FR3132909A1 - Matériau biodégradable permettant d’intégrer et de diffuser du parfum, procédé et ses utilisations - Google Patents

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Abstract

Le domaine de l'invention est celui des matériaux permettant d’intégrer et de diffuser des composés volatiles. En particulier, la présente invention concerne un matériau biodégradable permettant d’intégrer et de diffuser des composés volatiles qui comprend de la caséine et/ou du caséinate, et de l’amidon. Ce matériau peut être utilisé comme matrice pour des produits de consommation parfumés comme des diffuseurs de parfum ou des renforçateurs de parfum.

Description

Matériau biodégradable permettant d’intégrer et de diffuser du parfum, procédé et ses utilisations
Le domaine de l'invention est celui des matériaux permettant d’intégrer et de diffuser des composés volatiles. En particulier, la présente invention concerne un matériau biodégradable capable d’intégrer et de diffuser des composés volatiles, et qui comprend de la caséine et/ou du caséinate, et de l’amidon. Ce matériau peut être utilisé comme matrice pour des produits de consommation parfumés comme des diffuseurs d’odeurs ou des renforçateurs de parfum.
Les produits de consommation parfumés sont de plus en plus appréciés par les consommateurs. Ces produits permettent de délivrer un parfum agréable à l’environnement qui les entoure, ils permettent par exemple de parfumer une pièce en utilisant un diffuseur de parfum d’ambiance, ou un textile en utilisant un renforçateur de parfum. Parmi ces produits, ceux utilisant une matrice solide permettant de diffuser du parfum sont couramment utilisés. Ils comprennent en général un support solide dans lequel est intégré des molécules odorantes qui sont libérées par diffusion, ou par dissolution du support solide.
Différents types de matrices solides peuvent être utilisées dans ces produits. Dans le cas des diffuseurs de parfum d’ambiance, des matrices comprenant de l’éthylène-acétate de vinyl (EVA), ou des élastomères thermoplastiques (TPE) sont généralement mises en œuvre. Pour les renforçateurs de parfum dans le soin du linge, certains produits sont destinés à être utilisés pendant le lavage des textiles, comme les parfums de linge en billes à utiliser en combinaison avec de la lessive dans la machine à laver. Des matrices hydrosolubles à base de polyéthylène glycol (PEG) sont alors nécessaires.
Néanmoins, ces matrices présentent des désavantages. En effet, elles ne sont ni biodégradables, ni biosourcées. Par ailleurs, lorsque le produit doit être utilisé pendant le lavage des textiles, les renforçateurs d’odeurs doivent être hydrosolubles, et ne pas libérer de microplastiques. Dans le contexte actuel de la diminution des ressources non renouvelables et de l’augmentation de la pollution liée à ces ressources, il est donc nécessaire de trouver des solutions alternatives moins polluantes et plus respectueuses de l’environnement.
Ainsi, la présente invention vise à satisfaire au moins l’un des objectifs suivants.
Un des objectifs de la présente invention est la fourniture d’un matériau biodégradable pouvant intégrer et/ou diffuser des composés volatiles.
Un autre objectif de la présente invention est la fourniture d’un matériau biosourcé pouvant intégrer et/ou diffuser des composés volatiles.
Un des objectifs de la présente invention est la fourniture d’un matériau biodégradable pouvant être utilisé comme matrice pour diffuser du parfum.
Un des objectifs de la présente invention est la fourniture d’un matériau biodégradable pouvant être utilisé comme matrice solide pour des produits de consommation parfumés.
Un des objectifs de la présente invention est la fourniture d’un matériau biodégradable pouvant être utilisé comme matrice dans un renforçateur de parfum pour parfumer des textiles.
Un des objectifs de la présente invention est la fourniture d’un matériau biodégradable pouvant être utilisé comme matrice dans un diffuseur de parfum d’ambiance.
Un des objectifs de la présente invention est la fourniture d’un matériau biodégradable hydrosoluble pouvant intégrer et/ou diffuser des composés volatiles.
Un des objectifs de la présente invention est la fourniture d’un matériau biodégradable pouvant intégrer et/ou diffuser des composés volatiles, dont le procédé de production soit simple à mettre en œuvre.
Résumé
La présente divulgation vient améliorer la situation. Il est proposé un matériau biodégradable caractérisé en ce qu’il comprend (en % en masse):
  1. entre 10 et 55 % de caséine et/ou de caséinate, de préférence entre 20 et 50 %, préférentiellement entre 25 et 45 %;
  2. entre 10 et 55% d’amidon, de préférence entre 15 et 45 %;
  3. entre 8 et 20% d’eau, de préférence entre 12 et 17 % ;
  4. entre 15 et 25% d’au moins un plastifiantd)différent dec), de préférence entre 17 et 23% ; et
  5. entre 0,5 et 6% d’au moins un tensioactife ), de préférence choisi parmi les tensioactifs zwitterioniques dont la HLB est comprise entre 2 et 8,
    ledit matériau étant capable d’intégrer et de diffuser des composés volatilesf), le rendement d’intégration de composés volatiles étant de préférence supérieur ou égal à 50%, et préférentiellement supérieur ou égal à 65%.
Le matériau biodégradable tel que décrit dans la présente demande présente de nombreux avantages. En effet, ce matériau est capable d’intégrer et de diffuser du parfum et il a une capacité d’absorption suffisante pour pouvoir être utilisé comme matrice pour la diffusion de parfums, notamment dans les applications soin du linge ou parfum d’ambiance.
Par ailleurs, ce matériau peut être à 100% biosourcé et il est biodégradable. Ce matériau possède également une bonne hydrosolubilité, il est donc possible de l’utiliser comme matrice pour des renforçateurs d’odeurs dans le soin du linge, comme par exemple des billes pour parfumer les textiles pendant le lavage en machine. Par sa composition qui comprend des polymères naturels comme la caséine et l’amidon, ce matériau est biodégradable, et permet d’éviter les problèmes de libération de microplastiques lors de l’utilisation en machine à laver.
L’invention concerne également un objet susceptible d’être obtenu après transformation par injection ou extrusion du matériau biodégradable.
L’invention concerne également l’utilisation du matériau biodégradable pour parfumer du linge ou pour parfumer une pièce.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un matériau biodégradable, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
  1. mise en œuvre d'une extrudeuse, de préférence une extrudeuse bi-vis ;
  2. introduction des composésa)àe), et des composés volatilesf) ,dans l'extrudeuse;
  3. extrusion du matériau biodégradable ;
  4. récupération du matériau biodégradable à la sortie de l’extrudeuse ; et
  5. éventuellement, séchage du matériau biodégradable ;
l’étape 2 consistant de préférence à introduire (i) dans un premier temps, au moins une partie des composésa)àe) ,etf), se présentant sous forme solide, et, (ii) dans un deuxième temps, au moins une partie des composésa)àe) ,etf), se présentant sous forme liquide.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un matériau biodégradable, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
  1. mise en œuvre d’une extrudeuse, de préférence une extrudeuse bi-vis ;
  2. introduction des composésa)àe)dans l'extrudeuse, en introduisant (i) dans un premier temps, au moins une partie des composésa)àe),se présentant sous forme solide, et, (ii) dans un deuxième temps, au moins une partie des composésa)àe)se présentant sous forme liquide ;
  3. extrusion du matériau biodégradable ;
  4. récupération du matériau biodégradable à la sortie de l’extrudeuse ;
  5. éventuellement, séchage du matériau biodégradable ; et
  6. éventuellement, (i) une étape d’imprégnation du matériau biodégradable par des composés volatilesf) ,ou (ii) une étape d’extrusion du matériau biodégradable avec des composés volatilesf) .
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un matériau biodégradable comprenant du parfum, caractérisé en ce qu’il comprend (i) une étape d’imprégnation du matériau biodégradable par des composés volatilesf)ou (ii) une étape d’extrusion du matériau biodégradable avec des composés volatilesf) .
Description détaillée
Par «biodégradable», on entend, par exemple, un matériau qui peut être décomposé sous l’action de micro-organismes (bactéries, champignons, algues…). Le résultat de cette décomposition est la formation d’eau, de CO2et/ou de méthane et éventuellement de sous-produits (résidus, nouvelle biomasse) non toxiques pour l’environnement. Il s’agit, par exemple, d’un matériau biodégradable selon la norme européenne ISO14851. Dans la présente demande, l’expression « matériau biodégradable » est employé pour désigner le matériau tel quel, c’est-à-dire sans prendre en compte les composés volatilesf)qui peuvent éventuellement être présent dans le matériau.
Par «biosourcé», on entend, par exemple, un produit fabriqué à partir de matières d’origine biologique. La teneur en carbone biosourcée peut par exemple être déterminée selon la norme ISO 16620-2:2019.
Par «hydrosoluble», on entend, par exemple, qui se dissout dans l’eau. L’hydrosolubilité des granulés du matériau biodégradable peut être mesurée de la façon suivante : 5g de granulés sont ajoutés à 1,5L d’eau déminéralisée à 30°C sous agitation (1200 tours/min). Le temps de dissolution compète est alors mesuré. Si au bout d’une heure et demie, les granulés sont complètement dissous (absence de particules), ils sont considérés comme hydrosolubles. .
Par« entre x et y», on entend, par exemple, que les bornesxetysont incluses dans l’intervalle [x,y].
Par «plastifiant», on entend, par exemple, une substance permettant d’abaisser la température de transition vitreuse Tg du matériau.
Par «hydrophobe», on entend, par exemple, un composé ayant peu d’affinité avec l’eau et ayant tendance à ne pas s’y dissoudre. Typiquement, il s’agit d’un composé majoritairement apolaire.
Par «hydrophile», on entend, par exemple, un composé ayant une affinité avec l’eau et ayant tendance à s’y dissoudre. Typiquement, il s’agit d’un composé ayant des groupements polaires capables de former des liaisons hydrogène.
Par «tensioactif», on entend, par exemple, une molécule amphiphile, c’est-à-dire une molécule possédant à la fois des propriétés hydrophiles et hydrophobes.
Par «HLB», on entend, par exemple, l’équilibre hydrophile-lipophile (en anglais : hydrophilic-lipophilic balance). La valeur de la HLB peut être calculée selon la méthode suivante : HLB=20 x (Masse molaire de la partie hydrophobe) / (Masse molaire de la molécule).
Par «agent séquestrant», on entend, par exemple, des ligands qui forment des complexes chimiques avec des ions métalliques tels que cuivre, fer, nickel, calcium et magnésium.
Par« acide gras », on entend, par exemple, un monoacide carboxylique aliphatique.
Par «thermoplastique», on entend, par exemple, une matière qui devient malléable et pliable au-dessus d’une température donnée, la température de transition vitreuse Tg, mais qui en dessous de cette Tg redevient dure, ces transformations étant réversibles.
Les termes «composés volatiles» sont à prendre au sens large et réfèrent ici à des composés ou compositions qui sont utilisés dans le but principal de diffuser dans l’environnement un principe actif ayant une activité dans son environnement. Par « composés volatiles », on entend tout produit constitué d’une ou plusieurs molécules ayant une tension de vapeur supérieur à la pression atmosphérique à température ambiante. Il peut par exemple s’agir d’un parfum, d’un agent masqueur d’odeur, d’un insecticide ou d’un agent anti-microbien. En particulier, les composés volatiles peuvent être utilisés pour conférer ou de moduler une odeur. Il s’agit en particulier de composés ou compositions odoriférantes qui sont capables de conférer un parfum agréable à leur environnement. Ces composés peuvent être d’origine naturelle ou synthétique. Il peut s’agir d’un composé parfumant seul ou d’une composition comprenant plusieurs composés parfumants. Ces composés et compositions sont bien connues de l’homme du métier qui est capable de les sélectionner sur la base de ses connaissances générales et en fonction de l'utilisation ou de l'application prévue. De préférence, les composés volatiles sont du parfum.
Par «capable d’ intégrer et de diffuser des composés volatiles», on entend un matériau qui peut intégrer dans sa masse des composés volatiles et qui est capable de les relarguer de façon différée.
Par « rendement d’intégration », on entend le ratio entre (i) la quantité de composés volatiles intégrés dans le matériau, cette quantité étant déterminée par chromatographie en phase gazeuse, et (ii) la quantité de composés volatiles mise en œuvre lors de la préparation du matériau comprenant des composés volatiles (de préférence lors de l’extrusion du matériau biodégradable avec les composés volatiles). Ce ratio est ensuite multiplié par 100 pour obtenir un pourcentage. Ainsi, on peut décrire le rendement d’intégration de la façon suivante :
Rendement d’intégration = quantité de composés volatiles intégrés /quantité de composés volatiles intégrés mis en œuvre *100
Sauf indication contraire, les pourcentages sont exprimés en masse par rapport à la masse totale du matériau. Les proportions des différents constituantsa ),b),c),d) , e), et éventuellementf),g),h), eti)sont exprimées en % en masse par rapport à la masse totale du matériau biodégradable à température ambiante.
Matériau biodégradable
L’invention concerne en premier lieu un matériau biodégradable caractérisé en ce qu’il comprend (en % en masse):
  1. entre 10 et 55 % de caséine et/ou de caséinate, de préférence entre 20 et 50 %, préférentiellement entre 25 et 45 %;
  2. entre 10 et 55% d’amidon, de préférence entre 15 et 45 %;
  3. entre 8 et 20% d’eau, de préférence entre 12 et 17 % ;
  4. entre 15 et 25% d’au moins un plastifiantd)différent dec), de préférence entre 17 et 23% ; et
  5. entre 0,5 et 6% d’au moins un tensioactife ), de préférence choisi parmi les tensioactifs zwitterioniques dont la HLB est comprise entre 2 et 8.
Le matériau biodégradable comprenda )entre 10 et 55 % de caséine et/ou de caséinate, de préférence entre 20 et 50 %, préférentiellement entre 25 et 45 %. Selon un mode de réalisation, le matériau biodégradable comprenda )entre 35 et 45% de caséine et/ou de caséinate, de préférence entre 40 et 45%. Selon un autre mode de réalisation, le matériau biodégradable comprenda )entre 25 et 34,5% de caséine et/ou de caséinate, de préférence entre 28 et 33%
La caséine est une protéine issue du lait qui est peu soluble dans l’eau. Elle est principalement obtenue par précipitation en ajoutant au lait un acide (caséine acide) ou de la présure (caséine présure), ou par filtration (caséine miscellaire). La caséine consiste en un mélange de caséine α, caséine β et caséine κ ayant des masses molaires comprises entre 19000 et 25000g/mol. Par caséinate, on entend, par exemple, un sel de caséine dont le contre cation est choisi dans le groupe comprenant -de préférence constitué par - calcium, potassium, ammonium, sodium et magnésium.
Selon un mode de réalisation du matériau biodégradable,a)comprend au moins une caséine.
Selon un autre mode de réalisation du matériau biodégradable,a)comprend au moins un caséinate, par exemple un caséinate de sodium, ou un mélange de caséinates.
Selon un autre mode de réalisation du matériau biodégradable,a)comprend un mélange de caséine et d’au moins un caséinate. Dans ce cas, le rapport en masse entre la caséine et le(s) caséinate(s) peut être compris entre 5/95 et 95/5, 20/80 et 80/20 ou 40/60 et 60/40.
Le matériau biodégradable comprendb )entre 10 et 55 % d’amidon, de préférence entre 15 et 45 %. Selon un mode de réalisation, le matériau biodégradable comprend au moins 15% d’amidonb). Selon un mode de réalisation, le matériau biodégradable comprendb )entre 15 et 24,5 % d’amidon, de préférence entre 17 et 22 %. Selon un autre mode de réalisation, le matériau biodégradable comprendb )entre 25 et 35 % d’amidon, de préférence entre 28 et 33 %.
L’amidon est un polysaccharide présent dans de nombreuses plantes. Il s’agit d’un mélange de deux homopolymères, l'amylose et l'amylopectine composés d'unités D-anhydroglucopyranose (AGU) qui appartiennent à la famille des polysaccharides de formule chimique générale (C6H10O5)n. Le ratio entre l'amylose et l'amylopectine dépend de la source botanique de l'amidon. Il peut s’agir d’un amidon de pois, de maïs, de pomme de terre, de blé ou de riz. Les amidons sont utilisés dans de nombreux domaines, soit à l'état natif comme ingrédients ou bien à l'état modifié, comme additifs, sous le vocable "amidons modifiés". Dans l’industrie agroalimentaire, les amidons modifiés correspondent à la série E 1400 de la liste des additifs alimentaires. Les amidons modifiés peuvent être obtenus par traitement physique, enzymatique ou chimique de l’amidon. Parmi ces traitements, on peut citer les traitements à l’acide ou la prégélatinisation de l’amidon.
Dans le présent document, par « amidon », on entend les amidons natifs n’ayant pas subis de transformation et les amidons modifiés. L’amidon peut donc être choisi parmi les amidons natifs, les amidons modifiés, et leurs mélanges. L’amidon peut être choisi parmi les amidons de pois, de maïs, de pomme de terre, de blé, de riz, et leurs mélanges.
le ratio des quantitésa):b)peut être compris entre 90 :10 et 30 :70, de préférence entre 80 :20 et 40 :60, et préférentiellement entre 75 :25 et 50 :50. Selon un mode de réalisation particulier, le ratioa):b )est compris entre 45 :55 et 55 :45. Selon un autre mode de réalisation particulier, le ratioa):b)est compris entre 75 :25 et 65 :35.
Le matériau biodégradable comprendc)entre 8 et 20% d’eau, de préférence entre 12 et 17 %. La quantité d’eau peut être comprise entre 13 et 15%. L’eau agit comme un plastifiant qui doit être distingué du plastifiantd)entrant dans la composition du matériau biodégradable selon l'invention.
Ce dernier comprendd)entre 15 et 25% d’au moins un plastifiant différent dec ), de préférence entre 17 et 23%.
Ce plastifiantd)peut être choisi parmi les polyols, les acétates de glycérol, les propionates de glycérol et leurs mélanges.
À titre d'exemples de polyols, on peut citer le glycérol, l’hexanetriol, les glycols, dont l’éthylène glycol, et les sucres et leurs dérivés.
À titre d'exemples de sucres, on peut citer les disaccharides, tels que le maltose, le lactose, le saccharose et les monosaccharides tels que le fructose.
Parmi les dérivés des sucres, on peut citer leurs dérivés hydrogénés tels que le sorbitol, le maltitol, le mannitol, et le xylitol, ou bien encore les produits de transformation de ces dérivés hydrogénés tels que le sorbitane.
Selon un mode de réalisation du matériau biodégradable, le plastifiantd)est choisi parmi le glycérol, le sorbitol, le mannitol, l’éthylène glycol et leurs mélanges. Préférentiellement, le plastifiantd)est choisi parmi le glycérol, le sorbitol, et leurs mélanges. Selon un mode de réalisation, le plastifiantd)est du glycérol.
Le plastifiantd)permet de baisser la viscosité du produit en augmentant la mobilité des chaines moléculaires.
Avantageusement, le plastifiantd)est un plastifiant hydrophile.
Le matériau biodégradable comprend entre 0,5 et 6% d’au moins un tensioactife), de préférence choisi parmi les tensioactifs zwitterioniques dont la HLB est comprise entre 2 et 8, et préférentiellement le tensioactife)est de la lécithine.
Avantageusement, le matériau biodégradable comprend entre 1 et 5% d’au moins un tensioactife ), de préférence entre 1,5 et 4,5 %, et encore plus préférentiellement entre 2 et 4%.
Parmi les tensioactifs préférés, on peut citer la lécithine et/ou ses analogues tels que les phosphonates diacétyléniques, et les polysorbates. Les polysorbates sont esters d’acides gras et de polyoxyéthylène sorbitane. Parmi les polysorbates, on peut citer le polysorbate 20, le polysorbate 40, le polysorbate 60, et le polysorbate 80.
Le matériau biodégradable peut comprendreg )entre 0,1 et 8% d’un agent hydrophobe, de préférence entre 1 et 4%. Avantageusement, le matériau biodégradable comprend entre 0,5 et 6%, de préférence entre 1 et 3%, d'un agent hydrophobeg ).
L’agent hydrophobeg )peut être choisi parmi :
- les esters de polyacide carboxylique ;
- les acides carboxyliques en C3-C33, de préférence les acides gras en C4-C28, et, encore plus préférentiellement les acides gras insaturés en C6-C28;
- et leurs mélanges.
Les esters de polyacide carboxylique peuvent être issus d’au moins un polyacide carboxylique et d’au moins un alcool, de préférence un alcool en C1-C18.
Parmi les polyacides carboxyliques préférentiellement retenus dans le cadre de l'invention, on peut citer l’acide citrique, l’acide hydroxycitrique, l’acide tartrique, l’acide malique, l’acide oxalique, l’acide malonique, l’acide succinique, l’acide glutarique, l’acide adipique, l’acide maléique, l’acide fumarique.
Parmi les alcools privilégiés conformément à l'invention, on peut citer les alcools en C2-C6, comme par exemple l’éthanol, len-propanol, l’iso-propanol, len-butanol et letert-butanol.
Selon un mode de réalisation du matériau biodégradable, l’agent hydrophobeg )est choisi parmi le triéthyl citrate, le tributyl O-acétyl citrate, le tributyl citrate et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation, l’agent hydrophobeg) est un acide carboxylique en C3-C33, de préférence un acide gras en C4-C28, et, encore plus préférentiellement un acide gras insaturé en C6-C28.
Parmi les acides gras en C4-C28retenus dans le cadre de l'invention, on peut citer l’acide caprylique, l’acide caprique, l’acide laurique, l’acide myristique, l’acide palmitique, l’acide stéarique, et leurs mélanges.
Parmi les acides gras insaturés en C6-C28particulièrement intéressants, on peut citer l’acide palmitoléique, l’acide oléique, l’acide linoléique, et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation du matériau biodégradable, le ratio des quantités deg)sure)est supérieur ou égal à 1. Par exemple, ce ratio peut être compris entre 1,3 et 3; de préférence entre 1,5 est 2,5.
Selon un mode de réalisation du matériau biodégradable, ledit matériau comprend également un additifh )choisi parmi les colorants, les pigments, les coagulants de protéines, les agents antiagglomérant, les agents de glissement et leurs mélanges. Parmi les coagulants, on peut citer l’acide citrique et l’acide acétique. Parmi les agents antiagglomérants, on peut citer la silice colloïdale. Parmi les agents de glissement, on peut citer les polyéthylènes glycols et les composés à chaines grasses, de préférence en C12-C28, ayant une terminaison amide. Le matériau biodégradable biodégradable peut comprendre entre 0,01% et 5% deh ).
Selon un mode de réalisation du matériau biodégradable, ledit matériau comporte entre 1 et 5% d’un additifi )choisi parmi les agents séquestrants. Parmi les agents séquestrants, on peut citer le citrate diammonique, l’EDTA, les phosphates, l’acide citrique, les pyrophosphates, et leurs mélanges.
Avantageusement, le matériau biodégradable est capable d’intégrer et de diffuser des composés volatilesf), le rendement d’incorporation de composés volatiles étant de préférence supérieur ou égal à 50%, préférentiellement supérieur ou égal à 65%. Le rendement d’incorporation des composés volatiles peut être supérieur ou égal à 55%, 60%, 65%, 70% ou 75%. Il peut par exemple être compris entre 65 et 95% ou entre 75 et 90%.
Comme le matériau biodégradable est capable d’intégrer des composés volatilesf) ,il peut donc contenir des composés volatilesf) ,de préférence du parfum, dans certains cas.
Ainsi, selon un premier mode de réalisation, le matériau biodégradable comprend des composés volatilesf), par exemple il contient plus de 0,1% de composés volatilesf), de préférence entre 0,1 et 30%, et préférentiellement entre 5 et 15%. La teneur en composés volatilesf)dépend de l’utilisation souhaitée, l’homme du métier pourra donc l’ajuster en fonction.
Lorsque le matériau comprend des composés volatilesf), ceux-ci peuvent être sous plusieurs formes, ils peuvent par exemple être encapsulés, ou être sous forme libre. Les matériaux volatiles sous forme libre peuvent être sous forme liquide. Selon un mode de réalisation, le matériau comprend des composés volatilesf)sous forme libre, les composés volatiles sont alors dispersés dans le matériau biodégradable. Selon un mode de réalisation, le matériau comprend des composés volatilesf), et au moins une partie des composés volatilesf)est encapsulée. Dans certains cas, il peut être avantageux que la totalité des composés volatilesf)soit encapsulée, par exemple, cela peut aider à ce que les composés volatiles se déposent sur les textiles.
Le fait d’utiliser des composés volatiles encapsulés pour des produits de consommation parfumés est bien connu de l’homme du métier et est par exemple décrit dans le document WO2021185736. Il est notamment connu d’utiliser des composés volatiles contenus dans des microcapsules, où la microcapsule est une matrice polymère.
Selon un deuxième mode de réalisation, le matériau biodégradable ne contient pas de composés volatilesf), par exemple il contient moins de 0,1% de composés volatilesf).
Le matériau biodégradable peut être hydrosoluble. Selon un mode de réalisation particulier, le matériau biodégradable ne comprend pas de composés volatilesf)et il est biosourcé à plus de 80%, de préférence à plus de 90%, et plus préférentiellement à 100%.
Utilisation du matériau biodégradable
Le matériau biodégradable peut être sous plusieurs forme, il peut par exemple être sous la forme de granulés ou sous forme de film. L’invention concerne également des granulés de matériau biodégradable. L’invention concerne également un film de matériau biodégradable.
Le matériau biodégradable peut être thermoplastique. Ainsi, l’invention concerne également un objet susceptible d’être obtenu après transformation par extrusion en filière plate, extrusion soufflage, extrusion gonflage, voie solvant, calandrage, injection, thermoformage ou filage du matériau biodégradable. En particulier, on peut citer les films susceptibles d’être obtenus à partir du matériau thermoplastique.
Le matériau biodégradable peut être utilisé comme matrice solide dans des produits de consommation, c’est-à-dire des produits permettant de délivrer un principe actif à l’environnement qui les entoure. On peut citer en particulier les produits de consommation parfumés, c’est-à-dire des produits permettant de délivrer un parfum agréable à l’environnement qui les entoure Ainsi, la présente invention concerne également un produit de consommation, de préférence un produit de consommation parfumé, préférentiellement un diffuseur de parfum d’ambiance ou un renforçateur d’odeur pour le soin du linge, comprenant le matériau biodégradable.
Selon un mode de réalisation, le matériau biodégradable est utilisé pour parfumer du linge ou parfumer une pièce.
Le matériau biodégradable peut être utilisé dans un diffuseur de parfum d’ambiance, par exemple pour parfumer une pièce ou l’habitacle d’une voiture.
Grâce à sa bonne hydrosolubilité, le matériau biodégradable peut également être utilisé dans un renforçateur de parfum pour le soin du linge, comme les parfums de linge en billes à utiliser dans la machine à laver.
Procédé de fabrication d’un matériau biodégradable
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un matériau biodégradable, comprenant les étapes suivantes :
  1. mise en œuvre d'une extrudeuse de préférence une extrudeuse bi-vis ;
  2. introduction des composésa)àe), et des composés volatilesf) ,dans l'extrudeuse ;
  3. extrusion du matériau biodégradable ;
  4. récupération du matériau biodégradable à la sortie de l’extrudeuse ; et
  5. éventuellement, séchage du matériau biodégradable
    l’étape 2 consistant de préférence à introduire (i) dans un premier temps, au moins une partie des composésa)àe),etf), se présentant sous forme solide, et, (ii) dans un deuxième temps, au moins une partie des composésa)àe),etf), se présentant sous forme liquide.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un matériau biodégradable, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
  1. mise en œuvre d’une extrudeuse de préférence une extrudeuse bi-vis ;
  2. introduction des composésa)àe)dans l'extrudeuse, en introduisant (i) dans un premier temps, au moins une partie des composésa)àe) ,se présentant sous forme solide, et, (ii) dans un deuxième temps, au moins une partie des composésa)àe)se présentant sous forme liquide ;
  3. extrusion du matériau biodégradable ;
  4. récupération du matériau biodégradable à la sortie de l’extrudeuse ;
  5. éventuellement, séchage du matériau biodégradable ; et
  6. éventuellement, (i) une étape d’imprégnation du matériau biodégradable par des composés volatilesf),ou (ii) une étape d’extrusion du matériau biodégradable avec des composés volatilesf) .
Avantageusement, l'étape 1) consiste à faire fonctionner l'extrudeuse avec les paramètres suivants : vitesse de rotation comprise entre 100 et 300 tr/min, et à une température comprise entre 50 et 120°C.
Dans l'étape 2), les composésa )àe )sont introduits simultanément ou successivement, de préférence successivement.
Dans un mode préféré de mise en œuvre, les composés se présentant sous forme solide, avantageusement sous forme de poudre, sont les composésa) , b) et e ); tandis que les composés se présentant sous forme liquide, sont les composésc), d).
Le matériau biodégradable récupéré à l’étape 4 peut être sous forme de jonc. Dans ce cas, le procédé peut également comprendre une étape de séchage du jonc et/ou une étape de découpe du jonc en granulés.
Lorsque le matériau contient des composés volatilesf), il est possible de les incorporer de plusieurs façons.
Selon un premier mode de réalisation, les composés volatilesf)sont introduits dans l’extrudeuse en même temps que les composésa )àe) se présentant sous forme liquide.
Selon un deuxième mode de réalisation, le matériau thermoplastique est d’abord fabriqué sans ajouter les composés volatilesf). Le matériau obtenu est alors remis dans l’extrudeuse avec les composés volatilesf)pour être réextruder.
Selon un troisième mode de réalisation, le matériau thermoplastique est d’abord fabriqué sans ajouter les composés volatilesf). Le matériau obtenu est alors imprégné avec les composés volatilesf)selon des techniques bien connues de l’homme du métier. Parmi les techniques possibles, on peut citer notamment le trempage dans un bain comprenant les composés volatilesf)ou la pulvérisation. L’imprégnation peut également être effectuée dans un mélangeur.
Exemples
Des granulés ont été préparés par extrusion de la façon suivante.
L’extrudeuse utilisée est une extrudeuse bi-vis corotative BC 21 de marque Clextral®, de diamètre 25 mm, d'entraxe 21 mm et de longueur 900 mm. Cette extrudeuse comporte au moins 4 zones :
une première zone d’introduction,
une deuxième zone d’introduction comprenant une zone de dégazage, et
une troisième zone de filière.
La vitesse de rotation des bi-vis est de 175 et 320 tr/min et les températures des différentes zones sont comprises entre 30 et 120°C.
La première zone de l'extrudeuse est une zone d'introduction des poudres : caséinate, lécithine, et amidon de pois le cas échéant. Les liquides (plastifiants et parfum le cas échéant) sont introduits dans la deuxième zone. L'extrudeuse comporte en outre une troisième zone consistant en une filière jonc cylindrique de diamètre 4 mm.
Le profil de vis est le suivant : 750 mm de vis à pas direct, 50 mm de vis de mélangeage, 100 mm de vis à pas inverse.
A la sortie de l'extrudeuse, le jonc est séché et introduit dans un granulateur pour donner des granulés de 2 à 3 mm de diamètre.
Exemple 1
Des granulés sans parfum sont préparés. La composition des granulés obtenus est donnée dans le tableau 1.
Caséinate Amidon de pois Eau Glycérol Lécithine
Formulation 1 selon l’invention 30% 30% 15% 22,5% 2,5%
Formulation comparative 60% / 15% 22,5% 2,5%
Le temps de dissolution de ces granulés a été mesuré de la façon suivante :
5g de granulés sont ajoutés à 1,5L d’eau déminéralisée à 30°C sous agitation (1200 tours/min). Le temps de dissolution compète est alors mesuré.
Temps de dissolution
Formulation 1 selon l’invention 40min
Formulation comparative 60min
Les résultats montrent que le matériau biodégradable selon l’invention, comprenant du caséinate et de l’amidon, permet de réduire le temps de dissolution des granulés, par rapport à ceux ne comprenant pas d’amidon.
Exemple 2
Des granulés comprenant du parfum ont également été préparés, en utilisant la formulation 1 et la formulation comparative. Le parfum a été ajouté pendant l’extrusion. La même quantité de parfum a été ajoutée dans les deux cas pour une quantité de parfum visée de 8%. Les résultats sont présentés dans le tableau 3.
La quantité de parfum intégrée est déterminée par dosage par GC/MS/FID.
Le rendement d’intégration est alors calculé de la façon suivante : quantité de parfum mesuré/quantité de parfum mise en œuvre *100
Quantité de parfum intégrée Rendement d’intégration

Formulation comparative		 5,1% 64%

Formulation 1 selon l’invention		 6,2% 78%
Les résultats montrent que le matériau biodégradable selon l’invention, comprenant du caséinate et de l’amidon, permet d’améliorer la quantité de parfum incorporée dans le matériau.
Des tests ont également été effectués pour déterminer s’il était possible d’incorporer le parfum de différentes façons :
1. dans un premier temps, fabrication des granulés sans parfum (formulation 1 selon l’invention), puis dans un deuxième temps, les granulés sont remis dans l’extrudeuse avec le parfum et réextrudés de la même façon que ci-dessus.
2. dans un premier temps, fabrication des granulés sans parfum (formulation 1 selon l’invention), puis imprégnation des granulés par trempage dans du parfum.
Dans les deux cas, il est possible d’obtenir un matériau biodégradable comprenant du parfum.

Claims (14)

  1. Matériau biodégradable caractérisé en ce qu’il comprend (en % en masse):
    1. entre 10 et 55 % de caséine et/ou de caséinate, de préférence entre 20 et 50 %, préférentiellement entre 25 et 45 %;
    2. entre 10 et 55% d’amidon, de préférence entre 15 et 45 %;
    3. entre 8 et 20% d’eau, de préférence entre 12 et 17 % ;
    4. entre 15 et 25% d’au moins un plastifiantd)différent dec), de préférence entre 17 et 23% ; et
    5. entre 0,5 et 6% d’au moins un tensioactife ), de préférence choisi parmi les tensioactifs zwitterioniques dont la HLB est comprise entre 2 et 8 ;
      ledit matériau étant capable d’intégrer et de diffuser des composés volatilesf), le rendement d’intégration de composés volatiles étant de préférence supérieur ou égal à 50%, et préférentiellement supérieur ou égal à 65%.
  2. Matériau biodégradable selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comprend en outre entre 0,1 et 30% de préférence entre 5 et 15%, de composés volatilesf).
  3. Matériau biodégradable selon la revendication 2 caractérisé en ce qu’au moins une partie des composés volatilesf)est encapsulée.
  4. Matériau biodégradable selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le ratio massiquea)caséine et/ou caséinate :b)amidon est compris entre et 90 :10 et 30 :70, de préférence entre 80 :20 et 40 :60, et préférentiellement entre 75 :25 et 50 :50.
  5. Matériau biodégradable selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que l’amidon est choisi parmi les amidons natifs, les amidons modifiés, et leurs mélanges.
  6. Matériau biodégradable selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le plastifiantd)est choisi parmi les polyols, les acétates de glycérol, les propionates de glycérol, et leurs mélanges, de préférenced)est choisi parmi le glycérol, le sorbitol, et leurs mélanges.
  7. Matériau biodégradable selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le tensioactife ) est de la lécithine.
  8. Matériau biodégradable selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est hydrosoluble.
  9. Granulés du matériau biodégradable selon l’une des revendications précédentes.
  10. Objet susceptible d’être obtenu après transformation par injection ou extrusion du matériau biodégradable selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ou des granulés selon la revendication 9.
  11. Utilisation du matériau biodégradable selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ou des granulés selon la revendication 9 pour parfumer du linge ou pour parfumer une pièce.
  12. Produit de consommation, de préférence parfumé, et préférentiellement un diffuseur de parfum d’ambiance ou un renforçateur d’odeur pour le soin du linge, comprenant le matériau biodégradable selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ou des granulés selon la revendication 9.
  13. Procédé de fabrication d’un matériau biodégradable selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    1. mise en œuvre d'une extrudeuse, de préférence une extrudeuse bi-vis ;
    2. introduction des composésa)àe), et des composés volatilesf) ,dans l'extrudeuse;
    3. extrusion du matériau biodégradable ;
    4. récupération du matériau biodégradable à la sortie de l’extrudeuse ; et
    5. éventuellement, séchage du matériau biodégradable ;
    l’étape 2 consistant de préférence à introduire (i) dans un premier temps, au moins une partie des composésa)àe) ,etf), se présentant sous forme solide, et, (ii) dans un deuxième temps, au moins une partie des composésa)àe) ,etf), se présentant sous forme liquide.
  14. Procédé de fabrication d’un matériau biodégradable selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    1. mise en œuvre d’une extrudeuse, de préférence une extrudeuse bi-vis ;
    2. introduction des composésa)àe)dans l'extrudeuse, en introduisant (i) dans un premier temps, au moins une partie des composésa)àe) ,se présentant sous forme solide, et, (ii) dans un deuxième temps, au moins une partie des composésa)àe)se présentant sous forme liquide ;
    3. extrusion du matériau biodégradable ;
    4. récupération du matériau biodégradable à la sortie de l’extrudeuse ;
    5. éventuellement, séchage du matériau biodégradable ; et
    6. éventuellement, (i) une étape d’imprégnation du matériau biodégradable par des composés volatilesf) ,ou (ii) une étape d’extrusion du matériau biodégradable avec des composés volatilesf).
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