Brevet FR2720000A1 — publié le 19951124

Corps poreux pour emmagasiner et restituer de manière contrôlée des substances évaporables, notamment pour un diffuseur de parfum Dans l'industrie, dans le domaine domestique ou sanitaire, en agriculture et en sylviculture ainsi qu'à l'intérieur des véhicules auto- mobiles on utilise fréquermment ce que l'on appelle des diffuseurs de parfum ou des diffuseurs de substances actives qui, en distribuant des par- fums ou des substances aromatiques contribuent à améliorer la qualité de l'air ambiant, en distribuant des insecticides assurent la destruction des parasites ou en distribuant des phéromones servent à attirer des insectes. Tous ces diffuseurs de parfum ou de substances actives ont ceci de commun qu'ils peuvent délivrer, par évaporation ou par sublimation, les parfums ou les substances actives sur une période relativement longue sous une concentration aussi régulière que possible et avec une composi- tion constante. Le laps de temps pendant lequel les parfums ou les substan- ces actives doivent être distribués est généralement de 4 à 8 semaines environ pour des parfums destinés à améliorer la qualité de l'air ambiant et, dans certains cas, peut atteindre plusieurs mois pour des substances actives telles que les insecticides. Les supports utilisés jusqu'ici présentent des inconvénients considérables résultant d'une libération trop rapide ou trop lente des substances emmagasinée. Dans une variante largement répandue, le parfum est contenu par exemple dans un récipient en matériau synthé- tique, fermé par une membrane en cellulose. Ces membranes n'ont pas une structure de pore déterminée de sorte que la diffusion de la substance n'est que difficilement contrôlable. En présence de mouvements d'air, la mem- brane peut devenir très rapidement sèche; l'alimentation en substance emmagasinée stagne alors. Par ailleurs une membrane vieillie exerce une action sélective de sorte que la palette de la substance active n'est plus diffusée dans son intégralité; en d'autres termes la composition de la substance active évolue dans la temps. Un moyen simple pour emmagasiner et diffuser des parfums et des substances actives consiste à utiliser des corps poreux dans lesquels le parfum ou la substance active est stocké dans les pores dudit corps poreux et s'évapore à partir de ceux-ci. Les supports en céramique n'ont qu'un faible volume de pore allant jusqu'à 40 % et la proportion de pores ouverts dont ils disposent est faible. Dans ce cas, les substances à évaporer sont emmagasinées essen- tiellement au niveau de la surface extérieure du corps de sorte qu'on ne peut appliquer que de faibles quantités de substrat par unité de volume. De la même manière, les substances minérales inévitablement présentes dans les céramiques conduisent à une fixation sélective des substances aroma- tiques. D'autres matériaux bon marché très fréquemment utilisés sont des corps massifs de fibres de cellulose, notamment des feutres ou des non-tissés de cellulose. Ces corps ne présentent pas une structure de pore déterminée et diminuent par leur structure fibreuse l'action des forces de capillarité. Les nombreux groupes hydroxyl de la cellulose, par leur interac- tion avec les groupes polaires des parfums et des substances actives et leur interaction avec des molécules d'eau, peuvent être à l'origine d'une fixa- tion non souhaitée, d'intensité variable, de substances actives et de sub- stances aromatiques au moment de l'emmagasinage ainsi que de phénomè- nes indésirables de chromatographie lors de la libération desdites sub- stances. 1l en résulte dans certaines conditions, avec la plupart des substances actives et des substances aromatiques ou des combinaisons de substances, une dégradation modérée à forte de l'efficacité, par exemple une modification des parfums par rapport au produit d'origine adsorbé. Un autre inconvénient des corps en cellulose est leur gonfle- ment. Le corps en cellulose peut se fendiller lorsque l'humidité de l'air est élevée; l'entrée d'air anormalement élevée qui s'ensuit réduit alors la durée d'action et influe sur la concentration recherchée de substances acti- ves dans l'air ambiant. En utilisation, les corps en cellulose peuvent subir des déformations et des modifications de couleur, ce qui a une incidence sur l'aspect esthétique et par suite sur les possibilités de commercialisa- tion de produits utilisant de tels supports. L'objectif de la présente invention est de proposer un corps poreux pour emmagasiner et restituer de manière contrôlée des substances évaporables (parfums ou substances actives) qui, par rapport à son volume, puisse emmagasiner une quantité importante de substance et assure pendant une période longue, une évaporation régulière de la sub- stance emmagasinée sans modification de la composition par rapport à la substance à l'état pur. Cet objectif est atteint par le fait que le corps poreux est formé de verre fritté à pores ouverts. Le verre fritté à pores ouverts constitue un corps adapté pour emmagasiner et libérer de manière contrôlée des substances évaporables. De manière avantageuse, le corps poreux présente un volume de pores compris entre 30 et 85 % et une dimension moyenne de pores com- prise entre 10 et 350 grnm. De préférence, le volume de pores est compris entre 50 et 75 %. La dimension moyenne de pores est comprise de préférence entre 40 et i00 Im. Le verre est un matériau relativement stable chimiquement et ne réagit pas avec les parfums et les substances actives courantes. Des corps en verre ordinaire à base de chaux et de soude sont amplement suffisants pour la plupart des applications; chaque fois qu'une stabilité chimique très élevée est nécessaire, on utilisera des corps en verre de borosilicates, verre qui est utilisé pour la majorité des appareils de laboratoire (par exemple verre de borosilicates 3.3). De tels corps permettent d'emmagasi- ner des substances actives dont l'agressivité interdisait tout stockage dans des moyens de stockage courants. La composition du verre à base de chaux et de soude est connue d'une manière générale et elle est habituellement la suivante: 70-75 % en poids SiO2; 12-16 % en poids Na2O (+ K20); 8-11 % en poids CaO; 2-5 % en poids MgO et environ 1% en poids A1203. La plage de composition du verre de borosilicates (en % du poids) est d'environ 70-85 SiO2; 5- 15 B203; 3-7 oxydes alcalins; 2-5 A1203; 0-4 oxydes alcalino-terreux. Les deux nuances de verres mentionnées ci-dessus sont indiquées unique- ment à titre d'exemple. Naturellement un grand nombre de verres de nuances différentes peuvent aussi être utilisés. Pour pouvoir emmagasiner des parfums et des substances acti- ves, le corps doit présenter des pores ouverts, le stockage se faisant dans les pores. Etant donné que l'on ne peut pas éviter la présence dans le corps de pores fermés isolés, on considère comme corps à pores ouverts un corps comportant jusqu'à 5 % du volume de pores fermés. Le parfum emmagasiné est retenu dans les pores par les forces de capillarité et s'évapore au niveau de la surface du corps. La dimension des pores influe sur la vitesse d'évaporation. Plus les pores sont petits et plus l'évaporation est lente. Le choix d'une dimension de pore adaptée permet d'ajuster le temps d'évaporation, c'est-à-dire le temps nécessaire jusqu'à ce que la substance emmagasinée soit de nouveau libérée, et en outre de tenir compte de la volatilité de la substance à évaporer. Plus une substance est volatile et plus petits seront les pores pour un temps d'évaporation donné. Une dimension moyenne de pore comprise entre 10 et 350!rm s'est avérée être parfaitement adaptée, des dimensions moyennes de pore de l'ordre de 40 à 100 pm étant préférées. Pour pouvoir emmagasiner dans le corps une quantité de substance aussi grande que possible, le volume des pores doit être le plus élevé possible. On obtient de bons résultats avec des corps dans lesquels le volume des pores représente 30 à 85 % du corps. En dessous d'un volume de pores de 30 %, la quantité de substance pouvant être emmagasinée est trop faible pour la majorité des applications; au delà de 85 % la résistance mécanique des corps est toujours insuffisante. La préférence va plus parti- culièrement à des volumes de pores compris entre 50 et 75 %. L'introduction du parfum ou de la substance active dans le corps a lieu par pulvérisation ou par infiltration de la substance à l'état liquide ou de la solution de substance, par imprégnation du corps avec la sub- stance ou par immersion du corps dans la substance ou la solution de sub- stance, ladite substance se répandant rapidement dans le corps sous l'action des forces de capillarité. Outre les corps présentant une dimension de pores très régulière, les corps à structure dite à double porosité conviennent également. Ces derniers, présentent des macropores avec une dimension de pores com- prise entre 20 et 450 gm, tandis que les parois des cellules des macropores comportent des micropores ouverts. Ces micropores ont une dimension comprise entre 1 et 10 gm. Pour un volume total de pores dans le corps allant de 30 à 85 %, le volume des macropores est de 25 à 80 % environ et celui des micropores de 5 à 30 % environ. On connaît de nombreux procédés pour la fabrication des corps poreux (y compris pour la fabrication de corps dotés d'une structure à double porosité). L'un de ces procédés est décrit dans le brevet US-PS 4 588 540. Conformément à ce procédé, on réalise des frittes de verre avec un sel organique puis on élimine par dissolution le sel contenu dans le corps fritté. La dimension des grains de sel, la répartition dimensionnelle des grains de sel et de la poudre de verre ainsi que le rapport du sel à la pou- dre de verre déterminent les caractéristiques du corps fritté obtenu. La forme sous laquelle les corps destinés à emmagasiner les substances peuvent être utilisés importe peu. Ils peuvent avoir une forme de cube, de disque, d'anneau ou de sphère, une forme de barreau ou encore une forme figurative comme par exemple une forme de coeur, d'arbre, d'animal ou autre. Les avantages du corps poreux résident essentiellement dans le fait que, grâce à son volume de pores élevé, ledit corps peut emmagasiner une quantité de parfums et de substances actives très importante par rap- port à son volume, dans le fait que ledit corps se compose d'un matériau inerte vis-à-vis de la substance emmagasinée, dans le fait que la diffusion de la substance emmagasinée a lieu de manière très régulière non seule- ment dans le temps mais encore du point de vue de la composition du produit étant donné qu'il n'y a pas d'effet de chromatographie et dans le fait que l'on peut influer sur la durée de diffusion de la substance par le choix d'une dimension de pores adaptée. Exemple: On imprègne un corps poreux en verre fritté en forme de disque, de 33 mm de diamètre et de 8 numm d'épaisseur, fabriqué à partir de verre à base de chaux et de soude, avec un volume de pores de 65 % et une dimen- sion moyenne de pores de 70 gm, avec 3,6 g d'un mélange d'essences par- fumées puis on l'expose à l'air ambiant en tant que moyen pour améliorer la qualité de l'air ambiant. On constate une diminution quasiment linéaire de la concentration de substance dans le corps formant support ainsi qu'une concentration de substance sensiblement constante dans l'air ambiant sur une période de 5 semaines. L'impression olfactive du mélange évaporé reste pratiquement inchangée sur l'ensemble de la période. REVENDICATIONS 1. Corps poreux destiné à emmagasiner et à restituer de manière contrôlée des substances évaporables, notamment pour un diffuseur de parfum, caractérisé par le fait que ledit corps est formé d'un verre fritté à pores ouverts. 2. Corps poreux selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il présente un volume de pores compris entre 30 et 85 % et une dimen- sion moyenne de pores comprise entre 10 et 350 mn. 3. Corps poreux selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il présente un volume de pores compris entre 50 et 75 %. 4. Corps poreux selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait qu'il présente une dimension moyenne de pores comprise entre 40 et 100 grm.