Brevet FR2634673A1 — publié le 19900202

- La présente invention concerne un article à jeter après usage pour absorber les graisses produites pendant la cuisson d'aliments. Plus particulièrement, l'invention con- cerne un tel article, qui comprend un lit de particules absorbantes de constitution spéciale. Pendant la cuisson et la friture d'aliments, en particulier de viandes, sur des cuisinières et des plaques de cuisson, il se dégage des matières grasses, des huiles et des graisses, souvent sous forme de "brouillards" en suspension dans l'air. Toutes ces substances sont appelées ici collectivement des "graisses". Les graisses animales se condensent généralement sur et autour des grils à des températures maximales d'environ 82"C, températures aux- quelles la viscosité de la graisse est faible et o elle s'écoule très facilement, mais à des températures infé- rieures b environ 380C, la graisse devient très visqueuse. De nombreuses huiles de cuisson, telles que celles utili- sées dans la friture, sont liquides à la température am- biante et restent liquides même après un refroidissement modéré. Dans beaucoup de domiciles et de restaurants, les cuisinières et plaques de cuisson sont équipées de hottes et de ventilateurs d'évacuation qui aspirent les vapeurs de cuisson provenant de la surface de cuisson, par l'in- termédiaire d'un filtre et de conduits, et les envoient à l'extérieur du bâtiment ou les ramènent dans la pièce. Plusieurs filtres, jetables et non jetables,ont été propo- sés dans ce but. Par exemple, le brevet des E.U.A. Ne 4 689 058 décrit plusieurs de ces dispositifs et propose d'utiliser un filtre pour hotte de cuisinière comprenant un élément filtrant primaire en toile métallique et un filtre secondaire non tissé à jeter après usage. Après une utilisation prolongée, les filtres en toile métalli- que se colmatent et doivent être enlevés, les matières grasses et les graisses déposées doivent être dissoutes et les tamis minutieusement lavés avant d'être replacés dans le système. En l'absence de filtres, ou lorsque ceux-ci sont inefficaces, la graisse peut se déposer sur les surfaces de la hotte, du ventilateur d'évacuation et des conduits menant à l'extérieur du bâtiment, et même sur le toit du bâtiment. Ces dép8ts sont non seulement nocifs et malodo- rants, mais ils impliquent également des risques d'incen- dies. - On se débarrasse souvent de la graisse liquide en la versant simplement dans un récipient qui est jeté ensuite avec les ordures ménagères habituelles. Ce mode de rejet conduit souvent à des déversements formant des flaques glissantes et dangereuses. Le déversement peut dans une certaine mesure être évité en solidifiant la graisse. Cependant, certaines graisses, en particulier les huiles de cuisson, restent liquides même après refroi- dissement. On a encore besoin d'un dispositif à jeter après usage qui puisse absorber efficacement et immobiliser les graisses engendrées pendant la cuisson. Le but de la pré- sente invention est de fournir un tel article absorbant. La présente invention fournit un article à jeter après usage destiné à capter et immobiliser les graisses de cuisson. L'article comprend un lit de matière absor- bante contenu dans un récipient. Le récipient comporte une entrée par laquelle la graisse peut pénétrer pour venir au contact du lit. La matière absorbante du lit se compose essentiellement de particules, de préférence de polymère polyoléfinique, et de microfibres polyoléfiniques. Le lit comporte une partie d'entrée qui occupe au moins le quart de la profondeur totale du lit. La partie d'entrée contient de multiples passages et son volume libre est d'au moins 50 %, de préférence d'au moins 85 %. Une frac- tion d'au moins 25 %, de préférence d'au moins 50 %, de la surface totale de section transversale de la partie d'entrée du lit est occupée par des passages ayant au moins 2 mm de largeur. Les microfibres sont présentes dans les régions du lit qui ont un volume libre d'au moins 80 %, de préférence d'au moins 85 %. Les microfibres représentent au moins 30 % du volume total du lit et de préférence pas plus d'environ 65 %. Dans certaines formes de réalisation préférées de l'invention, le lit a une profondeur de 1 cm à 1 mètre la polyoléfine est du polyéthylène ou du polypropylène; les microfibres polyoléfiniques sont constituées de poly- propylène soufflé à l'état fondu ou de polyéthylène filé par filage éclair; et les particules sont constituées de micromousse de'polypropylène. Les particules et les micro- fibres peuvent être présentes dans le lit sous forme d'un mélange sensiblement homogène ou de couches. Lorsque le lit est un mélange homogène, il est préférable que l'entrée du lit soit recouverte d'un élément à mailles ouvertes ayant une surface ouverte d'au moins 50 %, et que le lit soit sous la forme d'un élément plan de 2 à 5 cm d'épais- seur. Lorsque les particules et les microfibres sont dis- posées en couches, il est préférable que le lit comprenne une première couche qui est la plus proche de l'entrée et se compose essentiellement des particules et une der- nière couche la plus éloignée de l'entrée et se compose essentiellement des microfibres polyoléfiniques, et que le lit ait une profondeur de 10 cm à 1 mètre. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels des articles absorbants de l'invention sont représentés en coupe. Sur ces dessins: la Figure 1 représente un tel article comprenant un récipient 20 à extrémité ouverte, contenant un lit absorbant dans lequel des particules ou microfibres de matières et tailles différentes sont disposées en trois couches différentes 15, 16 et 17; la Figure 2 représente un article absorbant de l'invention dans lequel le lit absorbant 10 comprend un mélange de particules et de microfibres placé dans un ré- cipient 20 à extrémité ouverte; et la Figure 3 représente un lit absorbant 10 dis- posé entre des parois à mailles ouvertes. Les dispositifs absorbants des Figures 1 et 2 sont particulièrement utiles pour capter et immobiliser les graisses chaudes qui dégouttent des grils. Les dispo- sitifs absorbants de la figure 3 conviennent en particu- lier pour être installés dans des conduits d'évacuation de hottes de cuisine classiques pour capter et immobiliser les graisses de cuisson en suspension dans l'air. Selon la présente invention, la matière absorbante se compose essentiellement de microfibres polyoléfiniques et de particules. Le lit comporte une partie d'entrée qui occupe au moins le quart de la profondeur totale du lit. La partie d'entrée est traversée par une multitude de passages qui lui confèrent un volume libre d'au moins 50 %, de pré- férence d'au moins 85 %. Une fraction d'au moins 25 %, et de préférence d'au moins 50 %, de la surface totale de section transversale de la partie d'entrée du lit est occu- pée par des passages ayant au moins 2 mm de largeur. Les microfibres sont présentes dans les régions du lit qui ont un volume libre d'au moins 80 % (de préférence d'au moins %). Les microfibres représentent au moins 30 % du volume total du lit. Cette constitution du lit permet de capter les fractions de graisse plus visqueuses près de l'entrée du lit sans empêcher les fractions moins visqueuses de s'écouler dans le reste du lit o elles peuvent être cap- tées par les microfibres du lit. Des matières appropriées pour les particules du lit comprennent de petits morceaux de pellicule polymère, des cubes en matière plastique, des particules de micro- mousse, etc. De préférence, les particules de la matière de lit absorbant sont des particules filées par filage éclair constituées de polypropylène ou polyéthylène expansé, préparées par les techniques générales du brevet des E.U.A. N" 3 227 664 dont la description est incorporée ici par cette référence. Ces particules de polyoléfines peuvent également être préparées en transformant en particules une feuille de micromousse de polypropylène (par exemple du type vendu par Ametek, Inc.) par granulation au moyen de l'appareil DSF-Granulator de Sprout-Bauer, réglé de ma- nière à produire des particules d'une taille nominale de 6,35 à 24,5 mm. Les tailles nominales renvoient aux ouver- tures des tamis utilisés dans l'appareil. Au lieu d'être présentes sous forme de particu- les individuelles, les "particules" du lit peuvent être reliées entre elles comme dans une éponge ou une éponge à cellules ouvertes. Ces structures agiraient pratiquement de la même manière en donnant sensiblement les mêmes tésul- tats que les particules de l'invention. Ainsi, aux fins de la présente invention, ces structures seraient équivalentes aux particules, pourvu naturellement que soient respectés les critères concernant le volume libre et les passages décrits ci-après. Par conséquent, le terme "particules" inclut, au sens o on l'entend ici, ces structures en éponge et à cellules ouvertes. - Les microfibres de polyoléfine à utiliser dans la présente invention peuvent être sous la forme de pulpes synthétiques de polypropylène ou de polyéthylène (voir Encyclopedia of Chemical Technology de Kirk-Othmer, vol. 19, 3ème édition, John Wiley & Sons, pages 420 et suivan- tes, 1982). Parmi les pulpes synthétiques de polyéthylène appropriées du commerce, on peut citer "Pulpex" vendu par Hercules, Inc., et/ou "Pulpus" vendu par E. I. Du Pont de Nemours & Co. Ces pulpes synthétiques sont fabriquées par des techniques connues de "giclement" ou de filage éclair, telles que celles décrites dans'le brevet des E.U.A. N 3 227 664 précité dont la description est incorporée ici par cette référence. Une autre source de microfibres est une feuille de polyéthylène filée par filage éclair, légèrement consolidée, décrite dans le brevet des E.U.A. N 3 169 899 dont la description est incorporée ici par cette référence. Cette feuille peut être granulée, par exemple au moyen de l'appareil DSF-Granulator de Sprout- Bauer réglé de manière à produire des particules d'une taille nominale de 4,76 mm convenant pour être utilisées dans la présente invention. Le produit granulé est une masse très volumineuse de particules fibreuses hautement fibrillées. D'autres constituants utiles des articles absor- bants de l'invention peuvent être préparés facilement et économiquement. Par exemple, le récipient 20 des Figures 1 et 2 peut être sous la forme d'une boîte en carton paraffiné. De telles boîtes en carton sont particulièrement utiles pour recueillir et immobiliser les graisses produi- tes autour des grils (par exemple une boite en carton de 1,90 litre contenant 113 g de lit absorbant ou un récipient de 7,5 litres contenant 0,454 kg de lit absorbant. La ma- tière du lit absorbant peut être tout aussi facilement maintenue dans des récipients tels que des seaux, des bocaux, des pots, des boîtes en ferblanc, des réservoirs de 200 litres, etc. Dans d'autres formes de réalisation de l'article absorbant les graisses de l'invention, le lit absorbant peut être maintenu dans un récipient qui est formé avec une structure à mailles ouvertes, par exemple un tamis à mail- les ouvertes, une plaque métallique perforée, un tissu à mailles ouvertes, etc. (par exemple un tissu de poly- propylène tissé à mailles de 6,35 mm ayant une surface ouverte de 50 %, par exemple celui vendu par Amoco Fabrics Co.). Ces articles absorbants peuvent être fabriqués sous forme cylindrique ou sous forme de plaque, selon l'empla- cement désiré o les articles doivent être utilisés. Ces plaques, tampons ou cylindres peuvent être placés à l'endroit o dégoutte de la graisse condensée (par exemple sur les planchers autour des grils, sur les toits, sous les con- duits d'évacuation, etc.). Ces articles de l'invention con- viennent en particulier pour absorber et immobiliser les graisses d'évacuation de cuisson qui se condensent sur et autour des grils, des friteuses, des poêles à frire, des conduits d'évacuation, des ventilateurs aspirants, des toits, etc. Lorsque le lit absorbant contenu dans l'article absorbant du produit de l'invention a une profondeur impor- tante (par exemple supérieure à 10 cm), il est préférable que les microfibres soient concentrées dans les couches les plus éloignées du côté d'entrée du lit pour permettre une totale saturation sans colmatage prématuré des couches su- périeures par les fractions plus visqueuses de la graisse. Lorsque l'article absorbant est sous la forme d'une feuille, couverture ou plaque relativement mince (par exemple de 0,5 à 5 cm), il est préférable que les particules et les microfibres forment un lit intimement mélangé à l'intérieur du récipient. Le pouvoir qu'ont les diverses matières de lit d'absorber et immobiliser de la graisse est évalué par les deux méthodes d'essai suivantes. Dans chaque essai, on - utilise un échantillon de 400 cm du lit absorbant d'essai placé dans un bécher en verre de 500 cm3. Dans chaque essai, on utilise de la graisse animale ayant été recueillie sur un conduit d'évacuation placé au-dessus d'un gril à hamburgers et chauffée à la température d'essai désirée dans une étuve à air chaud pendant deux heures. Pour l'essai d'absorption de graisse, on verse 3. cm de la graisse en une période de 10 secondes dans le bécher contenant la matière de lit soumise à l'essai. On exécute l'essai avec de la graisse à une température d'environ 35 C ou d'environ 82 C. On examine la profondeur à laquelle la graisse coule dans le lit. Si la graisse pé- nètre et se répartit d'elle-même dans tout le lit et ne s'accumule pas dans les couches d'entrée du lit et ne les obstrue pas, le lit soumis à l'essai est considéré comme satisfaisant à la température d'essai. A la fin de l'essai d'absorption de graisse, on exécute l'essai d'immobilisation de graisse en plaçant le bécher d'essai et son contenu dans une étuve à 820C et en chauffant pendant deux heures. On retire le bécher et le renverse immédiatement (c'est-à-dire en le mettant en une position horizontale) pour déterminer si le lit et la graisse sont immobilisés (c'est-à-dire ne coulent pas en dehors du bécher). Les lits d'o la graisse s'écoule à 82 C sont remis à l'essai avec des échantillons neufs que l'on maintient dans l'étuve pendant deux heures à une température de 35 C (au lieu de la température de 82 C précédemment employée) avant de répéter l'essai de renver- sement. Un écoulement de graisse en dehors du lit est con- sidéré comme le fait que le lit soumis à l'essai échoue à l'essai d'immobilisation de graisse. Pour déterminer le volume libre des lits et les largeurs et surfaces des passages des lits, on emploie les méthodes suivantes. On détermine le volume libre d'après des mesures de poids et de densité des différentes couches de lit et d'après la densité de la matière dont est cons- tituée la couche, et on le calcule comme suit: % de volume libre = 100 (D - Da)/D o D est la densité de la matière dont sont constituées m les particules ou les microfibres, et Da est la densité apparente du lit ou d'une de ses cou- ches. On mesure les dimensions des passages entre particules en section transversale sous une loupe à l'aide d'une échelle et d'un éclairage oblique. EXEMPLES 1 A 4 On prépare des échantillons d'articles absor- bants réalisés selon l'invention, les met à l'essai et les compare avec d'autres matières quant à leur capacité de capter et immobiliser la graisse. Ces exemples et les comparaisons mettent clairement en évidence les avantages des lits réalisés selbn l'invention par rapport à des lits réalisés avec des matières et des géométries qui sont en dehors du cadre de l'invention. Plusieurs matières sont utilisées pour la prépa- ration des lits des Exemples. On prépare des particules de micromousse de polypropylène en granulant une plaque de micromousse de polypropylène, achetée chez Ametek, Inc., au moyen d'un appareil DSF-Granulator de Sprout-Bauer fonctionnant avec des tamis ayant des ouvertures nominales de 19,05 mm et 6,35 mm. On prépare des microfibres de polyéthylène avec le même appareil, fonctionnant avec des tamis d'une ouverture nominale de 4,76 mm, en granulant à une taille nominale de 4,76 mm une feuille constituée de fibrilles de pellicule, légèrement consolidée, du type décrit dans le brevet des E.U.A. N 3 169 899. On obtient les microfibres de poiypropylène en hachant des morceaux d'un mat absorbant de fibres de polypropylène soufflé à l'état fondu, acheté chez New Pig Corporation, Altoona, PA, dans un mélangeur de laboratoire actionné à 800 tr/min pendant 2 minutes. Toutes les tailles de particules citées dans les exemples renvoient aux ouvertures nominales des tamis du granulateur qui ont été utilisés pour préparer les particules. Pour l'Exemple 1, on construit et met à l'essai unlit tricouche du type représenté sur la Figure 1. La couche la plus proche de l'entrée est essentiellement cons- tituée de particules de micromousse de polypropylène hachée ayant une taille nominale de 19,05 mm. La deuxième couche est essentiellement constituée de particules de micromousse de polypropylène hachée ayant une taille nominale de 4,76 mm. La troisième couche, qui est la plus éloignée de l'entrée, est essentiellement constituée de microfibres consistant en fibrilles de pellicule de polyéthylène. Pour l'Exemple 2, les trois couches du lit absor- bant de l'Exemple 1 sont mélangées pour former un lit absorbant de particules et microfibres mélangées. Pour l'Exemple 3, on construit le lit avec la même couche d'entrée et la même couche centrale qu'à l'Exemple 1, mais l'on remplace les microfibres de poly- éthylène de la couche la plus éloignée de l'entrée par des microfibres de polypropylène. Pour l'Exemple 4, on mélange comme dans l'Exem- ple 2 les trois couches de l'Exemple 3 pour former un lit de microfibres et particules mélangées. On prépare plusieurs lits de comparaison cons- titués chacun d'une seule matière. Ces lits absorbants sont uniquement constitués: pour la Comparaison a, de microfibres de polyéthylène du type utilisé dans la troi- sième couche du lit de l'Exemple 1; pour la Comparaison b, de microfibres de polypropylène du type utilisé dans la troisième couche du lit de l'Exemple 3; pour la Comparai- son c, de sable; pour la Comparaison d, de sciure de bois. et pour la Comparaison e, de copeaux de pin. On prépare un un cinquième échantillon comparatif, la Comparaison f, avec un lit composé de trois couches de bois, o la couche d'en- trée du lit consiste en fragments d'écorce de pin, la cou- che centrale en copeaux de pin et la couche la plus éloi- gnée de l'entrée en sciure de bois. Le Tableau I résume la constitution du lit absor- bant de chacun des exemples et chacune des comparaisons. Le tableau donne, pour chaque couche de lit, son épaisseur, sa masse volumique, son volume libre, son pourcentage du volume total du lit et son pourcentage de surface de sec- tion transversale du lit qui est occupé par des passages d'au moins 2 mm de largeur. Le Tableau 2 résume les ré- sultats des essais d'absorption de graisse et d'immobili- sation de graisse. - Tableau 1 Constitution du lit Epaisseur Masse vo- % de volume % du volume % de sur- cm lumique libre du lit face >2mm Echantillon 9g/cm3 de largeur de l'invention Exemple 1 Couche 1 2,5 0,02 71 22 >50 Couche 2 3,8 0,03 57 33 >30 Couche 3 5,1 0,10 89 45 0 Exemple 2 11,4 0,04 95 100 >50 Exemple 3 Couche 1 2,5 0,02 71 22 >50 Couche 2 3,8 0,03 57 33 >30 Couche 3 5,1 0,06 93 45 0 Exemple 4 11,4 0,04 96 100 50 Coparaisons a 11,4 0,10 89 100 0 b 11,4 0,06 93 100 0 c 11,4 5,3 79 100 0 -d 11,4 0,16 64 100 0 e 11,4 0,55 84 100 0 f Couche 1 5,1 0,25 44 45 >38 Couche 2 2,5 0,06 84 22 Tableau 2 Essais d'absorption et d'immobilisation de graisse Essais d'absorption* Essais d'immobilisation 35 C 82oC 35 C 82 C De l'Invention Exemple 1 Passe (0) Passe (0) Passe Passé Exemple 2 Passe (0) Passe (0) Passe Passe Exemple 3 Passe (0) Passe (0) Passe Passe Exemple 4 Passe (0) Passe (0) Passe Passe Comparaisons a Echoue (11) Passe (1) Echoue Echoue b Echoue (6) Echoue (3) Echoue Echoue c Echoue (11) Echoue (4) Echoue Echoue d Echoue (11) Echoue (5) Echoue Echoue e Echoue (10) Echoue (0) Echoue Echoue f Echoue (10) Echoue (0) Echoue Echoue f Echoue (7) Echoue (2) Echoue Echoue * Le nombre indiqué entre parenthèses est la distance mesurée en cm depuis le fond du lit jusqu'au point de pénétration la plus profonde de la graisse dans le lit 11 cm représente une pénétration nulle de la graisse et 0 une pénétration totale. Le Tableau 2 met clairement en évidence la supériorité des produits de l'invention (Exemples 1 à 4) sur toutes les comparaisons (a à f). Dans les lits selon l'invention, la graisse refroidie (35 C) pénètre aisément dans le lit et y est uniformément absorbée. Après avoir été chauffée à 82 C, la graisse reste encore totalement immobilisée l'intérieur du lit. Les lits mélangés des Exemples 2 et 4 ne sont que légèrement moins efficaces, comparativement aux lits tricouches des Exemples respectifs 1 et 3, en laissant la graisse visqueuse se répartir d'elle-même rapidement dans tout le lit, mais sont à peu près aussi efficaces pour immobiliser la graisse. Cependant, chacun des quatre lits réalisés selon l'invention est de loin supérieur à l'un quelconque des lits de comparaison quant à l'absorption et l'immobilisation de la graisse. Contrairement aux lits absorbants des exemples, tous les lits des échantillons de comparaison ont tendance à être colmatés par la graisse à des températures infé- rieures à 66 C; à des températures d'environ 38 C ou moins, le colmatage est très rapide. Même lorsque la graisse est introduite dans des lits de ces matières à des températures de 82 C ou plus, et que le lit et la graisse captée sont ensuite refroidis entre 32 et 38 C, la graisse captée reste suffisamment fluide pour se déver- ser hors du lit. A noter également que même lorsque les absorbants sont constitués de microfibres de polyoléfine d 100 %, la graisse ne peut être introduite dans ces lits qu'à de hautes températures, puis les couches d'entrée du lit se colmatent habituellement rapidement et limitent fortement la possibilité d'absorber de la graisse pour les parties restantes du lit. - Dans un autre essai, on inonde d'eau les lits polyoléfiniques des Exemples 1 à 4, puis on enlève l'eau par écoulement. Les lits ainsi mouillés des Exemples 1 à 4 se comportent sensiblement de la même façon que les lits secs dans les essais d'absorption-et d'immobilisation de graisse. Par contre, ce mouillage des lits à base de bois des Comparaisons d, e et f rend ces lits encore moins efficaces dans l'absorption et l'immobilisation de graisse que lorsque les lits sont mis à l'essai en l'absence d'eau. REVENDICATIONS 1. Article à jeter après usage pour capter et immobiliser des graisses de cuisson, caractérisé en ce qu'il comprend un lit (10; 15, 16, 17) de matière absor- bante disposé dans un récipient (20), le récipient comporte une entrée par laquelle la graisse peut pénétrer pour venir au contact du lit, la matière absorbante du lit se compose essentiellement de microfibres de polyoléfine et de parti- cules, le lit comprend une partie d'entrée qui occupe au moins un quart de la profondeur totale du lit, la partie d'entrée comportant de multiples passages qui la traver- sent, son volume libre étant d'au moins 50 % et une frac- tion d'au moins 25 % de sa surface totale de section trans- versale étant constituée par des passages ayant une largeur d'au moins 2 millimètres, et les microfibres sont présen- tes dans des régions du lit o le volume libre est d'au moins 80 %, les microfibres représentant au moins 30 % du volume total du lit. 2. Article selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume libre est d'au moins 85 %, une fraction d'au moins 50 % de la surface de section transversale de la partie d'entrée du lit étant constituée par des passages d'au moins 2 mm de largeur et les microfibres ne représen- tent pas plus de 30 % du volume du lit. 3. Article selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules et les microfibres sont consti- tuées de polyoléfines et la profondeur du lit est de 1 cm à 1 mètre. 4. Article selon la revendication 3, caractérisé en ce que la polyoléfine est le polyéthylène ou le poly- propylène. 5. Article selon la revendication 1, caractérisé en ce que les microfibres de polyoléfine-sont choisies dans le groupe formé par le polypropylène soufflé à l'état fondu et le polyéthylène filé par filage éclair. 6. Article selon la revendication 3, caractérisé en ce que les particules sont des particules de micromousse de polypropylène. 7. Article selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les particules et les microfibres forment un mélange sensiblement homogène. 8. Article selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que l'entrée du lit est couverte par un élément à mailles ouvertes (30) ayant une surface ouverte d'au moins 50 %, le lit est sous la forme d'un êlément plan et plat ayant une épaisseur de 2 à 5 cm, et les particules et les microfibres forment un mélange sensiblement homogène. 9. Article selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que le lit comprend une première couche (15) qui est la plus proche de l'entrée et se compose essentiellement de particules grossières et une dernière couche (17) qui est la plus éloignée de l'entrée et se compose essentiellement de microfibres de polyoléfine, et la profondeur du lit est de 10 cm à 1 mètre.