Brevet FR2665173A1 — publié le 19920131

"Produit de conservation du froid et humidificateur" La présente invention a pour objet un produit de conservation du froid comparable à la glace à rafraîchir dont il est fait encore un usage extensif dans maintes activités industrielles et artisanales, notamment dans les pays chauds. Un des inconvénients de cette exploitation réside dans le fait que la fabrication de la glace à rafraîchir implique une consommation d'eau considérable puisque l'eau résultant de la fusion de la glace n'est pas commodément récupérable. On connaît certes des produits de conservation du froid du genre comportant, confiné dans une enveloppe étanche, un liquide réfrigérant adapté à accumuler par congélation une quantité donnée de frigories et à restituer le froid ainsi accumulé au milieu environnant jusqu'à fusion complète, le cycle de congélation-fusion pouvant se répéter en principe indéfiniment. Ces produits, également appelés parfois "glace artificielle", se présentant par exemple sous forme de bidons ou de briques creuses contiennent, en général, des solutions étudiées pour avoir un point de fusion à des niveaux de température nettement négatifs en degrès Celsius, de manière à constituer une source froide plus énergique que la glace. I1 s'agit là cependant de produits industriels relativement onéreux, lourds et encombrants dans la mesure où l'on en envisagerait une utilisation extensive au delà des applications domestiques ou en camping. I1 serait peu réaliste d'envisager par exemple l'embarquement à bord d'un bateau de pêche de la quantité de glace artificielle qui serait nécessaire pour la conservation de la pêche. La présente invention est basée sur la découverte de possibilités offertes à cet égard par les hydrogels polymères, matériaux hydrophiles, connus pour leur capacité d'absorber de manière réversible de l'eau en quantités relativement importantes. Dans PCT/FR/90 00079, le présent Demandeur a déjà combiné cette fonction de rétention de l'eau de tels matériaux avec celle de reserve d'éléments nutritifs localisés pour des applications agricoles. La présente invention concerne une combinaison différente de cette même fonction de rétention de l'eau avec, cette fois, la fonction d'accumulateur de froid que peut assurer, après congélation, la masse d'eau absorbée et fixée par les matériaux fortement hydrophiles en question. Le produit proposé à cet effet, selon un aspect de l'invention, est caractérisé en ce qu'une masse dosée d'hydrogel polymère est confinée dans une enveloppe de matériau imperméable de volume correspondant à celui de la masse d'eau que ladite masse dosée est susceptible d'absorber, des perforations ménagées dans l'enveloppe rendant celle-ci perméable aux fluides, tout en sauvegardant le confinement de ladite masse dosée d'hydrogel polymère. Le matériau impermeable utilisé sera avantageusement un matériau en feuille mince, par exemple du polyéthylène, de sorte que l'enveloppe devient un simple sachet ultra-léger facile à fabriquer de manière connue en soi par tronçonnage et soudage d'une gaine tubulaire extrudée, le chargement de la masse dosée pouvant aisément s'organiser automatiquement dans chaque tronçon avant soudage de fermeture de celui-ci. On obtient ainsi un produit ultra-léger, susceptible d'être fabriqué en continu et fractionnable à la demande. Le chargement en eau s'opère par simple trempage du produit jusqu'à saturation de la masse dosée d'hydrogel qui demeure accessible à l'eau grâce aux perforations. Le produit est alors prêt à être passé au congélateur après simple égouttage pour en sortir à l'état d'un bloc de glace utilisable comme source de froid. Ce bloc se présente, en général, sous la forme d'une plaque dont l'épaisseur est déterminee par le rapport du volume d'eau absorbée à la surface du sachet initial ; selon une disposition avantageuse de l'invention cette épaisseur pourra être de l'ordre du centimètre. Au cours et après fusion de la glace, l'eau absorbée demeure en communication avec l'atmosphère grâce aux perforations de l'enveloppe et peut ainsi, par évaporation, contribuer à une humidification de l'atmosphère ambiante et procurer un certain rafraîchissement additionnel de l'environnement particulièrement appréciable dans les pays chauds. Quoi qu'il en soit, soit immédiatement après fusion de la glace, soit au bout d'un nombre variable d'heures ou de jours et rechargement éventuel de l'eau alors évaporée, le produit reste recongelable indéfiniment. Le polymère constituant l'hydrogel peut être choisi selon les convenances parmi les divers matériaux hydroabsorbants disponibles sur le marché - acrylate de sodium réticulé, - acrylamides, - tout autre type de polymère hydro-absorbant, - ces mêmes produits éventuellement complétés par une addition d'amidon de cellulose. Dans certaines applications, on pourra avantageusement soumettre l'hydrogel normalement utilisé sous forme de granulés, à un traitement préalable consistant en l'incorporation dans ces granulés d'une quantité limitée d'eau liée au polymère, et, en solution dans cette quantité d'eau, un additif 2 d'abaissement du point de fusion et/ou d'augmentation de l'énergie de changement d'état. Comme exemples en soi connus d'additifs de ce genre on peut citer les carbonates hydratés et les carbonates acides de métaux alcalins. Une autre possibilité offerte par le produit selon l'invention est de se prêter à son chargement par l'eau de mer, ce qui constitue, d'une part, une commodité considérable dans certaines applications, comme par exemple la conservation des produits de la pêche maritime, et, d'autre part, un moyen d'abaisser le point de fusion par l'effet des sels dissous dans l'eau absorbée ou congelée. Le dessin annexé montre un exemple de réalisation de produit selon l'invention illustré à l'état initial à la figure 1 et à l'état chargé à la figure 2. Comme il est visible sur la figure 1, le produit se présente sous la forme d'un sachet 10 constitué par un tronçon de longueur L1 d'une gaine tubulaire extrudée présentant à plat une largeur L2, ce tronçon étant délimité par deux soudures transversales de fermetures 11, 12 réalisées à faible distance de lignes llA et 12A de perforations le long desquelles chaque tronçon se trouve initialement raccordé à un tronçon adjacent. La gaine est des l'origine munie sur toute sa surface, d'un réseau de perforations 13. Selon une technique en soi connue, il est chargé dans chaque tronçon 10, avant sa fermeture par la réalisation de sa seconde soudure transversale, d'une masse dosée d'hydrogel polymère se présentent sous la forme de granulés 14. La taille de ces granulés étant de l'ordre du millimètre par exemple, la dimension des perforations 13 est d'un ordre de grandeur inférieur, de l'ordre du dixième de millimètre, par exemple, de sorte que le confinement des granulés reste assuré en toutes circonstances. Dans une application considérée à titre d'exemple la gaine 10 est en feuille de polyéthylene d'une épaisseur de cinq centièmes de millimètre ; sa largeur L2 est de 125 mm et la longueur L1 est de 200 mm ; l'hydrogel polymère est de l'acrylate de sodium réticulé et la masse dosée incorporée dans chaque élément est fixée à un gramme. Lorsqu'un tel sachet est trempé dans l'eau, les granules se trouvent placées au contact de l'eau qui traverse librement les perforations 13 et se gonflent par absorption et fixation de celle-ci. En se gonflant chaque grain d'hydrogel se métamorphose ; perdant l'apparence d'un cristal, il prend la forme d'un corps mou d'apparence gelatineuse. Ces corps mous se poussant les uns les autres, remplissent la totalité du volume disponible qui dans le cas présent est de l'ordre de 12,5 x 20 = 250 cm3 correspondant à une masse d'eau absorbée d'environ 250 grammes pour un gramme de granulé au depart. Le volume ainsi constitué, illustré à la figure G, s'étalant sur une surface de 250 cm2, va se présener sous la forme générale d'une plaque d'environ un centimètre d'épaisseur. Des expériences effectuées à bord d'un bateau de pêche ont montré que des plaques de cette épaisseur, une fois congelées, constituent un moyen très pratique et commode d'emploi pour la réfrigération de poissons dans un bac de conservation, bac dont le fond et éventuellement une ou plusieurs autres parois peuvent aisément être garnis ou tapissés de telles plaques. Après fusion de la glace, l'étalement du produit sur une surface relativement étendue favorise l'évaporation de l'eau et l'efficacité du produit décongelé comme moyen d'humidification et de rafraîchissement de l'ambiance. L'évaporation peut se poursuivre jusqu'à épuisement complet de l'eau absorbée pour être suivie d'un rechargement et recongélation sans limitation dans le temps. En tout cas, on dispose d'un produit extrêmement léger au départ, peu encombrant, se prêtant dans ces conditions techniques et économiques intéressantes à l'approvisionnement en produits de réfrigération et de climatisation notamment de pays chauds, avec des avantages spécifiques dans le domaine maritime, et en particulier pour les flottes de pêche, grâce à la possibilité d'utilisation de l'eau de mer. REVENDICATIONS 1) Produit de conservation du froid et humidificateur constitué par une masse dosée d'hydrogel polymère capable d'absorber et fixer une masse d'eau d'au moins un ordre de grandeur supérieur à ladite masse dosée, cette masse dosée étant confinée dans une enveloppe de matériau imperméable d'un volume au moins égal à celui de la masse d'eau ainsi absorbée, des perforations ménagées dans l'enveloppe rendant celle-ci perméable aux fluides, tout en sauvegardant le confinement de ladite masse d'hydrogel polymère. 2) Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enveloppe est un sachet de matériau en feuille, en particulier de polyéthylène. 3) Produit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le sachet est constitué par un tronçon de gaine tubulaire présentant, mis à plat, une surface dont la valeur en centimètres carrés est sensiblement égale à la masse d'eau précitée exprimée en grammes. 4) Produit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère constituant l'hydrogel est un acrylate de sodium réticulé en soi connu. 5) Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le polymère constituant l'hydrogel est un acrylamide en soi connu. 6) Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'hydrogel ou autre type de polymère hydro absorbant est complété par une addition d'amidon de cellulose. 7) Produit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse dosée d'hydrogel comporte d'origine une quantité limitée d'eau liée au polymère et, en solution dans cette quantité limitée d'eau, un additif d'abaissement du point de fusion et/ou d'augmentation de l'énergie de changement d'état. 8) Produit selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit additif comporte des carbonates hydratés et/ou des carbonates acides. 9) Utilisation d'un produit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'eau absorbée et fixée par l'hydrogel est de l'eau de mer.