Brevet FR3131322A1 — publié le 20230630

Résines destinées au contact des aliments La présente invention concerne une résine destinée au contact des aliments comprenant de 0,05 à 0,5% en poids de graphène par rapport au poids total de la résine. Elle concerne de plus son utilisation pour le revêtement intérieur de réservoirs en béton ou métal stockant un liquide alimentaire ,des canalisations d’eau potable et/ou l’étanchéité et/ou la protection anti-corrosion du béton et/ou du métal d’un équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire, un procédé de traitement d’un équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire et l’utilisation de 0,05 à 0,5% en poids de graphène par rapport au poids total de la résine dans une résine destinée au contact des aliments pour éviter la migration de molécules odorantes et/ou nocives dans les aliments. Résines destinées au contact des aliments La présente invention concerne les résines destinées au contact des aliments, en particulier des liquides alimentaires, et l’utilisation du graphène dans lesdites résines. Les résines ACS (Attestation de Conformité Sanitaire) destinées au contact de l’eau potable, des jus de fruits et des alcools – vin, etc… doivent répondre à des exigences concernant le contrôle de la migration de constituants de la composition des résines pouvant présenter un danger sanitaire. En effet, les composants d’une formule comportent toujours des molécules non identifiées, souvent à l’état de trace, résultant du procédé de fabrication de ces composants, qui peuvent migrer dans le liquide au contact du revêtement, et donc présenter un risque sanitaire. Un autre problème se pose avec les résines biosourcées (c’est-à-dire en général utilisant des composants d’origine végétale) qui contiennent des molécules odorantes non toxiques, qui en diffusant dans le liquide alimentaire créent un transfert de goût non acceptable rendant le liquide non consommable (eau, vin, etc.) Ces molécules ne sont pas identifiées chimiquement et, malgré des traitements classiques de désodorisation, il peut en exister des traces qui en très faible concentration créent un problème de transfert non acceptable d’odeur ou de saveur au liquide alimentaire. Ce transfert de goût en particulier est accentué en présence d’eau chlorée, le chlore attaquant ces molécules et accentuant le transfert de goût. Les inventeurs se sont aperçus de façon surprenante qu’il était possible d’éviter ce transfert de molécules et donc de goût ou d’odeur en ajoutant du graphène à la résine ACS destinée au contact des aliments. En effet, le réseau de graphène ne permet pas le passage et donc la migration de larges molécules apportant ainsi la solution à ce problème. Les avantages de l’utilisation du graphène est sa facilité de fabrication des résines en contenant et le fait qu’il n’est pas nécessaire d’en utiliser une grande quantité pour obtenir l’effet désiré. En outre le graphène ne migre pas lui-même dans le liquide alimentaire. La présente invention concerne donc une résine destinée au contact des aliments, en particulier des liquides alimentaires, comprenant de 0,05 à 0,5% en poids de graphène, en particulier 0,1% en poids, par rapport au poids total de la résine. La résine selon l’invention est destinée au contact des aliments, en particulier des aliments liquides ou semi-liquides, plus particulièrement des liquides alimentaires tels que l’eau, (traitée ou non traitée à l’aide de chlore), le vin, la bière, l’alcool, les jus de fruits, les boissons gazeuses, le lait, le café, le thé, mais également les compotes, yaourts, ou crèmes, plus avantageusement le liquide alimentaire est choisi parmi l’eau, le vin, la bière, les jus de fruits, les boissons gazeuses et l’alcool. La résine est donc en particulier une résine ACS, c’est-à-dire ayant obtenu une Attestation de Conformité Sanitaire (c’est-à-dire dont on a évalué l’aptitude à entrer en contact avec l’eau destinée à la consommation humaine), en particulier ayant réussi les tests de mesure des paramètres organoleptiques selon la norme NF EN 1420 de mars 2016 (Influence des matériaux organiques sur l'eau destinée à la consommation humaine - Détermination de l'odeur et de la flaveur de l'eau dans les réseaux de conduites). La résine de la résine selon l’invention est avantageusement une résine organique, plus avantageusement il s’agit d’une résine polyurée - uréthane ou d’une résine polyuréthane, en particulier aliphatique ou aromatique, plus particulièrement aromatique. De façon avantageuse, la résine est une résine bicomposante, encore plus particulièrement sans solvant, avantageusement ayant une adhérence sur le béton supérieure ou égale à 3 MPa selon la norme EN 1542 et/ou une adhérence sur l’acier supérieure ou égale à 9 MPa selon la norme EN 1542. De façon particulièrement avantageuse, la résine est obtenue par réaction sans solvant entre un polyol et un isocyanate, avantageusement en un ratio en volume polyol/isocyanate compris entre 2/1 et 3/1. Elle peut être disponible commercialement sous la dénomination SOUPLETHANE WP ou SOUPLETHANE SPIRIT chez la société KEMICA COATINGS. De façon particulièrement avantageuse, cette résine est imperméable à l’eau selon la norme DIN1048. Dans un mode de réalisation avantageux, cette résine est biosourcée, en particulier le polyol utilisé pour la préparation de la résine est biosourcé, plus particulièrement à base d’huile végétale ou issu d’huile végétale. La résine selon l’invention comprend en outre de 0,05 à 0,5% en poids de graphène, en particulier 0,1% en poids, par rapport au poids total de la résine. De façon avantageuse, la résine selon l’invention est constituée essentiellement par de la résine et du graphène, plus particulièrement la résine selon l’invention est constituée par de la résine et du graphène. Le graphène est avantageusement ajouté par l’intermédiaire du polyol. Ainsi avantageusement la résine selon l’invention est obtenue par réaction sans solvant entre un polyol contenant le graphène et un isocyanate, avantageusement en un ratio en volume polyol/isocyanate compris entre 2/1 et 3/1. De façon avantageuse, le graphène se trouve sous forme de poudre avant son addition dans la résine. De façon particulièrement avantageuse il est dispersé de façon homogène dans la résine. La présente invention concerne en outre un procédé de préparation du polyol destiné à la préparation de la résine selon l’invention par dispersion de la poudre de graphène dans le polyol (avantageusement la concentration du graphène dans le polyol est de 0,1%). La présente invention concerne en outre l’utilisation de la résine selon l’invention pour le revêtement interne des canalisations d’eau potable et/ou de vannes et/ou l’étanchéité et/ou la protection anti-corrosion du béton et/ou du métal (en particulier de l’acier) d’un équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire, avantageusement le liquide alimentaire est tel que décrit ci-dessus, en particulier il est choisi parmi l’eau, le vin, la bière, les jus de fruits, les boissons gazeuses et l’alcool. En particulier l’équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire est en béton et/ou en métal (en particulier en acier), en particulier il s’agit d’une canalisation, plus particulièrement d’eau potable, d’une vanne, d’un château d’eau, d’un réservoir ou cuve de stockage du liquide alimentaire, en particulier de l’eau potable ou du vin, d’un équipement immergé dans le liquide alimentaire tel qu’une pompe ou une échelle. Il peut aussi s’agir des sols, murs ou plafonds de chais. La présente invention concerne de plus un kit destiné à la préparation de la résine selon l’invention comprenant un polyol comprenant du graphène et un isocyanate, avantageusement en un ratio en volume polyol/isocyanate compris entre 2/1 et 3/1. La présente invention concerne de plus un procédé de traitement d’un équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire comprenant - a) l’application d’un film liquide de prépolymère de la résine selon l’invention sur au moins une surface de l’équipement destinée à être en contact avec un liquide alimentaire; - b) la réticulation de la résine - c) la récupération de l’équipement dont au moins une des surfaces est revêtue d’un film en résine. De façon avantageuse le film de l’étape a) a une épaisseur comprise entre 100 µm et 1 cm, en particulier entre 0,5 mm et 3 mm, plus particulièrement entre 2 mm et 2,20 mm, par exemple elle est de 2 mm. Le film peut consister en une ou plusieurs couches de prépolymère, plus avantageusement en une seule couche de 2mm, en particulier dans le cas de la mise en œuvre avec une pompe bi-composant haute pression. Les étapes a) et b) peuvent être réitérées plusieurs fois en fonction du nombre de couches de résine que l’on souhaite appliquer et donc de l’épaisseur totale du film que l’on souhaite obtenir sur la surface de l’équipement à l’étape c). En particulier les étapes sont réitérées 4 fois, plus particulièrement dans le cas où l’étape a) est mise en œuvre au rouleau. Dans ce cas, chacune des couches de l’étape a) a une épaisseur de 0,5mm. Dans un mode de réalisation avantageux, l’application de l’étape a) est mise en œuvre au rouleau, soit par projection à l’aide d’une pompe bi-composant haute-pression (HP) ou par projection électrostatique avec une pompe basse pression (BP) de la couche de prépolymère de résine selon l’invention sur la au moins une surface de l’équipement destinée à être en contact avec un liquide alimentaire. En particulier dans le cas d’une projection électrostatique avec une pompe basse pression (BP) l’épaisseur de la couche obtenue est comprise entre 100 µm et 200 µm, en particulier entre 120 µm et 200 µm. Dans un autre mode de réalisation, la surface de l’équipement destinée à être en contact avec un liquide alimentaire est préalablement recouverte par un primaire avant l’application de la résine selon l’invention. En effet cela peut s’avérer nécessaire, par exemple dans le cas du béton, si le béton est poudreux, farineux, ou poreux. Le primaire peut-être un primaire polyurée ou polyuréthane monocomposant sans solvant qui réticule avec l’humidité ou en émulsion aqueuse, en particulier pour utilisation sur béton sec. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, la surface de l’équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire est préalablement préparée avant l’application du primaire ou de la résine selon l’invention, par exemple par sablage, débullage, ragréage des zones dégradées et/ou entoilage des fissures. Dans encore un autre mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend une étape préalable A) de préparation du prépolymère. En particulier cette préparation peut être réalisée par homogénéisation du polyol comprenant le graphène selon l’invention avant son mélange avec l’isocyanate, suivi d’un malaxage du mélange isocyanate/polyol, par exemple pendant 30 à 40 secondes, en particulier avec un agitateur mécanique si la mise en œuvre est manuelle, ou avec un mélangeur statique si la résine est pulvérisée avec une pompe HP. L’équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire, la résine et son prépolymère sont avantageusement tels que décrits ci-dessus. Dans un mode de réalisation avantageux, le film de l’étape c) a une épaisseur comprise entre 1 mm et 1 cm, en particulier entre 2 mm et 3 mm, plus particulièrement entre 2mm et 2,20 mm, par exemple de 2mm, avantageusement obtenu en plusieurs couches successives en cas d’application manuelle au rouleau, ou en une seule couche en cas de projection avec une pompe bicomposant HP. Dans un autre mode de réalisation avantageux, la température de la surface de l’équipement destinée à être en contact avec un liquide alimentaire lors de d’application de l’étape a) est supérieure à 3°C par rapport au point de rosée et l’humidité relative est inférieure à 95%. La présente invention concerne de plus un équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire, dont au moins une de ses surfaces est revêtue d’un film d’une résine selon l’invention, avantageusement dont l’épaisseur du film est comprise entre 100 µm et 3mm, en particulier entre 1 mm et 3 mm, plus particulièrement entre 2 mm et 2,20 mm, par exemple 2mm L’équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire et la résine sont en particulier tels que décrits ci-dessus et peuvent donc être des vannes, pompes, canalisations immergées. La présente invention concerne enfin l’utilisation de 0,05 à 0,5% en poids de graphène, en particulier 0,1% en poids, par rapport au poids total de la résine, dans une résine destinée au contact des aliments, en particulier des liquides alimentaires, pour éviter la migration de molécules odorantes et/ou nocives dans les aliments, en particulier dans le liquide alimentaire. La résine est en particulier telle que décrite ci-dessus. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description de l’exemple qui suit qui est donné à titre indicatif non limitatif. Exemple : Exemple 1 : préparation d’un polyol contenant du graphène pour la préparation de la résine selon l’invention Le composant polyol de la résine est préparé de la façon suivante : Un certain volume d’huile représentant environ 10% de l’huile utilisée dans une tournée de fabrication est préparé dans lequel la poudre de graphène est mélangée avec un agitateur tournant à grande vitesse pour obtenir une dispersion homogène du graphène. La concentration en graphène de ce volume d’huile est ainsi de 1% de graphène. Le volume d’huile contenant le graphène est ensuite incorporé dans le réacteur avec tous les composants entrant dans la composition du polyol et le mélange de tous les composants est ensuite assuré par un disperseur tournant à grande vitesse et un râcleur tournant à vitesse lente. Exemple 2 : Utilisation de la résine selon l’invention dans un réservoir d’eau La résine selon l’invention consiste en de la résine polyurée-uréthane bicomposant sans solvant SOUPLETHANE WP commercialisée par la société KEMICA COATINGS contenant 0,1% de graphène obtenue par utilisation du polyol contenant du graphène, préparé par exemple selon l’exemple 1. L’intérieur du réservoir d’eau potable en béton est préparé par ponçage, fraisage et piquage de toute épaufrure, lavage haute-pression et séchage. Sans entoilage : Application de la résine selon l’invention au rouleau en plusieurs couches à raison de 2,7 kg/m 2 soit un film de 2mm. Avec entoilage : Enrobage et débullage avec rouleau métallique sur la première couche d’une fibre de verre multidirectionnelle sous ACS 350 g/m 2 . Recouvrement avec la résine selon l’invention. Consommation totale 3kg/m 2 soit un film continu de 2,20 mm. Le contrôle de la porosité est réalisé par le test au peigne électrique. Après désinfection et analyse bactériologique, l’ouvrage est mis en service. Exemple 3 : Utilisation de la résine selon l’invention dans des canalisations d’eau potable enterrées Les canalisations peuvent être en acier ou béton et sont à réhabiliter. La résine selon l’invention consiste en de la résine polyurée-uréthane bicomposant sans solvant SOUPLETHANE WP commercialisée par la société KEMICA COATINGS contenant 0,1% de graphène, obtenue par utilisation du polyol contenant du graphène, préparé par exemple selon l’exemple 1. La résine selon l’invention est appliquée par pulvérisation avec une pompe bicomposante haute-pression en une seule couche jusqu’à une épaisseur de 1cm. Elle permet de conserver l’étanchéité de la conduite en cas de fissurations de l’acier de 2 à 3 mm d’ouverture. On observe une très bonne mouillabilité du support. Par ailleurs elle permet une réduction de pertes de charge : pour une même puissance de pompage, il y a une augmentation du débit de 30%. La mise en service de la canalisation est rapide : 6 heures maximum. la résine selon l’invention polymérise en immersion et a une durée de vie estimée d’au moins 40 ans. Exemple 4 : Utilisation de la résine selon l’invention dans une station de neutralisation d’eau potable La résine selon l’invention consiste en de la résine polyurée-uréthane bicomposant sans solvant SOUPLETHANE WP commercialisée par la société KEMICA COATINGS contenant 0,1% de graphène, obtenue par utilisation du polyol contenant du graphène, préparé par exemple selon l’exemple 1. Le support est préparé par ponçage ou fraisage mécanique, dépoussiérage et asséchage. Un primaire aqueux en polyuréthane monocomposant en émulsion aqueuse à raison de 150g/m 2 est appliqué. La résine selon l’invention est ensuite appliquée au rouleau en plusieurs couches à raison de 2,6 kg/m 2 , soit un film continu de 2mm. Des essais d’étanchéité sont réalisés avant la mise en eau, la désinfection et la mise en service. Résine destinée au contact des aliments, en particulier des liquides alimentaires, comprenant de 0,05 à 0,5% en poids de graphène, en particulier 0,1% en poids, par rapport au poids total de la résine. Résine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’il s’agit d’une résine polyurée - uréthane ou d’une résine polyuréthane, en particulier aliphatique ou aromatique. Résine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu’elle est obtenue par réaction sans solvant entre un polyol contenant le graphène et un isocyanate, avantageusement en un ratio en volume polyol/isocyanate compris entre 2/1 et 3/1. Résine selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu’il s’agit d’une résine biosourcée. Utilisation de la résine selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 pour le revêtement interne des canalisations d’eau potable et/ou de vannes et/ou l’étanchéité et/ou la protection anti-corrosion du béton et/ou du métal d’un équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire, avantageusement le liquide alimentaire est choisi parmi l’eau, le vin, la bière, les jus de fruits, les boissons gazeuses et l’alcool. Procédé de traitement d’un équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire comprenant - a) l’application d’un film liquide de prépolymère de la résine selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 sur au moins une surface de l’équipement destinée à être en contact avec un liquide alimentaire; -b) la réticulation de la résine - c) la récupération de l’équipement dont au moins une des surfaces est revêtue d’un film en résine. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’équipement destiné à être en contact avec un liquide alimentaire est en béton ou en métal, en particulier il s’agit d’une canalisation d’eau potable, d’un château d’eau, d’un réservoir ou cuve de stockage du liquide alimentaire, en particulier de l’eau potable ou du vin, d’un équipement immergé dans le liquide alimentaire tel qu’une pompe, vanne, canalisation, ou une échelle. Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l’application de l’étape a) est mise en œuvre au rouleau, à l’aide d’une pompe bi-composant haute-pression ou par projection électrostatique avec une pompe basse pression de la couche de prépolymère de résine selon sur la au moins une surface de l’équipement destinée à être en contact avec un liquide alimentaire. Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le film de l’étape a) a une épaisseur comprise entre 100 µm et 1cm. Utilisation de 0,05 à 0,5% en poids de graphène par rapport au poids total de la résine dans une résine destinée au contact des aliments, en particulier des liquides alimentaires pour éviter la migration de molécules odorantes et/ou nocives dans les aliments, en particulier dans le liquide alimentaire.