EP4045570A1 - Composition à base d'écailles de poisson - Google Patents

Composition à base d'écailles de poisson

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EP4045570A1
EP4045570A1 EP20790277.6A EP20790277A EP4045570A1 EP 4045570 A1 EP4045570 A1 EP 4045570A1 EP 20790277 A EP20790277 A EP 20790277A EP 4045570 A1 EP4045570 A1 EP 4045570A1
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EP
European Patent Office
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scales
additive
fish
composition
composition according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20790277.6A
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German (de)
English (en)
Inventor
Erik DE LAURENS
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP4045570A1 publication Critical patent/EP4045570A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H1/00—Macromolecular products derived from proteins
    • C08H1/06—Macromolecular products derived from proteins derived from horn, hoofs, hair, skin or leather
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0041—Optical brightening agents, organic pigments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/101—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/103—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00—Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • C08L89/04—Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair
    • C08L89/06—Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair derived from leather or skin, e.g. gelatin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2125/00—Compositions for processes using internal mould release agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2140/00—Compositions for moulding powders

Definitions

  • the invention relates to a composition based on fish scales, its manufacturing process, and the materials obtained from this composition.
  • a composition based on fish scales and a material based on fish scales are already known in the state of the art, in particular from document DE358541. This document envisages in particular the production of a material entirely made of fish scales by pressing and heating.
  • this composition does not make it possible to obtain satisfactory materials for manufacturing solid objects, because the materials obtained do not have good mechanical properties (objects that are too fragile, not sufficiently rigid, etc.). In addition, they degrade quickly, especially since they do not have good resistance to humidity, i.e. water is apt to degrade the material. These materials cannot therefore be used to make objects that may contain water and / or be used in water or in environments with high humidity.
  • the aim of the invention is in particular to overcome the aforementioned problems, by proposing a composition based on fish scales, not comprising toxic elements and / or harmful to the environment, and making it possible to obtain materials. and articles having good mechanical resistance, good resistance to water, and therefore durable over time.
  • the subject of the invention thus relates to a composition based on fish scales, characterized in that it comprises between 50% and 90% by weight of fish scales, and between 10 and 50% by weight of an additive making it possible to form chemical bonds between the collagen fibers of fish scales, the sum of the percentage of scales and of the percentage of additive being equal to 100.
  • the preparation of the composition does not require chemical additives polluting the environment or harmful to health, moreover the resistance to water and to humidity of the parts obtained from the composition is markedly improved. Therefore, thanks to this composition it is possible to make objects based on fish scales, which can be used in humid environments.
  • the additive is obtained from a natural resource such as tannic acid in solution at a concentration of between 1 and 20%.
  • Tannic acid is commonly used for the tanning of skins, and surprisingly the inventors have found that it was particularly suitable for the manufacture of the composition, since it makes it possible to obtain markedly improved properties, due to the fact that the collagen fibers contained in the scales bind with each other and with the phenols present in tannic acid.
  • the fish scales are in the form of powder with a particle size of between 0.5 ⁇ m and 1.5 mm.
  • the use of a powder makes it possible to obtain a material whose properties are homogeneous and constant. It is advantageous for the scales to be hydrolyzed or else subjected to a cooking step before being reduced to powder because this allows a reduction to a finer powder than with scales which have not undergone this treatment. Indeed, uncooked or undercooked scales cannot be reduced to powder with a particle size of less than 1mm.
  • a further subject of the invention is a process for manufacturing a composition based on fish scales comprising the steps of: a) supplying scales; b) cleaning of scales; c) hydrolysis of scales; d) drying the scales; e) mixing the scales with an additive in solution in proportions of between 50% and 90% fish scales, and between 10 and 50% additive.
  • the hydrolysis of the scales is carried out in water at a temperature between 60 ° C and 100 ° C for a period of preferably between 5 and 120 minutes.
  • a step of grinding the scales is introduced in order to obtain a powder with a particle size of between 0.5 ⁇ m and 1.5 mm.
  • a subject of the invention is also a part obtained by mechanical compression and drying of a composition based on fish scales, comprising between 50% and 90% of fish scales, and between 10 and 50% of an additive. making it possible to form bonds between the collagen fibers, the additive being obtained from a natural resource.
  • a subject of the invention is a process for manufacturing a part from a composition based on fish scales, comprising between 50% and 90% of fish scales, and between 10 and 50% of fish scales.
  • an additive making it possible to form bonds between the collagen fibers, the additive being obtained from a natural resource, in which: a) the composition is placed in a mold, b) the composition is compressed using a press at a pressure between 5 and 40 tonnes c) the part obtained in step b) is dried
  • the internal walls of the mold include a self-lubricating polymer such as POM or PTFE.
  • composition based on fish scales according to the invention comprises between 50% and 90% by weight of fish scales, and between 10% and 50% by weight of an additive making it possible to improve the resistance properties chemicals, and in particular to form bonds between the collagen fibers, the sum of the percentage of scales and the percentage of additive being equal to 100.
  • a fish scale consists mainly of hydroxyapatite and collagen, which contains hydroxyproline. More precisely, a scale is composed of a mineral (about 60%) present in the form of crystals of calcium phosphate (hydroxyapatite) integrated at different levels in a network of collagen fibers.
  • Collagen is a natural polymer made up of a series of amino acids. It is the most common protein in most living tissues.
  • a fish scale may also contain dentin.
  • the additive is preferably derived from a non-polluting and biodegradable renewable resource.
  • renewable resource is understood to mean a natural resource whose stock can be reconstituted over a short period on a human scale of time. The composition is thus entirely derived from renewable, non-polluting and biodegradable resources.
  • the additive is tannic acid.
  • Tannic acid is a natural polyphenolic compound belonging to the tannin family. Tannic acid acts as a bridging agent, it creates bonds with amino acids and encompasses the collagen-hydroxyapatite complex of the scale, and forms a hydrophobic layer forcing proteins to precipitate.
  • polyphenols react with amino acids in collagen fibrils in several ways. Hydrogen bonds are created between the carbonyl groups of proline or other amino acids and the aromatic rings of polyphenols. Hydrophobic interactions occur between phenolic alcohols and the carbonyl of amino acids. Finally, weaker ionic bonds have a stabilizing function on the mixture.
  • Tannic acid is a renewable resource that is non-toxic for the environment and for humans.
  • the scales used in the composition according to the invention have preferably undergone, prior to the preparation of the composition, a hydrolysis treatment in water at a temperature between 60 and 100 ° C, followed by drying.
  • a hydrolysis treatment in water at a temperature between 60 and 100 ° C, followed by drying.
  • the water of the juices remaining after the hydrolysis step is also evaporated, and the dry residue of the juices is retained, which is then incorporated into the composition.
  • the scales and the dry residue of the juices remaining after hydrolysis are ground to obtain a powder.
  • the parts obtained from compositions comprising powders are of better quality, that is to say that they have, for example, good mechanical properties and water resistance.
  • the particle size of the powder obtained after grinding is between 0.5 ⁇ m and 1.5 mm.
  • the composition also comprises natural pigments or dyes in an amount between 0.05% and 5%.
  • the dyes are for example chosen without limitation from food dyes, such as azo dyes (Tartrazine or E102, Ponceau 4R or E124), patent blue V or E131, or textile dyes.
  • the first step of the process consists in supplying or collecting the scales obtained from the scaling of fish, generally, but not limited to, intended for human consumption.
  • the scales can be collected from fishermen, in auctions, processing workshops or in agro-food factories.
  • the scales are chosen so as to have suitable properties for the manufacture of parts having good mechanical strength, and of a satisfactory aesthetic appearance.
  • the inventors have observed in particular that the level of hydroxyproline in the scales has a direct link with the quality of the scales.
  • the inventors have in particular observed that there are differences in the level of hydroxyproline in the scales between the species of fish, for example according to the species from hot or cold regions. Scales collected from warm regions have more hydroxyproline than those from cold water.
  • the scales are collected from the following fish species: sardines, salmon, tilapia, carp, sea bass, sea bream.
  • the batches of scales collected undergo draining, for example in auction tanks.
  • the main purpose of draining is to allow a more precise measurement of the actual weight of the scales alone. Preferably, however, no draining is carried out.
  • the scales are subjected to hydrolysis.
  • the hydrolysis takes place in water, at a temperature between 60 ° C and 100 ° C.
  • the amount of water relative to the scales is between 50% and 200% by weight.
  • the duration of the hydrolysis is between 5 and 120 minutes.
  • the purpose of this hydrolysis is to extract the gelatin from the scales. This improves the mechanical and processing properties of the parts obtained from the composition prepared with the scales.
  • Gelatin which is hydrolyzed collagen from the scales, acts as a binder or “resin” component.
  • the additive which is a bridging agent, binds the gelatin molecules / fibers together.
  • the hydroxyapatite (or calcium phosphate) of the scales constitutes a reinforcement and gives the composition its mechanical strength and natural fire resistance.
  • an optional chemical cleaning of the scales is carried out.
  • a residual odor remains after hydrolysis, which it is preferable to eliminate.
  • the cleaning can be carried out for example with a light detergent product, a treatment with ultraviolet rays, an enzymatic treatment, possibly hydrogen peroxide, or any other product capable of suppressing the odor while not damaging the scales and retaining their properties, in particular their ability to form parts with good mechanical properties.
  • the hydrolyzed and optionally cleaned scales, as well as, preferably, the juices remaining after hydrolysis, are then dried, at a temperature between 30 ° C and 80 ° C, for a period of between 12 and 48 hours, preferably under vacuum. air. Drying in an air vacuum, preferably at a vacuum of 80 mbar, allows this drying to be carried out at low temperatures, thus minimizing denaturation of the organic content of the scale.
  • the scales and the “dried juices” are then ground to obtain a powder with a particle size of between 1.5 mm and 0.5 ⁇ m. If the scales are not crushed, they partly retain their flexibility, and then generate hollow areas of varying sizes in the parts obtained from the composition. These points constitute areas of weakness making the material unsuitable for industrial use. Whole scales are also difficult to load into molds and allow only poor molding precision. In addition, too coarse powders also make it difficult to process and produce sheets of material.
  • whole scales are used because their fibrous structure gives the material and the parts obtained from the composition great rigidity and good stability during drying.
  • a composition is then prepared with the scales.
  • the dried scales, as well as the dry residues of the juices, preferably in powder form, are mixed with an additive intended to improve the water resistance properties of the materials / parts obtained with the composition.
  • water resistance is meant the absence of degradation, especially mechanical, of parts in the presence of water or humidity.
  • the additive can be tannic acid at a concentration of between 1% and 20%, the proportion of scales and additive being between 50/50 and 90/10.
  • the additive is chosen from products which bind the collagen fibers of the scales together and thus obtain resistant parts.
  • composition obtained in the above step is used to make parts, for example plates intended for interior fittings, furniture or fashion accessories.
  • these parts can be made by compression molding at room temperature of the composition.
  • the compression pressure is between 5 tons and 40 tons.
  • other transformation methods can be envisaged such as calendering and extrusion.
  • the walls of the mold are coated with a non-stick or self-lubricating material, such as POM or PTFE.
  • the parts obtained After molding, it is preferable to allow the parts obtained to harden while keeping them in shape to avoid deformation problems. Curing takes place at a temperature between 20 and 30 ° C, in the open air, for a period of between 12 hours and 5 days. It is also possible to carry out treatment with ultra violet rays. It is also possible to dry the parts obtained from the composition under vacuum in ovens or in drying lanes, optionally with the use of microwaves.

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Abstract

L'invention concerne une composition à base d'écailles de poissons, caractérisée en ce qu'elle comprend entre 50% et 90% en poids d'écailles de poissons, et entre 10 et 50% en poids d'un additif permettant de réaliser des liaisons chimiques entre des fibres de collagène des écailles de poissons, la somme du pourcentage d'écailles et du pourcentage d'additif étant égale à 100.

Description

Description
Titre de l’invention : Composition à base d’écailles de poisson
L’invention concerne une composition à base d’écailles de poissons, son procédé de fabrication, et les matériaux obtenus à partir de cette composition.
Plusieurs centaines de milliers de tonnes d’écailles de poissons sont produites chaque année par l’industrie de la pêche. Ces écailles de poisson sont actuel lement des déchets non valorisés, ou peu valorisés.
Pour contribuer à améliorer le développement de matériaux renouvelables et respectueux de l’environnement, et également en vue du remplacement des matériaux obtenus à partir de ressources fossiles, il est intéressant de valoriser de tels déchets. On connaît déjà dans l'état la technique, notamment d'après le document DE358541 , une composition à base d’écailles de poisson, et un matériau à base d'écailles de poisson. Ce document envisage en particulier la production d'un matériau intégralement en écailles de poisson par pressage et chauffage.
Toutefois, cette composition ne permet pas d’obtenir des matériaux donnant satisfaction pour fabriquer des objets solides, car les matériaux obtenus n’ont pas de bonnes propriétés mécaniques (objets trop fragiles, pas suffisamment rigides, ... ). En outre ils se dégradent rapidement, en particulier car ils n’ont pas une bonne résistance à l’humidité, c’est-à-dire que l’eau est apte à dégrader le matériau. Ces matériaux ne peuvent donc pas servir à fabriquer des objets pouvant contenir de l’eau et/ou être utilisés dans l’eau ou dans des environnements à forte humidité.
L'invention a notamment pour but de s’affranchir des problèmes précités, en proposant une composition à base d’écailles de poissons, ne comportant pas d’éléments toxiques et/ou nocifs pour l’environnement, et permettant d’obtenir des matériaux et des objets possédant une bonne résistance mécanique, une bonne résistance à l’eau, et donc, durables dans le temps.
L’objet de l’invention concerne ainsi une composition à base d’écailles de poissons, caractérisée en ce qu’elle comprend entre 50% et 90% en poids d’écailles de poissons, et entre 10 et 50% en poids d’un additif permettant de réaliser des liaisons chimiques entre des fibres de collagène des écailles de poissons, la somme du pourcentage d’écailles et du pourcentage d’additif étant égale à 100.
Ainsi, la préparation de la composition ne nécessite pas d’additifs chimiques polluants pour l’environnement ou nocif pour la santé, en outre la résistance à l’eau et à l’humidité des pièces obtenues à partir de la composition est nettement améliorée. Par conséquent, grâce à cette composition il est possible de fabriquer des objets à base d’écailles de poissons, pouvant être utilisés dans des environnement humides.
Suivant d’autres caractéristiques optionnelles prises seules ou en combinaison de la composition à base d’écailles de poisson :
- l’additif est issu d’une ressource naturelle telle que de l’acide tannique en solution à une concentration comprise entre 1 et 20%. L’acide tannique est communément utilisé pour le tannage des peaux, et de manière surprenante les inventeurs ont constaté qu’il était particulièrement approprié pour la fabrication de la composition, car il permet d’obtenir des propriétés nettement améliorées, dues au fait que les fibres de collagène contenues dans les écailles se lient entre elles et avec les phénols présents dans l’acide tannique.
- les écailles de poisson ont été préalablement hydrolysées. L’hydrolyse préalable des écailles permet d’extraire la gélatine de l’écaille, améliorant ainsi la cohésion des écailles entre elles.
- les écailles de poisson sont sous forme de poudre d’une granulométrie comprise entre 0,5 pm et 1 ,5mm. L’utilisation d’une poudre permet d’obtenir un matériau dont les propriétés sont homogènes et constantes. Il est avantageux que les écailles soient hydrolysées ou encore soumises à une étape de cuisson avant d’être réduites en poudre car cela permet une réduction en poudre plus fine qu’avec des écailles n’ayant pas subi ce traitement. En effet, des écailles non cuites ou peu cuites ne peuvent être réduites en poudre de granulométrie inférieure à 1mm
- l’additif comprend du colorant dans une quantité comprise entre 0,05% et 5%. L’invention a encore pour objet un procédé de fabrication d’une composition à base d’écailles de poissons comprenant les étapes de : a) approvisionnement d’écailles ; b) nettoyage des écailles ; c) hydrolyse des écailles ; d) séchage des écailles ; e) mélange des écailles avec un additif en solution dans des proportions comprises entre 50% et 90% d’écailles de poissons, et entre 10 et 50% d’additif.
Suivant d’autres caractéristiques optionnelles prises seules ou en combinaison du procédé de fabrication de la composition à base d’écailles de poisson :
- l’hydrolyse des écailles se fait dans de l’eau à une température comprise entre 60°C et 100°C pendant une durée de préférence comprise entre 5 et 120 minutes.
- entre l’étape d) et l’étape e) on introduit une étape de broyage des écailles pour obtenir une poudre d’une granulométrie comprise entre 0,5pm et 1 ,5mm. L’invention a également pour objet une pièce obtenue par compression mécanique et séchage d’une composition à base d’écailles de poissons, comprenant entre 50% et 90% d’écailles de poissons, et entre 10 et 50% d’un additif permettant de réaliser des liaisons entre les fibres de collagène, l’additif étant issu d’une ressource naturelle.
La fabrication d’une telle pièce est simple du fait des propriétés de la composition. L’invention a enfin pour objet un procédé de fabrication d’une pièce à partir d’une composition à base d’écailles de poissons, comprenant entre 50% et 90% d’écailles de poissons, et entre 10 et 50% d’un additif permettant de réaliser des liaisons entre les fibres de collagène, l’additif étant issu d’une ressource naturelle, dans lequel : a) on place la composition dans un moule, b) on compresse la composition à l’aide d’une presse à une pression comprise entre 5 et 40 tonnes c) on sèche la pièce obtenue à l’étape b)
Suivant une autre caractéristique optionnelle du procédé de fabrication d’une pièce à partir d’une composition à base d’écailles de poissons, les parois internes du moule comprennent un polymère autolubrifiant tel que du POM ou du PTFE.
Description détaillée
La composition à base d’écailles de poissons selon l’invention, comprend entre 50% et 90% en poids d’écailles de poissons, et entre 10% et 50% en poids d’un additif permettant d’améliorer les propriétés de résistances chimiques, et notamment de réaliser des liaisons entre les fibres de collagène, la somme du pourcentage d’écailles et du pourcentage d’additif étant égale à 100.
Typiquement, une écaille de poisson comprend principalement de l’hydroxyapatite et du collagène, qui contient de l’hydroxyproline. Plus précisément, une écaille est composée de minéral (environ 60%) présent sous forme de cristaux de phosphate de calcium (hydroxyapatite) intégrés à différents niveaux dans un réseau de fibres de collagène. Le collagène est un polymère naturel constitué d’une suite d’acides aminés. C’est la protéine la plus présente dans la plupart des tissus du vivant.
D’autre part, dans certains cas, une écaille de poisson peut contenir également de la dentine.
L’additif est de préférence issu d’une ressource renouvelable non polluante et biodégradable. On entend par « ressource renouvelable » une ressource naturelle dont le stock peut se reconstituer sur une période courte à l'échelle humaine de temps. La composition est ainsi entièrement issue de ressources renouvelables, non polluantes, et biodégradables.
Avantageusement, l’additif est de l’acide tannique. Les inventeurs ont constaté que l’acide tannique était particulièrement approprié comme additif, du fait de sa capacité à lier les fibres de collagène. L’acide tannique est un composé polyphénolique naturel appartenant à la famille des tannins. L’acide tannique joue un rôle d’agent pontant, il crée des liens avec les acides aminés et englobe le complexe collagène-hydroxyapatite de l'écaille, et forme une couche hydrophobe forçant les protéines à précipiter. Plus précisément, les polyphénols réagissent avec les acides aminés des fibrilles de collagène de plusieurs façons. Des liaisons hydrogène sont créées entre les groupements carbonyles de la proline ou des autres acides aminés et les cycles aromatiques des polyphénols. Des interactions hydrophobes interviennent entre les alcools phénoliques et le carbonyle des acides aminés. Enfin des liaisons ioniques plus faibles ont une fonction stabilisante sur le mélange.
L’acide tannique est une ressource renouvelable non toxique pour l’environnement et pour l’homme.
Les écailles utilisées dans la composition selon l’invention, ont de préférence subi préalablement à la préparation de la composition un traitement d’hydrolyse dans de l’eau à une température comprise entre 60 et 100 °C, suivi d’un séchage. De préférence, l’eau des jus restant après l’étape d’hydrolyse est également évaporée, et on conserve le résidu sec des jus, qui est ensuite incorporé à la composition.
Dans un mode de réalisation avantageux, les écailles et le résidu sec des jus restant après hydrolyse sont broyés pour obtenir une poudre. En effet, les inventeurs ont constaté que les pièces obtenues à partir de compositions comprenant des poudres sont de meilleure qualité, c’est-à-dire qu’elles possèdent par exemple de bonnes propriétés mécaniques et de résistance à l’eau.
De préférence, la granulométrie de la poudre obtenue après broyage est comprise entre 0,5 pm et 1 ,5mm.
Dans un autre mode de réalisation, la composition comprend également des pigments naturels ou des colorants dans une quantité comprise entre 0,05% et 5%. Les colorants sont par exemple choisis de manière non limitative parmi les colorants alimentaires, tels que les colorants azoïques (Tartrazine ou E102, Ponceau 4R ou E124), le Bleu patenté V ou E131 , ou les teintures textiles.
Nous allons à présent décrire en détail un procédé de fabrication d’une composition à base d’écailles de poissons selon l’invention.
La première étape du procédé consiste en l’approvisionnement ou la collecte des écailles issues de l’écaillage des poissons, généralement, mais de manière non limitative, destinés à la consommation humaine. La collecte des écailles peut se faire auprès des pêcheurs, dans des criées, des ateliers de transformation ou dans des usines agro-alimentaires. Les écailles sont choisies de manière à avoir des propriétés adéquates pour la fabrication de pièces ayant une bonne résistance mécanique, et d’un aspect esthétique satisfaisant. Les inventeurs ont constaté en particulier que le taux d’hydroxyproline des écailles a un lien direct avec la qualité des écailles. Les inventeurs ont en particulier constaté qu’il existe des différences de taux d’hydroxyproline des écailles entre les espèces de poissons, par exemple selon les espèces de régions chaude ou froide. Les écailles collectées dans des régions chaudes ont plus d'hydroxyproline que celles venant d'eau froide.
De manière non limitative, les écailles sont collectées parmi les espèces de poisson suivantes : sardines, saumon, tilapia, carpes, bar, dorades.
De manière optionnelle, les lots d’écailles collectés subissent un égouttage, par exemple dans des bacs de criée. L'égouttage a principalement pour but de permettre de mesurer de manière plus précise le poids réel des écailles seules. Toutefois de façon préférentielle, aucun égouttage n’est réalisé.
La présence de corps étrangers dans les écailles est gênante pour la qualité et l’esthétique des pièces obtenues à partir des écailles. Ces corps étrangers sont par conséquent retirés après la collecte des écailles, par un tri manuel ou à l’aide de moyens de tris automatiques. Le tri se fait de préférence de manière automatique, un tri visuel s’avérant trop long et trop coûteux.
On peut par exemple utiliser un système de tri automatique utilisant des bains de décantation couplé à un bulleur. On peut également utiliser un système de tri automatique basé sur un système de tri optique.
A l’issue du tri, les écailles sont soumises à une hydrolyse. L’hydrolyse se fait dans de l’eau, à une température comprise entre 60°C et 100°C. La quantité d’eau par rapport aux écailles est comprise entre 50% et 200% en poids. De préférence, la durée de l’hydrolyse est comprise entre 5 et 120 minutes.
L’objectif de cette hydrolyse est d’extraire la gélatine des écailles. Ceci permet d’améliorer les propriétés mécaniques et de mise en œuvre des pièces obtenues à partir de la composition préparée avec les écailles. La gélatine, qui est du collagène hydrolysé, issue des écailles joue le rôle de composant liant ou “résine”. De plus, l’additif, qui est un agent pontant, lie les molécules/fibres de gélatine entre elles.
L’hydroxyapatite (ou phosphate de calcium) des écailles, constitue un renfort et confère à la composition sa résistance mécanique et une résistance au feu naturelle.
Après hydrolyse, on effectue de manière optionnelle un nettoyage chimique des écailles. En effet, dans certains cas, une odeur résiduelle subsiste après l’hydrolyse, qu’il est préférable de supprimer. Le nettoyage peut s’effectuer par exemple avec un produit détergent léger, un traitement aux rayons ultra-violet, un traitement enzymatique, éventuellement du peroxyde d’hydrogène, ou tout autre produit apte à supprimer l’odeur tout en ne détériorant pas les écailles et en conservant leurs propriétés, en particulier leur capacité à former des pièces avec de bonnes propriétés mécaniques.
Les écailles hydrolysées et éventuellement nettoyées, ainsi que, de préférence, les jus restant après hydrolyse, sont ensuite séchés, à une température comprise entre 30°C et 80°C, pendant une durée comprise entre 12 et 48 heures, de préférence sous vide d’air. Le séchage sous vide d’air, de préférence sous un vide de 80mbars, permet d’effectuer ce séchage à des températures basses, minimisant ainsi la dénaturation du contenu organique de l'écaille.
De préférence, les écailles et les « jus séchés » sont ensuite broyés pour obtenir une poudre de granulométrie comprise entre 1 ,5 mm et 0,5 pm. Si les écailles ne sont pas broyées, elles conservent en partie leur flexibilité, et génèrent alors des zones creuses de tailles variable dans les pièces obtenues à partir de la composition. Ces points constituent des zones de fragilité rendant le matériau impropre à un usage industriel. Les écailles entières sont par ailleurs difficiles à charger dans des moules et n’autorisent qu’une faible précision de moulage. En outre, des poudres trop grossières rendent également difficile la mise en œuvre et la production de plaques de matériau.
Dans un autre mode de réalisation, on utilise des écailles entières car leur structure fibreuse confère au matériau et aux pièces obtenus à partir de la composition une grande rigidité et une bonne stabilité lors du séchage.
On prépare ensuite une composition avec les écailles. Les écailles séchées, ainsi que les résidus secs des jus, de préférence sous forme de poudre, sont mélangés à un additif destiné à améliorer les propriétés de résistance à l’eau des matériaux / pièces obtenus avec la composition. On entend par « résistance à l’eau » l’absence de dégradation, notamment mécanique, des pièces en présence d’eau ou d’humidité.
L’additif peut être de l’acide tannique à une concentration comprise entre 1% et 20%, la proportion d’écailles et d’additif étant comprise entre 50/50 et 90/10. L’additif est choisi parmi les produits permettant de lier les fibres de collagène des écailles entre elles et d’obtenir ainsi des pièces résistantes.
La composition obtenue à l’étape ci-dessus est utilisée pour fabriquer des pièces, par exemple des plaques destinées à l'aménagement d'intérieur, au mobilier ou aux accessoires de mode.
Ces pièces peuvent être fabriquées par moulage par compression à température ambiante de la composition. La pression de compression est comprise entre 5 tonnes et 40 tonnes. Toutefois, d’autres procédés de transformation peuvent être envisagés tels que le calandrage et l’extrusion. De préférence, les parois du moule sont revêtues d’un matériau anti-adhérent ou autolubrifiant, tel que du POM ou du PTFE.
Après moulage, il est préférable de laisser durcir les pièces obtenues en les maintenant en forme pour éviter des problèmes de déformation. Le durcissement se fait à température comprise entre 20 et 30°C, à l’air libre, pendant une durée comprise entre 12 heures et 5 jours. Il est également possible de réaliser un traitement aux rayons ultra violets. Il est également possible de sécher les pièces obtenues à partir de la composition sous vide dans des étuves ou dans des couloirs de séchage, éventuellement avec l’usage de micro-ondes.
D’autres procédés de production de pièces à partir de la composition sont envisageables. Il peut s’agir par exemple d’un calandrage ou de l’usage de rouleau, ou encore de l’extrusion, ou de l’impression 3D.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Composition à base d’écailles de poissons, caractérisée en ce qu’elle comprend entre 50% et 90% en poids d’écailles de poissons, et entre 10 et 50% en poids d’un additif permettant de réaliser des liaisons chimiques entre des fibres de collagène des écailles de poissons, la somme du pourcentage d’écailles et du pourcentage d’additif étant égale à 100.
[Revendication 2] Composition à base d’écailles de poisson selon la revendication 1 dans laquelle l’additif est issu d’une ressource naturelle telle que de l’acide tannique en solution à une concentration comprise entre 1 et 20%.
[Revendication 3] Composition selon l’une des revendications précédentes dans laquelle les écailles de poisson ont préalablement été hydrolysées.
[Revendication 4] Composition selon l’une des revendications précédentes dans laquelle les écailles de poisson sont sous forme de poudre d’une granulométrie comprise entre 0,5pm et 1 ,5mm.
[Revendication 5] Composition selon l’une des revendications précédentes dans laquelle l’additif comprend du colorant dans une quantité comprise entre 0,05% et 5%.
[Revendication 6] Procédé de fabrication d’une composition à base d’écailles de poissons comprenant les étapes successives suivantes : a) approvisionnement d’écailles ; b) nettoyage des écailles ; c) hydrolyse des écailles ; d) séchage des écailles ; et e) mélange des écailles avec un additif en solution dans des proportions comprises entre 50% et 90% en poids d’écailles de poissons, et entre 10 et 50% d’un additif, la somme du pourcentage d’écailles et du pourcentage d’additif étant égale à 100.
[Revendication 7] Procédé de fabrication d’une composition selon la revendication précédente, dans lequel l’hydrolyse des écailles se fait dans de l’eau à une température comprise entre 60°C et 100°C, pendant une durée de préférence comprise entre 5 et 120 minutes.
[Revendication 8] Procédé de fabrication d’une composition selon l’une des revendications 6 ou 7, dans lequel entre l’étape d) et l’étape e) on introduit une étape de broyage des écailles pour obtenir une poudre d’une granulométrie comprise entre 0,5pm et 1 ,5mm.
[Revendication 9] Procédé de fabrication d’une pièce à partir d’une composition selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel : a) on place la composition dans un moule ; b) on compresse la composition à l’aide d’une presse à une pression comprise entre 5 et 40 tonnes ; c) on sèche la pièce obtenue à l’étape b).
[Revendication 10] Procédé de fabrication d’une pièce selon la revendication précédente, dans lequel les parois internes du moule comprennent un polymère autolubrifiant tel que du POM ou du PTFE.
[Revendication 11] Pièce obtenue par compression mécanique et séchage d’une composition selon l’une des revendications 1 à 5.
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