Brevet FR2803204A1 — publié le 20010706

La présente invention concerne un dispositif de diffusion d'un produit volatil dans l'atmosphère, et un procédé pour sa fabrication. Le dispositif de diffusion de produit volatil de l'invention est plus particulièrement destiné à être appliqué sur la peau. Les dispositifs de diffusion (ou patch) de produit volatil doivent permettre une libération rapide du produit pendant 8 à 24 heures, être pratiques d'utilisation -en particulier fins, discrets et translucides- et permettre une diffusion vers l'atmosphère à proximité immédiate de la peau tout en évitant le contact direct du produit avec la peau. La demande FR 2 745 720 décrit un dispositif de diffusion contrôlée d'un produit volatil dans l'atmosphère comprenant une couche d'un film polymérique hydrophobe de type éthylène/acétate de vinyle (EVA) comportant 15 à 50 % d'inclusions hydrophiles, dans laquelle est piégé un produit volatil. 90 % de la charge en produit volatil inclus dans le film polymérique est libéré entre 8 et 24 heures dans l'atmosphère. Dans le cadre de la présente invention, le dispositif de diffusion d'un produit volatil comprend également un film polymérique chargé en produit volatil, mais le polymère utilisé est différent. En effet, il a été découvert dans le cadre de la présente invention que pour obtenir un dispositif de diffusion qui présente une bonne tenue sur la peau, qui est le plus fin possible sans se casser au cours du procédé de fabrication, il est nécessaire de choisir un film polymérique doté de certaines caractéristiques. Le polymère EVA comportant 15 à 50 % d'inclusions hydrophiles décrit dans FR 2 745 720 ne répond pas à ces critères. II a été découvert en outre que l'utilisation d'un copolymère EVA ne comportant pas d'inclusions hydrophiles permet une libération du produit pendant au moins 8 heures. Grâce au choix du copolymère EVA décrit précédemment, le dispositif de diffusion d'un produit volatil selon l'invention peut contenir des produits pulvérulants, par exemple des microsphères de polyacrylates pour augmenter la capacité de chargement de la matrice ou pour ralentir la vitesse de diffusion des produits volatils. Ainsi, l'épaisseur de la matrice est considérablement réduite et sa tenue sur la peau est améliorée. La présente invention a pour objet un dispositif de diffusion d'un produit volatil dans l'atmosphère notamment destiné à être appliqué sur la peau, comportant une matrice destinée à diffuser le produit volatil, ladite matrice à base d'un copolymère d'éthylène/acétate de vinyle (EVA), caractérisé en ce que ledit copolymère représente un Melt Index compris entre 0,5 et 20 g/ 10 min, mesuré selon la norme ASTM D 1238, et un point de fusion compris entre 65 et 90 C. De préférence, le Melt Index est compris entre 0,5 et 10 g / 10 min. Par ailleurs, le copolymère EVA présente avantageusement une contrainte à la rupture de 2000 N/cmz. Les EVA dont le Melt Index est trop élevé sont trop fluides et trop collants si bien que la matière ne peut pas être correctement travaillée sous forme de film. Le copolymère EVA est par exemple choisi parmi les Icorene MP00623-18, MP 00119-35, MP 02020-35 et leurs mélanges. L'Icorene MP 00119-35 est caractérisé par un Melt Index de 0,65 g/10 min, et un point de fusion de 83 C. L'Icorene MP 00623-18 est caractérisé par un Melt Index de 5,5 g/10 min et un point VICAT de 63 C. L'Icorene MP 02020-35 est caractérisé par un Melt Index de 20 g/10 min et un point de fusion de 83 C. Le point VICAT, mesuré selon la norme ASTM D 1525, est inférieur de 10 à 20 C du point de fusion. Les températures de fusion des EVA choisis sont situées entre 65 et 90 C, ce qui permet d'extruder à des températures suffisamment basses pour limiter considérablement les pertes et la dégradation du produit volatil au cours de l'extrusion. Les propriétés mécaniques de l'EVA confèrent à la matrice une bonne élasticité. Cette propriété permet d'une part d'étirer facilement le film et d'obtenir des matrices plus fines (100 Nm et moins). La matrice est avantageusement un film translucide de 150 Nm d'épaisseur comprise entre 150 et 300 pm, contenant 0,5 à 30 % de produit volatil, de préférence 10 à 20 %, par exemple 20 %, par rapport au poids de la matrice. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de diffusion d'un produit volatil selon l'invention comprend cinq couches a) la matrice à base du copolymère EVA décrit précédemment contenant le produit volatil, b) un film imperméable permettant d'éviter la diffusion du produit volatil vers la peau, c) un adhésif permettant de fixer ladite matrice sur ledit film imperméable, d) un adhésif permettant de maintenir le dispositif sur la peau, e) une protection pelable à retirer avant application sur la peau. L'élasticité de l'EVA utilisé dans le cadre de l'invention permet par ailleurs d'amortir la déformation de la matrice lorsque celle-ci perd sa charge en produit volatil et par conséquent d'obtenir une meilleure tenue du patch sur la peau. L'épaisseur de la matrice et la charge en produit volatil sont optimisés conjointement, de manière à limiter les phénomènes de délamination et à obtenir une bonne adhérence du dispositif de diffusion. Les délaminations seront d'autant plus importantes que la matrice est épaisse et que la charge en produit volatil est élevée. Par ailleurs, plus la charge en produit volatil sera faible, meilleure sera l'adhésion. En conséquence, pour augmenter la charge unitaire en produit volatil par dispositif de diffusion, il sera préférable de diminuer l'épaisseur du film et d'augmenter la concentration en produit volatil. L'adhésif (c) permettant de fixer la matrice sur le film imperméable est par exemple composé d'un élastomère styrène-isoprène (Kraton D- 1161 NIShell Chemicals) et d'une résine terpénique (Dercolyte Al 15lDRT) associés à un antioxydant (irganox 1010). Le film imperméable (b) est avantageusement un film d'OPP coextrudé de 35 Nm d'épaisseur ou bien un polyester 23 pm. L'adhésif permettant de maintenir le patch sur la peau (d) peut être en fonction des cas, un adhésif médical acrylique (ex de Duro-tak 387 2054 National Strach) ou un adhésif médical caoutchouc (ex Morstik 153 de MORTON). Enfin, la protection pelable (e) à retirer peut être un film de Polyester 75 Nm siliconé une face (4P Embalflex), un film siliconé en polypropylène ou en papier. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de diffusion a une épaisseur de l'ordre de 200 à 500 pm, de préférence 350 Nm. La teneur unitaire en produit volatil est comprise entre 8 et 35 mg. Le produit volatil est choisi parmi les insectifuges d'origine naturelle ou synthétiques, les huiles essentielles, les parfums, les compositions parfumantes, les dérivés terpéniques pouvant être inhalés tels que le menthol, le camphre, l'eucalyptol, et leurs mélanges. Le produit volatil est une huile essentielle choisie parmi les huiles essentielles de citronnelle, de géranium, de bois de cèdre, de lavande, d'eucalyptus, de lemongrass, de mille-feuille, de menthe poivrée, de clous de girofle, de thuya, de neem et leurs mélanges. La présente invention a également pour objet la fabrication du dispositif de diffusion d'un produit volatil. Selon le procédé de fabrication de l'invention, la matrice est obtenue par extrusion d'une poudre d'EVA imprégnée du produit volatil. Les principales étapes du procédé de fabrication sont les suivantes - Imprégnation de la poudre d'EVA avec le produit volatil, de préférence pendant 12 à 24 h. - Extrusion de la matrice (a) : la poudre LEVA imprégnée de produit volatil est malaxée dans un malaxeur BUSS puis extrudé dans une extrudeuse munie d'une filière plate, le film ainsi formé est calandré puis enroulé. La gamme de températures utilisées varient de 50 , à 110 C en fonction des zones de chauffe, de préférence 70 C. - Enduction de l'adhésif (d) sur le film imperméable (c). - Enduction de l'adhésif (b) sur l'autre face du film imperméable (c). - Contrecollage de la protection pelable (e) sur l'adhésif (d). - Estampillage et ensachage des patchs. Selon une variante, la poudre LEVA et le produit volatil sont introduits simultanément sous le malaxeur Buss respectivement par le biais du trémie doseuse et d'un système d'injection placé en aval de la trémie. Dans ce cas, le produit volatil est directement introduit dans le copolymère en fusion, et l'étape préalable d'imprégnation est ainsi évitée. LEVA est avantageusement une poudre dont la taille des grains n'excède pas 1000 Nm, afin d'assurer une surface de contact maximum et donc une meilleure absorbtion des produits volatils par le polymère. La figure 1 représente la structure d'un dispositif de diffusion selon l'invention comprenant 5 couches a) matrice diffusant le produit volatil, b) adhésif de fixation de la matrice, c) film imperméable, d) adhésif de maintien sur la peau, e) protection pelable. La figure 2 représente la vitesse de libération de l'essence de citronnelle des patchs de l'exemple 1. Exemple 1 On prépare un patch anti-moustique diffusant de la citronnelle constitué de 5 couches : une matrice contenant l'essence de citronnelle, un adhésif de fixation de la matrice, un film imperméable, un adhésif de maintien sur la peau et une protection pelable. Formule de la matrice Nom chimique ou INCI Quantité % en poids Ethylène vinyl acétate (Icorene 80 MP 02020-35) Essence de citronnelle (Laserson) 20 Icorene MP 02020-35 présente les caractéristiques suivantes - Melt Index: 20 g/10 min - pourcentage en monomère acétate de vinyle : 20% en poids - densité : 0,940 g/cm3 - point de fusion : 83 C - granulométrie : 500 Nm Formule de l'adhésif de fixation de matrice Nom chimique ou INCI Quantité % en poids Copolymère isoprène-styrène 39,8 Résine terpénique sur alpha pinène 59,8 Pentaérythrityl-tétrakis[3-(3,5-di 0,4 ter. butyl-4-hydroxyphényl)-propionate] Formule de l'adhésif de maintien sur la peau L'adhésif de maintien sur la peau est un copolymère acrylique (Duro-tak ). Formule du film imperméable Le film imperméable situé entre l'adhésif peau et l'adhésif de fixation de la matrice est en polypropylène orienté (OPP 35 Nm, Brodart). Formule de la protection pelable La protection pelable est un film de polytéréphtalate d'éthylène glycol siliconé en surface (4P EmbalFlex). 1. Fabrication de la matrice par extrusion Incorporer 1,4 kg d'essence de citronnelle (Laserson) à 5,6 kg d'Icorene MP 02020-35 et malaxer jusqu'à obtention d'une poudre homogène humide imprégnée d'essence de citronnelle. Transférer la préparation dans une cuve hermétiquement fermée d'un mélangeur rotatif et laisser tourner pendant 24 heures. Le mélange pulvérulent est extrudé à 75 C pour obtenir un film polymérique de 150 Nm d'épaisseur et de 12 cm de laize. Le mélangeur de poudre est introduit dans un mélangeur-malaxeur BUSS par l'intermédiaire d'une trémie d'alimentation, la matière en fusion est malaxée puis chassée dans une extrudeuse dans laquelle la matière est mise sous pression grâce à une vis sans fin. A la sortie de l'extrudeuse la matière passe dans une filière plate pour donner un film qui est ensuite calandré puis enroulé en bobine. Dans ces conditions, la teneur en essence de citronnelle dans la matrice après l'extrusion est de 17,3 %. La perte en produit volatil lors de l'extrusion est de 13,5 %. 2. Enduction de l'adhésif de maintien sur la peau L'adhésif Duro-tak 387-2054 mis en solution dans un mélange acétate d'éthyle /toluène/heptane/propan-2-ol: 19/2/12/19, à une concentration de 47,5 % est déposé à raison de 40 g/m2 sur le papier siliconé sur une laize de 250 mm, grâce à un enducteur râcle. Le dépôt d'adhésif est introduit dans un séchoir pour évaporer les solvants, puis complexé avec l'OPP 35 Nm. Le complexe 1 obtenu (papier siliconé/ adhésif peau/OPP 35 pm) est conditionné en bobine et découpé longitudinalement en laize de 125 mm. 3. Enduction de l'adhésif de fixation de la matrice 3.1 Formule de l'adhésif Formule de l'adhésif de fixation de la matrice Fournisseur Quantité Kg Kraton D1161 NS Shell chemicals/Lambert Rivière 1 Dercolyte A 115 DRT/ITIF 1,5 Irganox 1010 Ciba Geigy/ITIF 0,01 Le solvant utilisé est un mélange Essence E / Méthylcétone 67133 m/m. L'extrait sec représente 50% de la formule de l'adhésif. 3.2 Enduction de l'adhésif L'adhésif est enduit à raison de 30 g/ ml sur la face OPP 35 pm du complexe 1. Le dépôt d'adhésif est introduit dans un séchoir pour évaporer les solvants, puis est complexé avec la matrice polymérique contenant l'essence de citronnelle. Le complexe 2 obtenu (papier siliconé / adhésif peau / OPP 35 Nm I adhésif matrice / matrice) est conditionné en bobine, puis placé dans un emballage hermétique en attendant le contrecollage. 4. Contrecollage du protecteur pelable 4.1 Refente du protecteur pelable Avant d'être contecollé au complexe, la protection pelable est soumis à deux opérations - une découpe longitudinale qui constitue la future refente de la protection pelable des patchs, - un complexage côté non-siliconé avec un support en polyéthylène adhésivé PEBD (Novacel) afin d'assurer le transport des patchs après estampillage. Le complexe 3 formé (polyester siliconé 75 Nm refendu I transporteur PEBD) est redécoupé en laize de 125 mm. 4.2 Complexage du complexe 2 avec le protecteur pelable Le complexe 2 est débarrassé du papier siliconé puis complexé avec la face siliconée du polyester 75 Nm doublé de la protection adhésive en PEBD du complexe 3. Le complexe 4 (matrice l adhésif matrice I OPP 35 Nm I adhésif peau I complexe 3) est conditionné en bobine et placé dans un emballage hermétique jusqu'à l'estampillage. 5. Estampillage Le complexe 4 est introduit dans la machine à estampiller matrice vers le haut. Le complexe est découpé à plat en ronds de 3 cm de diamètre, puis échenillé. En sortie de machine, les patchs découpés sont disposés sur le transporteur PEBD. Les bobines sont placées dans un emballage hermétique en attendant l'ensachage. 6. Ensachage Les patchs sont placés en sachets individuels de dimension adaptée dans un complexe papier I PE I alu I PE. 7. Contrôle sur les patchs 1) Contrôle de la charge unitaire par patch : 18mg 2) Test de tenue sur la peau : les patchs sont appliqués sur les avant- bras de 7 sujets. L'adhérence et les éventuelles délaminations sont observées pendant 8 heures. Les résultats sont présentés dans le tableau suivant patchs adhérant bien à 2 h 100 5h 92% 8h 75 l0 patch sans délamination à 2 h 100 5h 100% 8h 100% 3) Cinétique de libération de l'essence de citronnelle in vitro à 32 C. Les patchs sont placés sur une plaque chauffante thermostatée à 32 C, la perte en essence de citronnelle est mesurée pendant 10 h. En 10 h, 58,3% de la charge initiale en citronnelle sont libérés. Le profil de libération de l'essence de citronnelle obtenu dans ces conditions est présenté figure 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif de diffusion d'un produit volatil dans l'atmosphère notamment destiné à être appliqué sur la peau, comportant une matrice destinée à diffuser le produit volatil, ladite matrice à base d'un copolymère d'éthylène/acétate de vinyle (EVA), caractérisé en ce que ledit copolymère représente un Melt Index compris entre 0,5 et 20 g/ 10 min, mesuré selon la norme ASTM D 1238, et un point de fusion compris entre 65 et 90 C. 2. Dispositif de diffusion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le Melt Index est compris entre 0,5 et 10 g110 min. 3. Dispositif selon les revendication 1 et 2, caractérisé en ce que ledit copolymère EVA présente une contrainte à la rupture de 2000 Nlcmz. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice a une épaisseur comprise entre 150 Nm et 300 Nm. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit volatil représente entre 0,5 et 30 % du poids de la matrice, de préférence entre 10 et 20 % en poids de la matrice. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué de cinq couches a) la matrice à base du copolymère EVA contenant le produit volatil, b) un film imperméable permettant d'éviter la diffusion du produit volatil vers la peau, c) un adhésif permettant de fixer ladite matrice sur ledit film imperméable, d) un adhésif permettant de maintenir le dispositif sur la peau, e) une protection pelable à retirer avant application sur la peau. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que son épaisseur est comprise entre 200 et 500 pm, de préférence de l'ordre de 350 pm. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'adhésif (c) permettant de fixer la matrice sur le film imperméable est constitué d'un élastomère isoprène-styrène, d'une résine polyterpénique et d'un agent antioxydant. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le film imperméable (b) est un film de polyester ou d'OPP, et la protection pelable (e) est un film siliconé en polyester, en polypropylène ou en papier. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit volatil est choisi parmi les ïnsectifuges d'origine naturelle ou synthétique, les huiles essentielles, les parfums, les compositions parfumantes, les dérivés terpéniques pouvant être inhalés tels que le menthol, le camphre et leurs mélanges. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit volatil est une huile essentielle choisie parmi les huiles essentielles de citronnelle, de géranium, de bois de cèdre, de lavande, d'eucalyptus, de lemongrass, de mille-feuille, de menthe poivrée, de clous de girofle, de thuya, de neem et leurs mélanges. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en produit volatil est comprise entre 8 et 35 mg par dispositif. 13. Procédé de préparation d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice est obtenue par extrusion d'une poudre d'EVA imprégnée du produit volatil. 14. Procédé de préparation d'un dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le produit volatil est introduit dans l'EVA en fusion avant de procéder à l'extrusion du copolymère.