Brevet FR2821238A1 — publié le 20020830

Masse absorbante et litière pour animaux L'invention concerne des masses absorbantes, destinées à l'absorption de liquides. Les masses absorbantes solides trouvent diverses applications dans la vie courante et dans l'industrie. Les masses absorbantes à l'état de poudres ou de granules trouvent notamment une utilisation importante dans la fabrication de litières absorbantes pour animaux, principalement les animaux domestiques tels que les chats et les rongeurs. Les propriétés recherchées pour ces litières comprennent notamment l'absence d'effet répulsif vis-à-vis des animaux auxquels elles sont destinées, une bonne absorption des déjections animales liquides, sans formation de boues, une résistance mécanique suffisante pour supporter le poids de l'animal, un faible poids spécifique apparent et une faible tendance à adhérer au sol en cours d'usage. Diverses catégories de litières ont été proposées, mais aucune ne présente l'ensemble des propriétés optimum recherchées. Une première catégorie de litières est formée de roches minérales poreuses d'origine volcanique. Ces litières connues présentent généralement les propriétés recherchées en ce qui concerne le poids spécifique apparent et l'adhérence au sol. Elles sont par contre très déficientes en ce qui concerne l'absorption des déjections animales liquides, ce qui implique le désavantage d'une grande consommation de litière et nécessite de fréquents remplacements de celle-ci. Une seconde catégorie de litières connues est formée d'argiles, telles que la bentonite, l'attapulgite et la montmorillonite. Ces litières connues ont généralement un faible taux d'absorption des déjections animales liquides et tendent à former des boues en cours d'usage et à adhérer au sol, ce qui complique leur évacuation après usage. Une troisième catégorie de litières connues comprend les litières végétales. ZD Celles-ci, utilisées indifféremment pour les animaux de compagnie ou pour le bétail, sont généralement fabriquées à partir de copeaux de bois, ou de pailles. Elles présentent l'avantage d'un faible poids spécifique, mais leur efficacité à absorber les déjections animales liquides est faible. Elles sont par ailleurs onéreuses. L'invention vise à fournir une masse absorbante solide, qui combine l'ensemble des propriétés avantageuses des masses absorbantes connues décrites ci-dessus, sans en présenter les désavantages. En conséquence, l'invention concerne une masse absorbante comprenant une poudre d'une matière minérale, qui se caractérise en ce que la matière minérale comprend au moins un composé calcique et est mélangée à des fibres végétales. Dans la masse absorbante selon l'invention, la matière minérale comprend au moins un composé calcique. On entend par composé calcique, tout composé du calcium qui est sensiblement insoluble dans les liquides auxquels la masse absorbante est destinée. On utilise de préférence un composé du calcium qui est sensiblement inerte chimiquement vis-à-vis desdits liquides. Le choix du composé calcique va dès lors dépendre de la destination de la masse absorbante, en particulier des liquides que l'on vise à faire absorber par elle. Le carbonate de calcium, le sulfate de calcium et l'hydroxyde de calcium sont des composés calciques qui conviennent bien dans la majorité des cas, particulièrement dans le cas où la masse minérale est destinée à l'absorption de déjections animales liquides, telles que l'urine. Le carbonate de calcium et le sulfate de calcium sont préférés, spécialement le carbonate de calcium anhydre. Le calcaire broyé convient bien. En plus du composé calcique, la matière minérale peut éventuellement contenir d'autres composés minéraux, sensiblement exempts de calcium. Ceux-ci sont de préférence insolubles dans les liquides auxquels la masse absorbante est destinée et de préférence inertes chimiquement vis-à-vis de ces liquides. La matière minérale contient avantageusement des argiles, en plus du composé calcique. La matière minérale est présente à l'état d'une poudre dans la masse absorbante. Le diamètre optimum de la poudre résulte d'un compromis entre la recherche d'une capacité d'absorption maximum des liquides et la facilité de manipulation. En général, le diamètre optimum de la poudre va dépendre notamment du composé calcique et, le cas échéant, des autres composés minéraux, notamment de leur masse spécifique. En pratique, il est souhaitable que la poudre présente un diamètre moyen de particule d'au moins 0, 10 um, de préférence d'au moins 1, 00 um. Il est souhaitable que le diamètre moyen de la poudre n'excède pas 2 mm, de préférence 100 um. Les diamètres moyens de 0, 1 à 10 um conviennent habituellement bien. Dans le présent mémoire, le diamètre moyen de particule de la poudre est déterminé au moyen d'un granulomètre aux rayons X Sedigraph 5100 (Micromeritics Inst Corp. USA). La teneur pondérale de la masse absorbante en composé calcique va dépendre du choix du composé calcique et de la destination de la masse absorbante. En général, il est souhaitable que la masse absorbante contienne plus de 30 % (de préférence au moins 60 %) en poids de composé calcique, les teneurs supérieures ou égales à 65 % étant spécialement avantageuses. Il est préférable que la teneur pondérale de la masse absorbante en composé calcique n'excède pas 95 %, de préférence 90 %. Des teneurs pondérales en composés calcique de 65 à 95 % conviennent bien, les teneurs de 70 à 85 % étant préférées. Dans le présent mémoire, à défaut d'indication contraire, les teneurs pondérales sont exprimées en poids de matière sèche. Le choix des fibres végétales n'est pas critique. Celles-ci peuvent par exemple comprendre de la paille hachée, des écorces de céréales, des fibres de coton ou de lin, ou des copeaux de bois. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les fibres végétales sont des fibres de cellulose. Celles-ci peuvent éventuellement comprendre des fibres cellulosiques recueillies du recyclage de 1 vieux papiers ou cartons. En variante, elles peuvent être exclusivement constituées de cellulose recueillie du recyclage de vieux papiers ou cartons. La teneur optimum de la masse absorbante en fibres végétales va dépendre de la nature des fibres végétales, de leurs dimensions, du composé calcique et de la destination de la masse absorbante. En général, il est souhaitable que la masse absorbante contienne au moins 5 % (de préférence au moins 10 %) en poids de fibres végétales, les teneurs supérieures ou égales à 15 % étant spécialement avantageuses. Il est préférable que la teneur de la masse absorbante en fibres végétales n'excède pas 50 %, de préférence 40 %, les valeurs inférieures ou égales à 35 % étant spécialement recommandées. Des teneurs pondérales en fibres végétales de 5 à 35 % conviennent généralement bien, les teneurs de 15 à 30 % étant spécialement avantageuses. Des masses absorbantes conformes à l'invention, comprenant de 70 à 85 % en poids de composé calcique et de 15 à 30 % en poids de fibres végétales conviennent spécialement bien pour l'absorption de déjections animales liquides. Elles conviennent bien pour les animaux de compagnie, particulièrement les chats. Dans le présent mémoire, on entend désigner par déjections animales à la e fois les fèces et l'urine. Dans le cas où la masse absorbante contient de l'argile, il est préférable que celle-ci n'excède pas 5 % en poids. Des exemples de compositions conformes à l'invention comprennent de 60 à 90 % en poids de composé calcique, de 5 à 35 % en poids de fibres végétales et de 0 à 5 % en poids d'argile. La masse absorbante selon l'invention peut éventuellement contenir des additifs destinés à lui conférer des propriétés additionnelles particulières, par exemple des parfums ou des agents antiseptiques. Dans une forme de réalisation particulière de la masse absorbante selon l'invention, la matière minérale comprend un résidu sec de la distillation d'une eau mère résiduaire d'une soudière à l'ammoniaque. On entend par résidu sec de la distillation d'une eau mère d'une soudière à l'ammoniaque, un résidu solide, anhydre, que l'on a séparé d'une suspension aqueuse provenant d'une colonne de distillation de l'eau mère de la fabrication de carbonate de sodium par le procédé à l'ammoniaque. Des exemples de constitution d'une telle suspension aqueuse sont fournis dans le traité Te-Pang Hou, "Manufacture of soda", seconde édition, Hafner Publishing Company, 1969, page 237. De tels résidus secs comprennent, comme constituants principaux, du carbonate de calcium, du sulfate de calcium et de l'hydroxyde de calcium. En plus de ces constituants, ils contiennent souvent des composés du magnésium, des oxydes de fer, de l'alumine et de la silice. Les teneurs en ces divers constituants dépendent de l'origine des matières premières utilisées dans le procédé à l'ammoniaque de fabrication du carbonate de sodium, ainsi que des paramètres de fonctionnement de ce procédé. Des résidus secs convenant bien pour cette forme de réalisation de l'invention comprennent au moins 40 % (de préférence au moins 35 %) en poids de carbonate de calcium, au moins 1 % (de préférence au moins 5 %) en poids d'hydroxyde de calcium et au moins 1 % (de préférence au moins 10 %) en poids de sulfate de calcium. De préférence, les teneurs pondérales maximum du résidu sec en ces trois constituants n'excèdent pas respectivement 90 % (de préférence 80 %) dans le cas du carbonate de calcium, 40 % (de préférence 30 %) dans le cas de l'hydroxyde de calcium et 45 % (de préférence 40 %) dans le cas du sulfate de calcium. Des résidus secs spécialement recommandés contiennent de 40 à 70 % (avantageusement de 50 à 60 %) en poids de carbonate de calcium, de 1 à 25% (avantageusement de 5 à 15 %) en poids d'hydroxyde de calcium, de 1 à 40 % (avantageusement de 20 à 35 %) en poids de sulfate de calcium et, éventuellement, jusqu'à 10 % (généralement de 1 à 10 %) en poids de silice. Au besoin, on peut soumettre un résidu sec industriel à un procédé d'enrichissement pour atteindre ces teneurs optimum. Les masses absorbantes conformes à cette forme de réalisation de l'invention présentent une bonne capacité d'absorption des liquides acides, et elles conviennent spécialement bien pour l'absorption des déjections animales liquides, spécialement celles du bétail et des animaux de compagnie. Elles constituent par ailleurs un moyen de valoriser un déchet industriel, ce qui constitue un avantage à la fois économique et environnemental. La masse absorbante selon l'invention trouve indifféremment des applications dans l'industrie et des applications domestiques. Dans l'industrie, elle peut notamment servir au nettoyage de locaux industriels ou à éponger des ZD liquides répandus accidentellement sur le sol. Un exemple d'une telle application est l'épongeage d'un liquide déversé accidentellement sur une route à la suite d'un accident de la circulation. L'invention concerne dès lors également l'utilisation de la masse absorbante selon l'invention pour l'épongeage d'un liquide sur un sol. La masse absorbante selon l'invention s'est révélée spécialement adaptée à l'absorption des déjections animales liquides, principalement des urines. L'invention concerne dès lors également une litière pour animaux, qui comprend une masse absorbante conforme à l'invention. Par comparaison avec les litières connues, décrites plus haut, la litière selon l'invention combine un ensemble de propriétés avantageuses, parmi lesquelles un faible poids spécifique apparent, une résistance mécanique élevée, suffisante pour résister à l'écrasement sous le poids d'un animal et une haute capacité d'absorption des déjections animales liquides, sans former de boues. Par ailleurs, lorsqu'elles sont humidifiées par les déjections animales, elles n'adhèrent pas au sol, ce qui constitue un avantage pour leur évacuation après usage. La litière selon l'invention convient pour le bétail, la volaille et les animaux de compagnie. Elle convient indifféremment pour le gros bétail (bovins, chevaux), le petit bétail (ovins, porcins) et la volaille d'élevage (poules, canards, oies, dindons, par exemple). La litière selon l'invention est spécialement adaptée aux animaux de compagnie ; spécialement les chats et les petits rongeurs. L'intérêt de l'invention va apparaître au cours de la description suivante de quelques essais effectués avec des masses absorbantes. Dans les essais dont la description suit, on a utilisé une boue provenant de la distillation d'une eau mère de la fabrication de carbonate de sodium par le procédé à l'ammoniaque. La composition de la boue, après lavage à l'eau pour en évacuer les matières hydrosolubles, est mentionnée au tableau 1 ci-dessous. Tableau 1. Composants Teneur pondérale (% de matière sèche) Ca0350-60 Ca (OH) 2 0-15 CaS0425-35 Silice 0-10 Eau 330 g/kg boue Cette boue a servi à la fabrication de quelques masses absorbantes, qui sont examinées dans les essais dont la description suit. Première série d'essais (conformes à l'invention) On a prélevé deux échantillons de la boue obtenue plus haut. A chaque échantillon, on a additionné des fibres cellulosiques sèches (provenant du défibrage de papier), ainsi que de l'eau en une quantité réglée pour que le mélange aqueux obtenu contienne de 300 à 500 g d'eau par kg. On a traité celuici dans un malaxeur, pour obtenir une masse homogène extrudable. La composition des deux échantillons de boue, additionnés de fibres est mentionnée au tableau 2 ci-dessous. Tableau 2. Echantillon Composition n (% en poids de matière sèche) Boues Fibres Origine des fibres 77 23 papier journal 2 86 14 carton Par passage dans une extrudeuse, chaque échantillon a été converti en une série de filaments, que l'on a soumis à un séchage suffisant pour éliminer la totalité de l'eau. On a soumis le produit sec recueilli du séchage successivement à un broyage et à un criblage, duquel on a recueilli une masse absorbante conforme à l'invention. On a mesuré le poids spécifique apparent des deux masses absorbantes obtenues et on les a en outre soumises à un test d'absorption d'eau. Pour effectuer le test d'absorption d'eau, on a introduit 10 g d'eau dans une enceinte cylindrique verticale de 90 mm de diamètre intérieur et on y a versé progressivement la masse absorbante jusqu'à absorption complète de l'eau. Le pouvoir absorbant de la masse absorbante est défini par la relation : A (%) = 100 * M, où P A désigne le pouvoir absorbant de la masse absorbante, M désigne la quantité d'eau mise en oeuvre, et P désigne le poids de la masse absorbante. Le poids spécifique et les résultats du test d'absorption sont reproduits au tableau 3 ci-dessous. Tableau 3. Echantillon Poids spécifique Pouvoir absorbant no (kg/m) (%) 1 380 127 2 560 63 Seconde série d'essais (non conformes à l'invention). On a utilisé deux autres échantillons de la boue décrite plus haut. Un premier échantillon a été traité tel quel, comme décrit à la première série d'essais, mais sans y ajouter de fibres ni d'autres additifs. Au second échantillon, on a ajouté 14 % de bentonite. Les compositions des deux échantillons (numérotés 3 et 4) sont consignées dans le tableau 4 ci-dessous. Tableau 4. Echantillon Composition n (% en poids de matière sèche) Boue Additif % 3 100- 4 86 Bentonite 14 On a mesuré le poids spécifique apparent des masses absorbantes obtenues et on e les a soumises au test d'absorption d'eau décrit plus haut. Les résultats sont mentionnés au tableau 5 ci-dessous. Tableau 5. Echantillon Poids specifique Pouvoir absorbant n (kg/m3) (%) 3 947 29 4 960 52 Une comparaison des résultats du tableau 3 (masses absorbantes conformes à l'invention) avec ceux du tableau 5 (masses absorbantes non conformes à l'invention) fait apparaître le progrès apporté par l'invention en ce qui concerne le poids spécifique de la masse absorbante et sa capacité d'absorption d'eau. REVENDICATIONS 1. Masse absorbante comprenant une poudre d'une matière minérale, caractérisée en ce que la matière minérale'comprend au moins un composé calcique et est mélangée à des fibres végétales. 2. Masse absorbante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins 5 % en poids de fibres végétales et plus de 30 % en poids du composé calcique. 3. Masse absorbante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le composé calcique est constitué pour l'essentiel par du calcaire broyé. 4. Masse absorbante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la matière minérale comprend un résidu sec de la distillation d'une eau mère résiduaire d'une soudière à l'ammoniaque. 5. Masse absorbante selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend de 70 à 85 % en poids du composé calcique et de 15 à 30 % en poids de fibres végétales. 6. Masse absorbante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la poudre de matière minérale présente un diamètre moyen de 0, 1 àlOum. 7. Masse absorbante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la matière minérale comprend au maximum 5 % en poids d'argile. 8. Masse absorbante selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend de 60 à 90 % en poids de composé calcique, de 5 à 35 % en poids de fibres végétales et de 0 à 5 % en poids d'argile. 9. Utilisation de la masse absorbante selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, pour l'épongeage d'un liquide sur un sol. 10. Litière pour animaux, comprenant une masse absorbante conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8.