
Cu65Âll Rm (MPa) Rp 0,2% (MPa) A % (%) E (GPa) Dureté HV Dureté HRB
Moyenne 592 347 20 104 172 88
Tableau 2 : caractéristiques mécaniques de Cu65All
Avec :
• Rm : Résistance à la traction ;
• Rp 0,2% : Limite conventionnelle d'élasticité à 0,2 % ;
• A % : Allongement ;
• E : Module de Young ;
-9• La dureté HRB (Rockwell bille) est obtenue par conversion suivant la norme NF EN ISO 18265 2004-06 (annexe F, tableau F.2-Laiton).
Ces caractéristiques mécaniques sont intéressantes pour l'utilisation particulière de l'alliage selon l'invention, à savoir pour la fabrication de pièces destinées à être en contact avec des aliments.
Exemple 2 : Propriétés antimicrobiennes de l'alliage Cu65All
Dans l'optique de quantifier l'efficacité antimicrobienne de l'alliage Cu65All à l'encontre de différents microorganismes, plusieurs difficultés se sont posées et ont dû être surmontées.
D'une part, il convient de déterminer quelle méthode de test doit être utilisée. En effet, certains tests, notamment ceux utilisés pour mesurer l'efficacité antimicrobienne des alliages de cuivre dans le milieu hospitalier, présentent l'avantage d'être simples à mettre en œuvre, mais ne sont pas suffisants pour démontrer un effet bactéricide de l'alliage testé.
D'autre part, la recherche de micro-organismes spécifiques au milieu agro-alimentaire est complexe, notamment les souches bactériennes qui sont susceptibles de contaminer une famille d'aliments particulière. Les recherches bibliographiques sont, par conséquent, difficiles à mener.
Dans tous les cas, pour mesurer l'efficacité antimicrobienne du Cu65All, il est nécessaire de déterminer, à la fois, l'effet bactériostatique et l'effet bactéricide de l'alliage, ce dernier se traduisant par la connaissance de la cinétique d'activité de la population microbienne sur la surface dans le temps. Or, il existe peu de protocoles de test, et la plupart ne sont pas adaptés à la détermination des effets recherchés et/ou aux tests de denrées alimentaires.
- 10La méthode de test qui a été finalement retenue dans ce but est connue sous la dénomination « Test method for the continuous réduction of baterial contamination on copper alloy surfaces » (« Méthode d'essai pour la réduction continue de la contamination bactérienne sur les surfaces en alliage de cuivre ») et a été mise en place par 1 ' agence gouvernementale des États-Unis pour 1'environnement (Environmental Protection Agency, EPA).
Plus précisément, cette méthode permet de mesurer l'effet bactéricide de l'alliage Cu65All face à diverses souches bactériennes, les plus couramment rencontrées dans le milieu agroalimentaire.
Les résultats obtenus ont démontré :
une réduction de 99,996% du nombre de bactéries après 2h de contact pour la souche Staphylococcus aureus DSM 799 ;
une réduction de 99,989 % du nombre de bactéries après 2h de contact pour la souche Escherichia coli DSM 682; une réduction de 99,903 % du nombre de bactéries après 2h de contact pour la souche Salmonella enteria subsp enterica sérotype Typhimurium DSM 5569 ;
une réduction de 93,328 % du nombre de bactéries après 2h de contact pour la souche Listeria monocytogenes CIP 78.38.
La méthode normalisée AATCC 147-2011, permettant de démontrer l'effet bactériostatique d'un support, a été utilisée pour mesurer le pouvoir antibactérien des aliments face à la souche Leglonnella pneumophlla subsp pneumophlla ATCC 33152.
La mise en œuvre de cette méthode a permis d'observer une activité antibactérienne de l'alliage Cu65All se matérialisant par la présence d'une zone d'inhibition de 10 mm autour de la zone de test.
Ces premiers résultats démontrent donc bien une activité antibactérienne de l'alliage Cu65All face à des souches comme Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella enteria
- 11 subsp enterica sérotype Typhimurium, Listeria monocytogenes et Legionnella pneumophila subsp pneumophila.
Exemple 3 : Alimentarité de l'alliage Cu65All
La problématique posée est de pouvoir quantifier la migration des éléments constituants l'alliage (cuivre, zinc, aluminium) , et ce quelle que soit sa composition, dans une tolérance définie, en fonction des conditions d'utilisation (température ambiante, à 5°C, à 40°C, pendant 30 minutes, 24h et 10 jours) et du milieu représentatif des aliments (eau distillée, acide, éthanol 50%, huile de tournesol).
Il a été déterminé que les tests les plus adaptés pour répondre à cette problématique sont les plans d'expérience pour surface de réponse. En effet, ces plans permettent d'explorer le comportement de l'alliage Cu65All selon différents critères (milieu, conditions de contact), sans à priori sur ses utilisations futures.
En outre, la réalisation des plans d'expérience permet d'obtenir in fine les modèles statistiques des facteurs influençant le comportement de l'alliage dans les situations retenues.
Dans le cas du Cu65All, les modalités des essais ont été définies comme suit :
- 4 milieux représentant diverses familles d'aliments : acide acétique et citrique, eau distillée, éthanol à 50 %, huile de tournesol.
- 4 conditions de contact : 30 minutes à 100°C, 24h à température ambiante, 10 jours à 5°C, 10 jours à 40°C.
- 3 compositions chimiques faisant varier le cuivre à 61, 64 et 67%. La teneur en silicium n'est pas étudiée car trop faible au regard des teneurs en cuivre et en zinc. Le zinc est le complément du cuivre dans la composition chimique, et sa variation est directement liée à celle du cuivre.
Le tableau 3 suivant présente les plans d'expériences découlant des modalités d'essais définies ci-dessus :
Milieu Conditions de contact Facteurs Modalités
Nom Unité
Rapide et chaud (30minutes) Teneur en Cuivre PH Température % °C 61 2,5 70 64 3,4 85 67 4,4 100
acide Longue durée (10 jours) Teneur en Cuivre PH Température % °c 61 2,5 5 64 3,4 23 67 4,4 40
Température ambiante (24h) Teneur en Cuivre PH % 61 2,5 64 3,4 67 4,4
Rapide et chaud Teneur en Cuivre % 61 64 67
(30minutes) Température °c 70 85 100
eau distillée Longue durée (10 jours) Teneur en Cuivre Température % °c 61 5 64 23 67 40
Température ambiante (24h) Teneur en Cuivre % 61 64 67
Rapide et chaud Teneur en Cuivre % 61 64 67
(30minutes) Température °c 70 85 100
éthanol 50% Longue durée (10 jours) Teneur en Cuivre Température % °c 61 5 64 23 67 40
Température ambiante (24h) Teneur en Cuivre % 61 64 67
Huile de Rapide et chaud (30 minutes à 175 °C) Teneur en Cuivre % 61 64 67
tournesol Longue durée (10 jours) Teneur en Cuivre % 61 64 67
Tableau 3 : constitution plans d'expériences
Les tests ont été menés sur trois lots d'éprouvettes cylindriques fabriquées à partir du laiton Cu65All, avec une teneur visée à 61, 64 et 67% de cuivre respectivement, avec une tolérance de fabrication à ± 0,5%. La teneur en aluminium est identique pour les trois nuances testées, à savoir de l'ordre de 1%.
Conformément aux modalités d'essais qui ont été définies, la réalisation des plans d'expériences induit une mise en contact d'un nombre total de 160 éprouvettes.
Chaque contact est réalisé dans des conditions opératoires maîtrisées et respectant les conditions d'expression normalisée de la libération, en l'occurrence 1 litre de milieu stimulant (acide, huile de tournesol, eau distillée et éthanol à 50%) pour une surface exposée d'éprouvette de 6 dm2.
Les analyses de migration des éléments Cu, Zn et Al composant l'alliage Cu65All sont effectuées par spectrométrie d'émission de plasma, selon les méthodes développées en interne
- 13 au laboratoire d'analyses auquel a été confiée la réalisation des plans d'expériences. Ces méthodes remplissent les exigences de la norme ISO 17025.
Pour chaque plan d'expérience, une analyse de variance (méthode ANOVA) est réalisée, et cela pour chacun des éléments Cu, Al et Zn, afin d'en dégager le ou les facteurs (teneur en cuivre, température, pH) significativement influents sur la concentration libérée. Une fois le ou les facteurs identifiés, un modèle mathématique d'ajustement le plus pertinent est proposé sous forme d'une équation qui peut être linéaire ou quadratique vis à vis d'un ou deux facteurs combinés ou non. Une représentation graphique 2D ou 3D est associée. Lorsqu'il n'y a pas de facteur d'influence significatif, la migration est formulée sous forme d'une valeur centrale et d'un intervalle de confiance ou d'une limite de quantification.
Le tableau 4 ci-dessous présente, de manière synthétique, les conclusions de l'étude des 11 plans d'expériences qui ont été menés. Il y est indiqué qualitativement les niveaux d'influence des facteurs étudiés (pH, température et teneur en Cu) et présente les conditions d'usage favorables vis-à-vis des limites de libération retenues.
En l'absence d'une réglementation européenne harmonisée, il a été utilisé, pour définir ces limites de libération, des propositions publiées en 2013 par le conseil de l'Europe, fixant un seuil réglementaire de 5 mg/L pour l'Al et le Zn, et un seuil de 4 mg/L pour le Cu.
Plan d’expérîence Simulant Durée Température Facteur» influents (globalement sur tes 3 éléments (Al, Cu et Znï Comparaison au seuil réglementaire
pH | Température (XJ | Teneur en Cuivre (%) Al :5 mg/L Cu : 4 mei'L Zn : 5 mo/L
PI 30 nun F.âge
P2 Acide Citrique 24b Ambiante
P3 10 jours Ptoge
P4 Hutte cto 30 min 17SX
PS tournesol 10 jours 40X
P6 30 mm Pian?
P7 Eûu distiller* 24 b Ambiante
P8 10 jours Plage
PS Ethanol à 50% 30 mil Plege
P10 24h Ambiante
Pli W jours Plage-
Légende :
facteur facteur facteur : facteur
Ü f acteur très influent influent peu influent non Influent non applicable valeurs inférieures au seuil valeurs supérieures au seuil valeurs réparties autour du seuil
Tableau 4 : synthèse des 11 plans
Les résultats obtenus lors de l'étude de libération spécifique des éléments Cu, Zn et Al de l'alliage de l'invention Cu65All, dans des conditions de contact simulant une vaste gamme d'aliments et d'usages potentiels, ont permis de démontrer, notamment, une influence souvent importante du facteur température.
En outre, il a été mis en évidence que, en milieu acide (acide citrique) , les éléments Zn et Cu avaient une forte tendance à migrer dans le milieu simulant l'aliment.
Cependant, d'un autre côté, et de manière très intéressante, il a été clairement démontré, au moyen des analyses par plans d'expériences, que les migrations sont inférieures aux seuils réglementaires pour les milieux simulant eau distillée, éthanol à 50%, huile de tournesol, et cela pour les deux éléments majoritaires Cu et Zn de l'alliage, ainsi que pour le composant secondaire Al.
Dans le tableau 5 ci-dessous, sont présentés, de manière plus détaillée, les résultats d'analyses obtenus pour le plan d'expérience n°ll, à savoir la mise en contact d'éprouvettes fabriquées à base d'alliage Cu65All avec de l'éthanol à 50% pendant une durée de 10 jours, considérée comme une longue durée.
Essai Teneur en Cuivre Température Miqratien Cu Wq ration Cu Mïqration AI Migration Al Migration Zn Migration Zn
% “C pgl· pg/dm3 pgil· pgfdm2 pÿL pg/dm2
1 64 40 27 4.5 <16 <2.7 584 97
2 64 40 30 5.0 <16 <2.7 585 99
3 61 40 31 5.2 <16 <2.7 681 114
4 61 40 25 4.2 < 16 < 2.7 614 102
5 61 5 114 ,9 < 16 < 2.7 603 101
6 61 5 86 14 <16 <2.7 798 133
7 61 5 119 20 <16 <2.7 562 94
8 64 23 42 7.0 <16 <2.7 821 137
9 64 23 88 15 <16 < 2.7 686 114
10 67 5 157 26 < 16 <2.7 414 69
11 67 5 155 26 < 16 <2.7 493 82
12 67 23 58 9.7 <16 <2.7 848 141
13 64 5 94 « <16 <2.7 56Θ 95
14 67 40 34 5.7 <16 <2.7 581 97
15 67 40 35 5,8 <16 <2.7 680 113
16 61 23 55 9.2 <16 <2.7 781 130
Tableau 5 : exemple des résultats de migration obtenus pour Cu, Al et Zn en présence d'éthanol 50% pendant 10 jours, à différentes températures et teneur en cuivre (plan d'expérience n°ll)
Les résultats de migration pour les différentes conditions (températures et teneur en cuivre) montrent bien que les quantités de Cu, Al et Zn restent bien inférieures aux seuils réglementaires qui ont été retenus et rappelés ci-dessus.
Plus particulièrement, en ce qui concerne la libération, ou migration de l'aluminium, les valeurs sont toutes inférieures à la limite de quantification.
En ce qui concerne la libération du cuivre dans le milieu éthanol 50%, pendant une durée de 10 jours, il a été constaté une influence significative des paramètres suivants : teneur en cuivre et température.
L'influence de ces facteurs est illustrée par la représentation tridimensionnelle sur la figure 1 annexée.
Pour ce qui est à présent de la libération de zinc dans les mêmes conditions, les résultats démontrent une forte influence de la température uniquement. Ainsi, la température à laquelle est soumis l'alliage est susceptible d'influer sur la libération de zinc vers le milieu simulant l'aliment, tandis que ce n'est pas le cas pour la teneur en cuivre. Cette influence de la
- 16température uniquement est illustrée par la représentation tridimensionnelle sur la figure 2 annexée.
Les modèles mathématiques et statistiques utilisés pour aboutir à ces résultats ne sont toutefois pas détaillés ici.
Exemple 4 : Liste non exhaustive des aliments pouvant être mis en contact avec l'alliage de l'invention
L'ensemble des résultats obtenus lors des tests de migration selon l'approche par plans d'expérience, 11 plans ayant été définis au préalable, mettant en présence les éprouvettes de l'alliage Cu65All avec divers milieux simulant des aliments, dans différentes conditions expérimentales, ont permis de déduire que de nombreux produits alimentaires pouvaient être mis au contact du Cu65All.
Certains de ces aliments sont cités ci-après, illustrant l'innocuité de l'alliage de l'invention face à de nombreuses denrées alimentaires appartenant à diverses familles :
Boissons troubles non alcoolisées ou boissons troubles alcoolisées titrant au maximum 6 % vol., pH>5 ;
Boissons alcoolisées titrant plus de 20 % vol. et toutes les liqueurs à base de crème ;
Produits de la boulangerie sèche, de la biscuiterie et de la pâtisserie sèche présentant des matières grasses en surface ;
Produits de la boulangerie et de la pâtisserie fraîche présentant des matières grasses en surface ;
Chocolats, produits enrobés de chocolat, succédanés et produits
Produits de la confiserie sous forme solide présentant des matières grasses en surface enrobés de succédanés ;
Produits de la confiserie sous forme de pâte présentant des matières grasses en surface ;
Sucres et sucreries : mélasses, sirops de sucre, miel et similaires ;
Fruits entiers, frais ou réfrigérés, non pelés ;
- 17Fruits conservés en milieu huileux ;
Fruits conservés en milieu alcoolique ;
Fruits à coques (arachides, châtaignes, amandes, noisettes, noix communes, pignons et autres) sous forme de pâte ou de crème ;
Légumes entiers, frais ou réfrigérés, non pelés ;
Légumes transformés : frais, pelés ou découpés ;
Légumes transformés en conserve, en milieu huileux ; Légumes transformés en conserve, en milieu alcoolique ; Graisses et huiles animales et végétales, naturelles ou élaborées (y compris le beurre de cacao, le saindoux, le beurre fondu) ;
Margarine, beurre et autres matières grasses constituées d'émulsions d'eau dans l'huile ;
A - Poissons frais, réfrigérés, transformés, salés ou fumés, y compris les œufs de poisson ;
Conserves de poisson en milieu huileux ;
Crustacés et mollusques (y compris les huîtres, les moules et les escargots) frais dans leur carapace ou coquille ;
Crustacés et mollusques (y compris les huîtres, les moules et les escargots) sans carapace ou coquille, transformés, en conserve ou cuits avec leur carapace ou coquille en milieu huileux ;
Viandes de toutes espèces zoologiques (y compris la volaille et le gibier) fraîches, réfrigérées, salées, fumées ;
Produits transformés à base de viande (jambon, saucisson, bacon, saucisse et autres) ou sous forme de pâte, de crème ;
Produits à base de viande marinés en milieu huileux ; Conserves de viande en milieu gras ou huileux ;
Œufs entiers, jaune d'œuf, blanc d'œuf liquides et cuits ;
Lait entier, partiellement déshydraté et partiellement ou totalement écrémé et boissons lactées ;
- 18Lait fermenté, tel que le yoghourt, le lait battu et les produits similaires, pH>5 ;
Crème et crème aigre, pH>5 ;
Fromages entiers, à croûte non comestible ;
Fromage naturel sans croûte ou à croûte comestible (gouda, camembert et autres) et fromage fondant ;
Fromage transformé (fromage à pâte molle, cottage et autres), pH>5 ;
Conserves de fromage en milieu huileux;
Conserves de fromage en milieu aqueux (fêta, mozzarella et autres), pH>5 ;
Denrées alimentaires frites ou rôties : pommes de terre frites, beignets et autres ;
Denrées alimentaires frites ou rôties d'origine animale Préparations pour soupes, potages, bouillons ou sauces (extraits, concentrés), préparations alimentaires composites homogénéisées, plats préparés, y compris levures et substances fermentantes en poudre ou séchés à caractère gras ;
Autres préparations pour soupes, potages, bouillons ou sauces (extraits, concentrés), préparations alimentaires composites homogénéisées, plats préparés, y compris levures et substances fermentantes en poudre ou séchés ; Préparations pour soupes, potages, bouillons ou sauces (extraits, concentrés), préparations alimentaires composites homogénéisées, plats préparés, y compris levures et substances fermentantes sous toute autre forme à caractère gras, pH>5 ;
Moutardes (à l'exception des moutardes en poudre), pH>5 ;
Tartines, sandwichs, toasts, pizza et autres contenant toutes espèces d'aliments présentant des matières grasses en surface ;
Aliments secs présentant des matières grasses en surface Extraits concentrés titrant 6 % vol. d'alcool ou plus, pH>5 ;
- 19Pâte de cacao
Epices et aromates en milieu huileux telles que pesto, pâte de curry.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS
    1. Utilisation d'un alliage à base de cuivre pour la fabrication de pièces destinées à être en contact avec des aliments, dans laquelle ledit alliage est constitué, en pourcentages massiques, de cuivre (Cu) dans une proportion comprise entre 61 et 68 % ; d'aluminium (Al) dans une proportion comprise entre 0,70 et 1,30% ; de silicium (Si) dans une proportion inférieure à 1,0%; le restant étant du zinc et des impuretés résultant de l'élaboration dudit alliage, comme du nickel (Ni) dans une proportion inférieure à 0,10%, du plomb (Pb) dans une proportion inférieure à 0,10%, de l’étain (Sn) dans une proportion inférieure à 0,10%, du fer (Fe) dans une proportion inférieure à 0,10%, du manganèse (Mn) dans une proportion inférieure à 0,10%.
  2. 2. Utilisation selon la revendication 1 dans laquelle la teneur en cuivre est comprise entre 64 et 66%.
  3. 3. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la teneur en aluminium est comprise entre 0,90 et 1,10 %.
  4. 4. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la teneur en silicium est comprise entre 0,40 et 0,60%.
  5. 5. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la fabrication d'éléments de machines de transport ou de transformation d'aliments.
  6. 6. Utilisation selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la fabrication d'ustensiles ou d'objets de cuisine.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63207523A (ja) * 1987-02-18 1988-08-26 Sumitomo Electric Ind Ltd ワイヤ放電加工用電極線
JPS63236209A (ja) * 1987-03-23 1988-10-03 古河電気工業株式会社 耐屈曲ケ−ブル導体
EP0792941A1 (fr) * 1996-02-20 1997-09-03 Wieland-Werke AG Utilisation d'un alliage cuivre-aluminium-(Zinc) pour un matériau résistant à la corrosion
JP2001259931A (ja) * 2000-03-17 2001-09-25 Hitachi Cable Ltd テーパ加工用電極線及びその製造方法
US20150071813A1 (en) * 2012-03-30 2015-03-12 Kurimoto, Ltd. Brass alloy for tap water supply member

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63207523A (ja) * 1987-02-18 1988-08-26 Sumitomo Electric Ind Ltd ワイヤ放電加工用電極線
JPS63236209A (ja) * 1987-03-23 1988-10-03 古河電気工業株式会社 耐屈曲ケ−ブル導体
EP0792941A1 (fr) * 1996-02-20 1997-09-03 Wieland-Werke AG Utilisation d'un alliage cuivre-aluminium-(Zinc) pour un matériau résistant à la corrosion
JP2001259931A (ja) * 2000-03-17 2001-09-25 Hitachi Cable Ltd テーパ加工用電極線及びその製造方法
US20150071813A1 (en) * 2012-03-30 2015-03-12 Kurimoto, Ltd. Brass alloy for tap water supply member

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