Brevet FR2672123A1 — publié le 19920731

Dispositif d'indication visuelle irréversible du premier dépassement d'une température de consigne, pour produits de conservation délicate. L'invention concerne des dispositifs d'indication visuelle irréversible du premier dépassement d'une température de consigne, pour produits de conservation délicate. 5 De tels dispositifs ont les applications les plus diverses et il peut s'agir en particulier de contrôler une chaîne de froid dans l'industrie alimentaire (produits congelés ou surgelés) ou le respect des règles de conservation de produits biologiques (sang et dérivés du10 sang, greffons et produits analogues) Il peut également s'agir de surveiller certains produits pharmaceutiques ou composants électroniques. On connaît déjà des dispositifs de ce genre qui fonctionnent par simple fusion d'un corps combiné à un colorant (voir le brevet U S n'1 535 536) mais ces dispositifs connus présentent une sécurité insuffisante. L'invention a principalement pour but de réaliser un dispositif qui donne avec sécurité l'indication visuelle recherchée. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'indication visuelle irréversible du premier dépassement d'une température de consigne, pour produits de conservation délicate, lequel dispositif comprend un corps capable de fondre lors du dépassement de cette température et de rendre alors visible un colorant et est essentiellement caractérisé en ce que ce corps est constitué au moins en majeure partie par une cire du type à forte augmentation de volume lors du susdit dépassement et est enfermé avec le colorant dans un boîtier étanche et opaque, agencé de façon à éclater sous10 l'effet de la susdite augmentation de volume De cette façon, le premier dépassement de la température de consigne est signalé visuellement non seulement par la destruction partielle du boîtier, mais encore et surtout par l'apparition hors du boîtier du mélange de cire et de15 colorant. De préférence, le boîtier est constitué par une coupelle métallique qui est rendue étanche par une membrane en élastomère à faible élongation, ayant une résistance à l'éclatement plus faible que celle de la coupelle Dans ce20 cas, la membrane a avantageusement une couleur (verte par exemple) tranchant avec celle du colorant (rouge par exemple), ce qui permet de constater plus aisément par contraste visuel le dépassement de la température de consigne, en particulier lorsque le produit à surveiller se25 trouve dans un endroit éclairé de façon insuffisante et/ou en lumière colorée. Le boîtier est avantageusement logé à l'intérieur d'une enveloppe transparente et étanche, notamment en polyéthylène, susceptible d'être fixée au produit à30 surveiller ou, plus généralement, à l'emballage de ce produit, d'une manière permanente, par exemple par agrafage, jusqu'à la consommation ou utilisation dudit produit Le volume intérieur de cette enveloppe non occupé par le boîtier peut être empli d'un gaz ou mélange gazeux ou, de préférence, d'un liquide incolore dans lequel le susdit colorant est soluble ou dispersable. L'invention va être maintenant décrite à l'aide des modes de réalisation représentés aux dessins annexés. La figure 1 de ces dessins montre, en coupe diamétrale, un dispositif indicateur établi selon un mode de réalisation simplifié de l'invention. La figure 2 illustre l'invention à l'aide d'une courbe montrant les variations de l'altitude de la membrane d'une capsule à cire classique, sans éclatement, en fonction de la température. Les figures 3 et 4 représentent schématiquement deux modes de réalisation pratiques qui sont dérivés de celui de la figure 1. La figure 5 représente, en coupe diamétrale, un dispositif de sécurité capable d'indiquer en plus le passage au-dessous d'un seuil de température inférieur à la susdite température de consigne. La figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. La figure 7 enfin représente une variante de la figure 5. Selon le mode de réalisation de la figure 1, le dispositif indicateur 1 est constitué par un mélange 2 de cire et de colorant enfermé dans un boîtier 3, étanche et opaque, constitué par une coupelle métallique 4, rendue étanche par une membrane 5, de préférence plate, en élastomère à faible élongation Cette membrane 5 est fixée par pincement, le long de sa circonférence, entre un rebord de la coupelle 4 et un disque métallique 7 serti contre le rebord 6 Le disque 7 possède une ouverture centrale 8 permettant à la membrane 5 de se déformer élastiquement, dans une mesure limitée, sous l'effet de la dilatation de la cire De façon usuelle, l'ajustement thermique du dispositif peut se faire par un enfoncement local, plus ou moins profond, du boîtier 3, destiné à réduire le volume intérieur de la coupelle 4 De façon connue, cet enfoncement peut se faire soit dans le fond de la coupelle 4, comme représenté en 9 à la figure 1, soit dans la paroi latérale de celle-ci. Le mélange 2 est fait d'une cire à bas point de fusion (alcane) ou cire de pétrole, ou d'un mélange de telles cires, et d'un colorant, de préférence rouge, incorporé dans la cire ou le mélange de cires sous forme de poudre (par exemple amarante rouge) Sauf exception ressortant du contexte, on désigne ici par "cire" aussi bien une cire homogène qu'un mélange de cires quel qu'en soit le type (alcanes, paraffines, cires microcristallines, cires de polyéthylène). A la température de fusion de la cire, la dilatation du mélange 2 devient très importante ( 15 à 20 % en 20 C), ce qui a pour effet de faire éclater la membrane 5 et de répandre la cire avec son colorant à l'extérieur de la coupelle 4, par l'ouverture centrale 8. La figure 2 montre la variation de l'altitude l de la membrane 5 lors de la montée et de la descente de la température T du mélange 2, pour une capsule à cire classique, sans éclatement de la membrane 5. Les températures usuelles de fusion ou d'éclatement peuvent s'étaler de -300 C à + 1200 C si l'on utilise des cires à basse température (alcanes), des paraffines, des cires microcristallines et des cires polyéthylène Comme on le sait, on peut obtenir n'importe quelle température de fusion ou d'éclatement en mélangeant dans de bonnes proportions des cires ayant des points de fusion voisins. A titre d'exemple, si l'on dispose de deux cires C et C 2 ayant respectivement des points de fusion de 90 C et 19 *C, on peut obtenir un point de fusion de 14 'C en mélangeant les deux cires en proportions égales (en poids) et un point de fusion de 12 'C en mélangeant les deux cires en proportions respectives de 3/4 (cire C 1) et 1/4 (cire C 2). Il est bien entendu que la fabrication du dispositif indicateur 1 doit en général se faire à une température inférieure à la température de fusion de la cire La température exacte d'éclatement est réglée lors de la fabrication du dispositif On dose, de façon connue, une masse de cire de façon précise pour obtenir par exemple une précision de + 2 % sur la dilatation entre deux températures. Afin de régler exactement la température d'éclatement et de compenser ainsi les dispersions de la coupelle 4 obtenue par emboutissage, on règle l'altitude li de la membrane 5, à la température de calibrage T 1 indiquée à la figure 2, par déformation de la façon indiquée à titre d'exemple en 9 à la figure 1 A cette température T 1, la cire est pâteuse Pour réaliser le boîtier 3, on le place dans une enceinte à la température T 1 pour régler la déformation que l'on arrête dès que la membrane 5 atteint l'altitude il prévue sur la courbe de la figure 2 Sur cette figure, on a désigné par A la zone de température T et par B la zone d'altitude 1 o devrait se produire l'éclatement de la membrane 5, en cas de dépassement de la température de consigne. A titre indicatif, il a été essayé avec succès un dispositif indicateur 1 du type représenté à la figure 1 dont la hauteur hors tout est de l'ordre de 6 mm et dont le diamètre de la coupelle est de l'ordre de 9 mm, l'ouverture 8 ayant un diamètre de l'ordre de 3 mm. Les figures 3 et 4 montrent comment peut être fixé le dispositif indicateur 1 A la figure 3, le dispositif 1 est logé à l'intérieur d'une enveloppe 10 en polystyrène ou polyéthylène transparent, le volume intérieur de l'enveloppe non occupé par le dispositif 1 étant empli d'un liquide incolore 11 Lorsque l'enveloppe 10 est relativement rigide, le boîtier du dispositif 1 est de préférence immobilisé à l'intérieur de l'enveloppe 10 par une soudure à ultra-sons 12 ou de façon analogue L'enveloppe 10 est munie d'une patte extérieure 13 ou 13 a permettant de la fixer, par agrafage ou scellement, au produit à surveiller ou à l'emballage de celui-ci. A la figure 4, une série de dispositifs sont logés individuellement dans des enveloppes ou pochettes 14 fabriquées en continu à partir d'un tube souple en matière plastique transparente, qui est soudé transversalement en , à intervalles réguliers Chaque enveloppe 14 est ensuite emplie du liquide 11, par un trou d'injection, puis les dispositifs 1, contenus dans leurs enveloppes respectives 14, sont ensuite séparés les uns des autres au niveau des soudures transversales 15, par une opération de coupe maintenant étanches les enveloppes 14 et laissant sur celles-ci des pattes de fixation 16, analogues aux pattes 13 et 13 a. Le liquide incolore Il est choisi de façon à rester liquide aux températures d'utilisation du dispositif 1 Il peut être constitué par de l'eau salée dont la concentration est adaptée à ces températures d'utilisation. Selon les modes de réalisation des figures 3 et 4, on se contente de prendre en compte l'éclatement de la membrane en cas de dépassement de la température de consigne, le colorant et la cire se répandant à l'intérieur de l'enveloppe 10 En particulier, le colorant se répand dans le liquide 11 et le colore, en rouge par exemple. On peut agencer le dispositif de façon qu'il ne réagisse qu'après une certaine durée de maintien au-delà de la température de consigne Il suffit pour cela de donner une valeur suffisamment grande à la somme de l'épaisseur du liquide incolore 11 et de la paroi de l'enveloppe 10 ou 14 pour retarder le temps de réaction de la capsule à éclatement de la susdite durée avant la coloration du liquide initialement incolore contenu dans la cire Cette solution est particulièrement utile dans le cas de produits alimentaires surgelés qui ne deviennent impropres à une nouvelle congélation qu'après avoir été maintenus, pendant un nombre de minutes déterminé, à la température ambiante. Dans tous les cas, le dispositif 1 conforme à l'invention, attaché d'une façon inviolable dès le départ sur le produit à surveiller, permet de vérifier aisément s'il y a eu rupture de la chaîne de froid, par exemple de la congélation en usine à l'utilisation chez le consommateur. Tant que le liquide 11 reste incolore, le produit est parfaitement utilisable. Dans ce qui précède, il a été supposé que le dispositif conforme à l'invention servait à indiquer uniquement le premier dépassement d'une température de consigne (par exemple 60 C) mais, selon un perfectionnement, il peut également servir à indiquer le passage audessous d'un seuil de température (par exemple 20 C), inférieur à la susdite température de consigne. A cet effet et comme le montrent les figures 5 et 6, on a recours à un dispositif 1 comportant, comme dans le cas de la figure 3, un boîtier 3 empli d'un mélange 2 de cire et de colorant et baignant, à l'intérieur d'une enveloppe 10 en matière transparente, dans un liquide incolore 11 et on adapte à l'enveloppe 10 une enveloppe 17 en matière opaque contenant un liquide coloré 18, dont la couleur (jaune par exemple) est différente de celle du colorant (rouge par exemple) de la cire, et on dispose entre les deux enveloppes 10 et 17 un orifice de communication 22 qui est maintenu fermé par action de la membrane 5 tant que le mélange 2 de cire et de colorant a une température comprise entre le susdit seuil et la température de consigne. Selon la construction représentée, on place dans l'ouverture 8 un guide 19 pour un poussoir 20 qui repose sur la membrane 5 et qui tend à pousser une bille d'étanchéité 21 sur le siège du susdit orifice de communication 22, contre l'action d'un ressort de rappel 23 Un deuxième ressort 24 sert à maintenir en place le boîtier 3 contre une butée annulaire 24 Comme le montre la figure 6, le poussoir est échancré latéralement. Lorsque la température évolue, le poussoir 20 se déplace suivant la loi de dilatation de la courbe représentée à la figure 2. Pour une température idéale de conservation comprise entre les deux limites susindiquées à titre d'exemples ( 2 et C), les éléments occupent les positions représentées à la figure 5 Le liquide coloré 18, qui est maintenu par la bille 21 dans l'enveloppe opaque 17, n'est évidemment pas visible On ne voit donc de l'extérieur que le liquide 11 qui est alors incolore. Si la température descend au-dessous de 20 C, la cire se rétracte comme le montre la courbe de la figure 2 Ceci a pour effet de faire reculer la poussoir 20 et la bille 21 et d'ouvrir l'orifice 22 En passant par les échancrures du poussoir 20, le liquide jaune 18 vient ainsi se mélanger au liquide 11 initialement incolore qui devient jaune à son tour, ce qui alerte l'utilisateur. Si, partant de la température idéale de conservation, la température dépasse celle de consigne ( 60 C), on retrouve le fonctionnement décrit ci-dessus, par éclatement de la membrane 5 Le liquide 11, initialement incolore, se teinte d'abord en rouge (colorant contenu dans le mélange 2), puis jaunit par mélange avec le liquide 18 libéré par ouverture de la bille 21, ce qui alerte également l'utilisateur. * Le mode de réalisation des figures 5 et 6 nécessite que le dispositif indicateur soit maintenu dans l'étroite gamme de température idéale de conservation, entre sa fabrication et son adaptation au produit à surveiller Mais, grâce à une légère modification représentée à la figure 7, il est possible d'agencer ce dispositif de façon qu'il permette de n'activer le marqueur "basse température" que juste avant sa mise en place sur le produit à surveiller. Selon la figure 7, la bille 21 est maintenue provisoirement immobilisée contre le siège de l'orifice 22 par des moyens devant être neutralisés par une manoeuvre d'activation De préférence, ces moyens sont constitués par une tige 25 qui traverse la paroi supérieure 26 de l'enveloppe opaque 17, à l'intérieur d'un joint d'étanchéité torique 27, de façon à être accessible à l'extérieur et qui est fixée à la bille 21 La tige 25 et/ou la liaison entre celle-ci et la bille 21 est ou sont munies d'une zone de rupture obligée Lors de la mise en place du dispositif, il suffit d'agir sur la partie émergente de la tige 25 pour 2672123 libérer la bille 21 et activer ainsi le dispositif de sécurité. 1 l REVENDICATIONS 1 Dispositif d'indication visuelle irréversible du premier dépassement d'une température de consigne, pour produits de conservation délicate, qui comprend un corps capable de fondre lors du dépassement de cette température et de rendre alors visible un colorant, caractérisé en ce que ce corps est constitué au moins en majeure partie par une cire du type à forte augmentation de volume lors du susdit dépassement et est enfermé avec le colorant dans un boîtier étanche et opaque ( 3), agencé de façon à éclater sous l'effet de la susdite augmentation de volume. 2 Dispositif d'indication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier ( 3) est constitué par une coupelle métallique ( 4) qui est rendue étanche par une membrane en élastomère ( 5) à faible élongation, ayant une résistance à l'éclatement plus faible que celle de la coupelle ( 4). 3 Dispositif d'indication selon la revendication 2, caractérisé en ce que la membrane ( 5) a une couleur (verte par exemple) tranchant avec celle du colorant (rouge par exemple). 4 Dispositif d'indication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le boîtier ( 3) est logé à l'intérieur d'une enveloppe transparente et étanche ( 10, 14), notamment en polystyrène ou polyéthylène, susceptible d'être fixée au produit à surveiller ou, plus généralement, à l'emballage de ce produit, d'une manière permanente, par exemple par agrafage, jusqu'à la consommation ou utilisation dudit produit. 5 Dispositif d'indication selon la revencation 4, caractérisé en ce que le volume intérieur de la susdite enveloppe ( 10, 14) non occupé par le boîtier ( 3) est empli d'un gaz ou mélange gazeux ou, de préférence, d'un liquide incolore ( 11) dans lequel le susdit colorant est soluble ou dispersable. 6 Dispositif d'indication selon la revencation 5, dont le volume intérieur de l'enveloppe ( 10, 14) non occupé par le boîtier ( 3) est empli d'un liquide incolore ( 11), caractérisé en ce que la somme de l'épaisseur du liquide incolore ( 11) et de la paroi de l'enveloppe ( 10, 14) est suffisamment grande pour retarder le temps de réaction de la capsule à éclatement d'une certaine durée de maintien au-delà de la température de consigne, avant la coloration du liquide incolore. 7 Dispositif d'indication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est agencé pour indiquer en outre le passage au-dessous d'un seuil de température inférieur à la susdite température de consigne. 8 Dispositif d'indication selon l'ensemble des revendications 2, 5 et 7, dont le volume intérieur de l'enveloppe ( 10) non occupé par le boîtier ( 3) est empli d'un liquide incolore ( 11), caractérisé en ce que la susdite enveloppe ( 10) est adaptée à une enveloppe ( 17) en matière opaque contenant un liquide coloré ( 18), dont la couleur est différente de celle du colorant de la cire, et en ce qu'entre les deux enveloppes ( 10, 17) est disposé un orifice de communication ( 22) qui est maintenu fermé par action de la membrane ( 5) tant que le mélange ( 2) de cire et de colorant a une température comprise entre le susdit seuil et la température de consigne. 9 Dispositif d'indication selon la revendication 8, caractérisé en ce que, dans l'ouverture ( 8) est placé un guide ( 19) pour un poussoir ( 20) qui repose sur la membrane ( 5) et qui tend à pousser une bille d'étanchéité ( 21) sur le 13 2672123 siège du susdit orifice de communication ( 22), contre l'action d'un ressort de rappel ( 23). 10 Dispositif d'indication selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bille ( 21) est maintenue provisoirement immobilisée contre le siège de l'orifice ( 22) par des moyens ( 25) devant être neutralisés par une manoeuvre d'activation.