INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les cellules thermoélectriques à effet Seebeck, sont généralement utilisées dans les domaines où il y a beaucoup de chaleur perdue et cette chaleur est utilisée pour des compléments de production électrique. La ou les cellules peuvent ainsi être accolée(s) à un four, ou proche ou en contact avec une flamme ou un/des gaz chauds d’échappement. Les cellules thermoélectriques à effet Seebeck ont également été utilisées dans l’aérospatial sur certaines sondes, quand les sondes voyagent trop loin pour que les panneaux solaires soient une source viable, alors en utilisant la chaleur d’une radio-pile comme sources de chaleur.
En outre, dans le cadre de production de chaleur dite « verte », la chaleur peut être collecté par d’énormes parcs de miroir, concentrant cette chaleur sur une tour où des liquides calorifiques sont chauffés. Bien que cette méthode soit verte, elle nécessite une grosse infrastructure telle qu’une tour très grande et coûteuse, de plus le liquide chauffé doit être acheminé par des conduits et pompes.
Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé de production d’électricité, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
(b) stockage de l’énergie sous forme de chaleur selon l’étape (a) sur un produit caloporteur ;
(d) récupération de l’électricité générée par l’étape de production (c).
L’étape (c) de production d’électricité est en particulier nécessaire pour créer une différence de température avec le côté froid de la cellule.
Selon cette configuration, la sortie d’air vers l’extérieur du réservoir est empêchée automatiquement, ce qui rend l’utilisation du réservoir extrêmement simple, car l’utilisateur n’a aucune action particulière à faire (aussi simple soit-elle) comparativement à un flacon classique à réservoir déformable.
Le flacon peut comporter un dispositif configuré pour maintenir la membrane mouillée par du produit liquide issu du réservoir entre deux distributions de produit liquide.
Afin de garantir l’absence totale de passage d’air, la membrane doit être mouillée. Cela est nécessairement le cas immédiatement après la distribution du produit, de sorte que la membrane joue correctement son rôle de dispositif anti-retour et empêche l’aspiration d’air dans la poche souple en compensation du volume de produit liquide distribué. Néanmoins, pour assurer que la membrane reste mouillée entre deux distributions de produit, qui sont généralement espacées de plusieurs heures si le produit est un produit ophtalmique, il est préférable de prévoir un dispositif adapté à garantir que la membrane reste mouillée. Ce dispositif peut être constitué de diverses manières. Une réserve de liquide peut être formée en amont de la membrane, ou une très faible quantité de liquide peut être maintenue en aval de la membrane.
Dans l’ensemble du présent document les termes « amont » et « aval » s’entendent en considérant le sens d’écoulement du produit liquide lors de sa délivrance, c’est-à-dire depuis le réservoir jusqu’à sa sortie de l’embout du flacon.
Le dispositif configuré pour maintenir la membrane mouillée entre deux instillations peut être un capuchon amovible, rapporté sur la tête de distribution.
Un capuchon constitue une manière simple et efficace de fournir une étanchéité en aval (côté embout goutte à goutte) de la membrane. Une telle étanchéité évite le retour du liquide qui mouille la membrane vers la poche souple entre deux instillations.
Le dispositif configuré pour maintenir la membrane mouillée entre deux instillations peut comporter un clapet positionné entre la membrane et l’orifice de distribution de l’embout goutte à goutte.
Il est notable que ce clapet ne vise pas à assurer la fonction anti-réaspiration d’air dans le réservoir, qui est garantie dans l’invention par la membrane hydrophile, sélectivement perméable à l’eau. Un tel clapet assure simplement le maintien du produit liquide mouillant la membrane au niveau de celle-ci, en particulier entre deux distributions successives de produits. Un clapet simple, peu coûteux, peut ainsi être utilisé. Le clapet peut être un clapet à bille, un clapet à lamelles déformables, etc.
Le flacon peut comporter un tampon poreux situé entre le réservoir et la membrane microporeuse et disposé de sorte à être traversé par le liquide issu de la poche souple en vue de la délivrance dudit liquide par l’embout goutte à goutte.
Le tampon poreux en amont de la membrane permet d’éviter que le produit liquide ne vienne au contact de la membrane avant la première distribution de produit. Avant la première utilisation, le liquide reste ainsi parfaitement confiné dans le réservoir, et aucune goute de liquide ne risque de traverser la membrane et de se retrouver ainsi dans une zone, au niveau de l’embout, où il est plus difficile de garantir sa stérilité.
Le tampon poreux permet également de créer une perte de charge sur le trajet du produit vers l’orifice de distribution, conjointement avec la membrane microporeuse, qui permet de réguler le flux de liquide distribué par le flacon. En d’autres termes, le tampon permet à l’utilisateur de doser plus facilement le nombre de gouttes souhaitées, en régulant le flux de liquide en sortie du flacon.
Si le tampon poreux est positionné au contact de la membrane, il peut également constituer un dispositif permettant de maintenir la membrane mouillée par du produit liquide issu du réservoir entre deux distributions de produit liquide. Cette disposition doit néanmoins être complétée d’un moyen évitant l’évaporation du produit liquide, par exemple un capuchon amovible.
Un tampon microporeux donnant satisfaction est avantageusement réalisé en une matière inerte vis-à-vis du liquide contenu dans le flacon. Des matières appropriées seront en particulier les feutres ou les mousses à haute porosité en pores ouverts telles qu'on sait les obtenir à partir de résines diverses de polymères organiques. Dans les principales applications de l'invention, il est avantageux de réaliser le tampon microporeux sous la forme d'une pastille de feutre de résines de polyesters ou polyesters modifiés, telles en particulier que les résines de polyéthylène à basse densité ou les résines de polyéthersulfone.
Les résines de ce type ou équivalentes ont l'intérêt, dans le cadre de l'invention, de se prêter à fournir un tampon cylindrique, dans les diamètres de 0,5 à 3 cm et des longueurs comprises entre 0,2 et 1 cm, qui présente une souplesse suffisante pour s'adapter en force de manière étanche dans le corps, avantageusement cylindrique, de la tête de distribution, et qui, dans le sens longitudinal, offre au passage du liquide des microcanaux d'un diamètre moyen de pores pouvant être choisis entre 0,3 et 10 microns.
La membrane microporeuse peut par exemple avoir une taille de pores inférieure à 0,45 µm et de préférence inférieure ou égale à 0,22 µm.
Une telle membrane offre une filtration dite stérilisante en ce qu’elle empêche le passage des bactéries, des champignons, et, selon la porosité choisie, de certains virus. La membrane peut être constituée de divers matériaux, par exemple du type PES, nylon, PVDF. Elle évite le passage d’éventuels contaminants lors de la distribution du produit (bien que normalement le produit soit conditionné de manière stérile, de sorte qu’aucun contaminant n’y est normalement présent), mais garantit aussi la stérilité du produit contenu dans le réservoir en empêchant le passage dans le réservoir de contaminants (bactéries, voire virus) depuis l’extérieur du flacon. Aucun conservateur n’est ainsi nécessaire dans le produit.
FAME n° Poids (en % du poids initial) Poids maximal atteint (jour auquel il a été atteint) Poids au jour 105 1 102,60 % (jour 15) 95,45 % 2 103,96 % (jour 35) 98,76 % 3 103,70 % (jour 49) 99,61 % 4 100 % (jour 0) 98,53 % 5 104,20 % (jour 79) 100,56 %
Les esters méthyliques d’acides gras ont gardé au moins 95 % de leur poids 105 jours après le début du test. Par conséquent, la vitesse d’évaporation des FAME est suffisamment basse pour avoir un revêtement satisfaisant pendant la période entière d’utilisation du récipient revêtu en utilisant lesdits FAME.
Il doit être noté que mis à part le FAME n°4, les FAME ont subi une augmentation de poids pendant le test avant de perdre du poids en raison de l’évaporation.
Les formulations basiques suivantes ont été préparées en mélangeant les composants dans les quantités indiquées dans le tableau ci-dessous.
Formulation n° FAME utilisé Quantité de FAME (% en poids) Quantité de Surfaline SE80® (% en poids) Quantité de Surfaline SE81® (% en poids) HLB Quantité d’eau (% en poids) A' 1 84,5 7,5 7,5 12,5 0,5 B' 2 84,5 7,5 7,5 12,5 0,5 C' 3 84,5 7,5 7,5 12,5 0,5 D' 4 84,5 7,5 7,5 12,5 0,5 E' 5 84,5 7,5 7,5 12,5 0,5 F' 4 84,5 12 3 11 0,5 G’ 4 84,5 9 6 12 0,5 H' 4 84,5 6 9 13 0,5 I' 4 84,5 3 12 14 0,5
Dans le tableau ci-dessus, la HLB indiquée est la HLB du mélange de tensioactifs.
Le Surfaline SE80® est un tensioactif non ionique qui est le monooléate de sorbitane 20 EO (HLB 15). Le Surfaline SE81® est un tensioactif non ionique qui est le monooléate de sorbitane 5 EO (HLB 10).
Les formulations basiques ont été préparées en mélangeant et en agitant les ingrédients pendant 5 minutes à température ambiante.
Ainsi, les compositions de revêtement ont été préparées en diluant les formulations mentionnées ci-dessus dans de l’eau du robinet (possédant une dureté de 3 °dH) à une concentration de 7 % en poids ou 10 % en poids, en utilisant un disperseur Dispermat® à 25 % de puissance d’agitation pendant 5 minutes.
Un volume de 0,4 mL desdites compositions de revêtement a été pulvérisé sur la bande d’éraflure présente sur l’épaulement d’une bouteille. Pour chacune des compositions de revêtement, le test a été réalisé sur 5 bouteilles à 20 °C et 5 bouteilles à 30 °C.
Les bouteilles revêtues ont été stockées dans des conditions ambiantes pendant 24 heures. L’effet de masquage a été évalué par inspection visuelle (œil humain) et noté de 0, qui représente aucun effet de masquage, à 5, qui représente un effet de masquage total excellent. Le toucher a été évalué par inspection visuelle et par toucher manuel, et a été noté de 0, qui représente des gouttelettes d’huile visibles et un toucher gras, à 5, qui représente un toucher plaisant comme du verre. Les notes sont données dans le tableau ci-dessous.
Note Efficacité de masquage Performance au toucher 0 Aucun effet de masquage Toucher gras, gouttelettes visibles 1 Très peu de masquage Toucher gras, aucune gouttelette visible 2 Peu de masquage Toucher légèrement gras 3 Mauvais masquage Toucher organique 4 Masquage presque bon Toucher presque parfait mais un peu différent du verre 5 Masquage excellent Toucher plaisant, comme du verre
Les performances de masquage et de toucher des compositions selon l’invention ont été comparées aux performances de masquage et de toucher de compositions de revêtement comprenant 7,5 % en poids ou 10 % en poids de Opticoat® 240 (préparées de la même manière que les compositions de revêtement de l’invention). L’Opticoat® 240 est une formulation commerciale d’Arkema comprenant une huile minérale.
Un score global a été calculé pour chaque composition de revêtement testée en additionnant la note moyenne de la performance de masquage des bouteilles à 20 °C, la note moyenne de la performance de masquage des bouteilles à 30 °C, la note moyenne de la performance de toucher des bouteilles à 20 °C et la note moyenne de la performance de toucher des bouteilles à 30 °C. Ce score global a été converti en pourcentages (où le score maximal possible 20 correspond à 100 % et le score minimal possible 0 correspond à 0 %).
Formulation sur laquelle la composition de revêtement est basée Concentration de la formulation dans la composition de revêtement Performance de masquage et de toucher n° A’ 7,5 % en poids 88 % 10 % en poids 92 % n° B’ 7,5 % en poids 80 % 10 % en poids 91 % n° C’ 7,5 % en poids 79 % 10 % en poids 91 % n° D’ 7,5 % en poids 83 % 10 % en poids 89 % n° E’ 7,5 % en poids 83 % 10 % en poids 88 % n° F’ 7,5 % en poids 83 % 10 % en poids 85 % n° G’ 7,5 % en poids 89 % 10 % en poids 89 % n° H’ 7,5 % en poids 88 % 10 % en poids 88 % n° I’ 7,5 % en poids 86 % 10 % en poids 91 % Opticoat® 240 7,5 % en poids 86 % 10 % en poids 86 %
- Nanox par la société Elementis ;
- Nanogard WCD 2025 par la société Nanophase Technologies, et
Les pigments d'oxyde de zinc enrobés sont par exemple: - Oxide zinc CS-5 par la société Toshibi (ZnO enrobé par polymethylhydrogenesiloxane) ;
- Nanogard Zinc Oxide FN par la société Nanophase Technologies (en dispersion à 40% dans le Finsolv TN, benzoate d'alcools en C12-C15) ;
- DAITOPERSION ZN-30 et DAITOPERSION Zn-50 par la société Daito (dispersions dans cyclopolyméthylsiloxane /polydiméthylsiloxane oxyéthyléné, contenant 30% ou 50% de nano-oxydes de zinc enrobés par la silice et le s polyméthylhydrogènesiloxane) ;
- NFD Ultrafine ZnO par la société Daikin (ZnO enrobé par phosphate de perfluoroalkyle et copolymère à base de perfluoroalkyléthyle en dispersion dans du cyclopentasiloxane) ;
- SPD-Z1 par la société Shin-Etsu (ZnO enrobé par polymère acrylique greffé silicone, dispersé dans cyclodiméthylsiloxane) ;
- Escalol Z100 par la société ISP (ZnO traité alumine et dispersé dans le mélange methoxycinnamate d'ethylhexyle / copolymère PVP-hexadecene / methicone) ;
- Fuji ZnO-SMS-10 par la société Fuji Pigment (ZnO enrobé silice et polymethylsilsesquioxane) ;
- Nanox Gel TN par la société Elementis (ZnO dispersé à 55% dans du benzoate d'alcools en C12-C15 avec polycondensat d'acide hydroxystéarique) ;
- OTS-5 MZ-500 par la société DAITO (ZnO dispersé dans triethoxycaprylylsilane) ; et
Les pigments d'oxyde de cérium non enrobés peuvent être par exemple ceux vendus sous la dénomination COLLOIDAL CERIUM OXIDE par la société RHONE POULENC.
Selon l'invention, les pigments d'oxyde de titane ou d'oxide de zinc, enrobés ou non enrobés, sont particulièrement préférés.
Avantageusement, une dispersion selon l’invention comprend entre 1% et 60 %, de préférence entre 5% et 50%, en particulier entre 10 % et 40%, en particulier mieux entre 15 % et 35 %, et de préférence entre 20% et 25%, en poids de filtre(s) UV par rapport au poids total de la phase grasse dispersée le(s) comprenant.
En outre, les moyens de cisaillement autorisent, selon un axe perpendiculaire à l’axe de compression, une déformation de la structure utile à un taux beaucoup plus important que dans l’état de la technique.
Par ailleurs, l’action conjointe des moyens de cisaillement et des moyens de compression permettent d’augmenter la ténacité de l’interface entre la structure utile et la matrice tampon en diminuant les risques de délamination, et en améliorant l’efficacité de transmission des forces de cisaillement à la structure utile.
Selon une caractéristique de l’invention, les moyens de cisaillement comportent un organe de préhension de la matrice tampon, mobile en translation selon une direction longitudinale, parallèle au plan moyen de l’interface.
Ainsi, un avantage procuré est d’obtenir des moyens de cisaillement externes à l’empilement pouvant aisément être mis en œuvre dans un contexte industriel.
Selon une caractéristique de l’invention, les moyens de cisaillement comportent un parallélogramme articulé, agencé pour mouvoir l’organe de préhension en translation selon la direction longitudinale.
Ainsi, un avantage procuré par un mécanisme à quatre barres (articulées entre elles par des liaisons pivot) est sa simplicité pour obtenir un mouvement de translation.
Selon une caractéristique de l’invention, l’organe de préhension est mobile en rotation autour d’un axe de rotation perpendiculaire au plan moyen de l’interface.
Ainsi, un avantage procuré est de pouvoir contrôler l’axe longitudinal des forces de cisaillement s’appliquant à la matrice tampon, dans un plan parallèle au plan moyen de l’interface entre la structure utile et la matrice tampon.
Selon une caractéristique de l’invention, l’empilement comprend une couche caoutchoutique ; la matrice tampon étant intercalée entre la structure utile et la couche caoutchoutique ; et les moyens de cisaillement comportent la couche caoutchoutique, la couche caoutchoutique étant adaptée pour convertir la force de compression en des forces de cisaillement longitudinales, parallèles au plan moyen de l’interface, s’appliquant à la matrice tampon.
- Par « couche », on entend une couche ou une pluralité de sous-couches de même nature.
- Par « caoutchoutique », on entend que la couche est réalisée dans un matériau à base d’un caoutchouc, naturel ou synthétique. Par « à base de », on entend que le caoutchouc est le matériau principal et majoritaire composant la couche.
Ainsi, un avantage procuré par la couche caoutchoutique est d’obtenir des moyens de cisaillement internes à l’empilement. La couche caoutchoutique possède une grande efficacité pour convertir la force de compression (normale au plan moyen de l’interface) en des forces de cisaillement longitudinales (parallèles au plan moyen de l’interface). En effet, une couche caoutchoutique possède des propriétés intéressantes d’élasticité et d’incompressibilité avec un module d’Young compris entre 1 MPa et 100 MPa et un coefficient de Poisson proche de 0,5. En outre, la couche caoutchoutique permet une grande homogénéité de la sollicitation de la matrice tampon, conduisant par là-même à une bonne homogénéité de la déformation de la structure utile.
Il est possible de démontrer (cf. formule ci-après) que la pression exercée sur l’empilement par les moyens de compression et l’épaisseur de la couche caoutchoutique sont les deux paramètres principaux permettant d’ajuster une déformation cible pour la structure utile : , où : - σ V est la pression liée à la force de compression exercée sur l’empilement selon la normale à l’interface, - ε L est la déformation biaxiale isotrope de l’ensemble structure utile/matrice tampon, - E est le module d’Young de la couche caoutchoutique, - h est la hauteur de la couche caoutchoutique considérée de forme cylindrique, - , où r est le rayon de la couche caoutchoutique considérée de forme cylindrique, - , où E’ L est le module élastique biaxial de l’ensemble structure utile/matrice tampon, et t L est l’épaisseur de l’ensemble structure utile/matrice tampon.
Le choix d’une faible épaisseur pour la couche caoutchoutique doit être compensée par une pression élevée à exercer sur l’empilement. Le choix d’une forte épaisseur pour la couche caoutchoutique permet de réduire la pression requise pour une déformation latérale donnée. A contrario, une pression plus élevée favorise la friction, potentiellement utile pour éviter le glissement entre la matrice tampon et la structure utile, ou entre la matrice tampon et la couche caoutchoutique.
La perte de poids par jour des FAME mentionnés ci-dessus a été calculée et comparée à la perte de poids par jour obtenue pour les mêmes FAME exempts d’antioxydant. Les résultats sont résumés dans le tableau ci-dessous. Pour les FAME présentant une augmentation de poids due à l’oxydation, la perte de poids par jour mesurée était celle ayant lieu après ladite augmentation de poids.
FAME sans antioxydant FAME comprenant du BHT FAME n° Perte de poids par jour (%) FAME n° Perte de poids par jour (%) 1 0,079 E 0,034 2 0,074 C 0,021 3 0,073 D 0,027 5 0,140 B 0,020 4 0,014 A 0,020
Nous pouvons voir que la présence d’un antioxydant permet de réduire de manière significative la perte de poids par jour des FAME et ainsi ralentir l’évaporation des FAME. Par conséquent, la durée de vie d’un revêtement peut être davantage améliorée en ajoutant un antioxydant dans la composition de revêtement.
Un autre test a été réalisé avec du gallate de propyle qui est ajouté aux esters méthyliques d’acides gras en tant qu’antioxydant à la place du BHT.
Au FAME n°1 (comme décrit dans l’exemple arrière), du gallate de propyle a été ajouté comme indiqué ci-dessous :
- FAME n°F : FAME n°1 additionné de 3 500 ppm de gallate de propyle ;
- FAME n°G : FAME n°1 additionné de 4 000 ppm de gallate de propyle ;
- FAME n°H : FAME n°1 additionné de 4 500 ppm de gallate de propyle ;
- FAME n°I : FAME n°1 additionné de 10 000 ppm de gallate de propyle.
FAME n° Poids (en % du poids initial) Poids maximal atteint (jour auquel il a été atteint) Poids au jour 105 F 100 % (jour 0) 94,53 % G 100 % (jour 0) 94,90 % H 100 % (jour 0) 95,23 % I 100 % (jour 0) 95,56 %
Après 105 jours, tous les FAME ont maintenu un poids supérieur ou égal à 94 % de leur poids initial. Au contraire du FAME n°1 ne contenant pas d’antioxydant, qui a montré une augmentation de poids en raison de l’oxydation des esters méthyliques d’acides gras (jusqu’à ce qu’il atteigne un poids de 102,60 % de son poids initial au jour 15), les FAME n° F, G, H et I contenant de 3 500 à 10 000 ppm de gallate de propyle n’ont pas subi d’oxydation.
La perte de poids par jour des FAME n° F, G, H et I contenant du gallate de propyle a été calculée et comparée à la perte de poids par jour obtenue pour le FAME n°1 exempt d’antioxydant (mesurée après le pic d’augmentation de poids). Les résultats sont résumés dans le tableau ci-dessous.
FAME sans antioxydant FAME comprenant du gallate de propyle FAME n° Perte de poids par jour (%) FAME n° Perte de poids par jour (%) 1 0,079 F 0,052 G 0,049 H 0,045 I 0,042
L’ajout de gallate de propyle aux esters méthyliques d’acides gras entraîne une réduction significative de la perte de poids des esters méthyliques d’acides gras par jour, ce qui suggère que le revêtement aura une stabilité au stockage encore améliorée.
L’agrafe 8 est de base métallique et comporte un dépôt conducteur d’or, de platine ou de titane. En effet, s’agissant de microaiguilles pour un capteur biochimique, il faut prévoir une couche permettant à un enzyme d’être fixé à l’agrafe.
L’utilisation d’une agrafe 8 est avantageuse en ce que la connexion électrique entre les branches 82 et le bras 81 est assurée de manière continue. Les branches 82 sont en effet destinées à être en contact avec le liquide comprenant l’analyte à mesurer, un courant étant alors généré au niveau de l’agrafe 8, courant qui doit être amené au boitier du capteur 3 pour traitement. L’utilisation de l’agrafe 8 évite de prévoir des connexions électriques complexes.
Fabrication d’un module élémentaire La illustre des étapes d’un procédé de fabrication d’un module élémentaire conforme à un mode de réalisation de l’invention.
En relation avec la , pour fabriquer un module élémentaire 6, on part d’un substrat S comprenant un réseau de supports 7 de modules 6 élémentaires (étape E0). Chaque support 7 comprend une ouverture 71 de forme rectangulaire (ou plus ou moins rectangulaire). L’ouverture 71 est adaptée à recevoir une agrafe 8 comme précédemment décrite.
Bien entendu, on peut aussi partir d’un seul support 7 pour n’obtenir qu’un module élémentaire 6.
Dans chaque ouverture, une agrafe 8 est introduite (étape E1) L’introduction de l’agrafe 8 peut se faire en force de sorte que la seule introduction permet de fixer l’agrafe au support. Alternativement après l’introduction, l’agrafe est fixée au support par collage ou pas clipsage (étape E2). Les agrafes sont obtenues au préalable de préférence via une fabrication spécifique (étape E4) (voir ci-après).
Une fois que les agrafes sont introduites dans les supports, un découpage de chaque module 6 élémentaire du substrat est effectué (étape E3)
On obtient alors des modules élémentaires comme décrit ci-avant.
Ces différentes étapes s’appliquent à un module élémentaire comprenant deux agrafes comme présentées ci-dessus.
Fabrication des agrafes Les agrafes sont obtenues de manière simple et peu complexe.
En effet, comme illustré sur la on part d’une plaque 9 (en métal) (étape E41). Dans cette plaque 9 (en métal) un ruban d’agrafes est découpé (étape 42). Chaque agrafe 8 est attachée à une bande 92 par un pied de découpage 93, le pied de découpage s’étendant depuis le bras de l’agrafe dans une direction opposée à celle des branches. Le pied 93 de découpage s’étend depuis une zone centrale du bras 81 de chaque agrafe 8 vers la bande 92, le pied 93 étant attaché au bras 81 sur une zone de liaison de taille inférieure à la longueur du bras 82.