INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un mode de réalisation, lesdits canaux 40,41 primaires et lesdits canaux 42,43,44 secondaires sont équipés de bouchons 400. De tels bouchons 400 sont rapportés en fixation amovible, notamment par emboîtement avec ladite portion saillante desdits canaux 4 formant alors un embout. Un tel embout est préférentiellement de type « LUER » ou « LUER LOCK », standard international dans le domaine médical, correspondant à une conicité de 6 %, éventuellement avec un crantage résistante à la traction, ainsi qu'un système de vissage prévu sur lesdits bouchons, permettant une connexion avec un autre appareil ou organe médical. Plus avant, lesdits bouchons 400 dédiés à : i) une filtration autorisant les échanges gazeux ; j) une entrée autorisant l'introduction d'un milieu de culture ; jj) une entrée autorisant l'introduction d'une matrice d'hydrogel d'origine exclusivement biologique ; jjj) une entrée autorisant l'introduction de cellules ; k) une sortie autorisant l'évacuation dudit milieu de culture. Un dispositif 1 équipé de cinq bouchons 400 est visible sur la . Selon un mode de réalisation, lesdits canaux 4 peuvent être reliés à un système de culture automatisé ou semi-automatisé. Lesdits bouchons 400 peuvent donc comprendre des raccords pour des tubes ou tubulures, voir de septum pourvu d'une membrane auto-obturante, généralement en matériau siliconé (le matériau et l'épaisseur de cette membrane lui permettant d'être transpercée par une aiguille, et surtout de conserver le caractère hermétique une fois l'aiguille retirée). En particulier, i) la filtration autorisant les échanges peut être équipée d'un bouchon 400 pourvu d'un coude sur lequel est monté un filtre, notamment à 0,22µm, filtrant les particules et les fluides, mais autorisant les échanges gazeux avec l'atmosphère ; j) l'entrée du milieu de culture peut être équipée d'un bouchon 400 pourvu d'un clapet anti-retour de sécurité, pour éviter que le milieu ne sorte vers l’extérieur une fois introduit par ce canal 41 notamment lors du transport et des manipulations ; jj) l'entrée de la matrice, comme l'hydrogel), n’est utilisée qu’une seule fois et comprend un bouchon 400 qui est prévu pour être scellé ; jjj) l'entrée des cellules, lors de l’ensemencement, n’est utilisé qu’une seule fois et comprend un un bouchon 400 qui est prévu pour être scellé ; k) la sortie du milieu « consommé » comprend un bouchon 400 équipé d'un clapet anti retour de sécurité, pour éviter un retour du milieu vers l'intérieur lors de son extraction.
Ainsi, au cours de l'utilisation du dispositif 1 en vue de la culture tissullaire, tout d'abord, après stérilisation et fermeture du contenant 2, notamment par le film 32, la matrice est injectée à l’aide d’une seringue, notamment de type standardisé « LUER LOCK » dans le canal 42 secondaire. L’air à l'intérieur est purgé en appuyant légèrement sur le film 32, avant fermeture dudit canal 42 secondaire avec un bouchon 400. La matrice est traitée pendant une durée de deux heures (2h) à une température de 37,5°C (degrés Celsius), notamment au sein d'un incubateur. Plusieurs dispositif 1 peuvent alors être recouverts par leur couvercle 31 et gerbés, en vue d'une incubation simultanée. Cette incubation permet notamment la coagulation et l’adhésion sur le fond 20 du contenant 2. Ensuite, une suspension cellulaire est injectée à l’aide d’une seringue, de type « LUER LOCK » par le canal 43 secondaire. L’air est purgé en appuyant légèrement sur le film 32, avant fermeture dudit canal 43 avec un bouchon 400. Le dispositif 1 contenant la matrice et la suspension cellulaire est traité alors pendant 24 h à une température de 37,5°C, notamment au sein d'un incubateur), pour permettre l’adhésion des cellules sur la matrice. Ensuite, périodiquement, un jour sur deux jusqu'à atteindre 7 jours, le milieu « consommé » contenu dans le dispositif 1 est évacué à l’aide d’une seringue de type « LUER LOCK » via le canal 44 secondaire de sortie. Un milieu frai est injecté à l’aide d’une seringue de type « LUER LOCK » via le canal 41 primaire d'’entrée. Le dispositif 1 est remis à une température de 37,5°C, notamment au sein d'un incubateur, jusqu’au prochain changement de milieu. Au terme, le milieu « consommé » contenu dans le dispositif 1 est évacué à l’aide d’une seringue de type « LUER LOCK » via le canal 44 secondaire de sortie. Le milieu frais est injectée à l’aide d’une seringue de type « LUER LOCK » via le canal 41 primaire d'entrée. Le filtre est retiré et le canal 40 est scellé avec un bouchon 400 adapté, comme le canal 41. Le couvercle 31 est alors clipsé au dispositif 1, refermant hermétiquement l'ensemble, protégeant l’opercule 32 : le dispositif 1 est alors prêt à être transporté.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 1 comprend un outil 5 de découpe dimensionné et conformé pour son insertion au sein dudit volume interne jusqu'à venir au contact dudit fond 20. En d'autres termes, l'outil 5 présente des dimensions inférieures, en longueur et largeur, par rapport aux dimensions internes du contenant 2, pour permettre son insertion et son extraction à l'intérieur dudit volume interne, jusqu'à venir en insertion contre la surface dudit fond 20. De plus, l'outil 5 de découpe est pourvu en face inférieure d'au moins un module 50 de découpe avec des chants 51 inférieurs biseautés formant des lames de découpe. Selon un mode de réalisation, comme visible sur les figures 5 et 7, ledit outil 5 de découpe comprend six modules 50 de découpe répartis selon deux rangées et trois colonnes. Ainsi, il est possible de diviser la culture tissulaire en plusieurs portions ou « greffons », en particulier en autant de greffons que de modules 50.
On notera que le biseau des chants 51 inférieurs de chaque module 50 de découpe forme une inclinaison avec la paroi verticale correspondante. L'inclinaison de ce biseau peut être orienté vers l'intérieur ou l'extérieur. En outre, l'épaisseur de chaque chant 51 est minime, formant un fil de lame à même de pénétrer et trancher au travers de la culture tissulaire.
Plus avant, selon un mode de réalisation, chaque module 50 de découpe présente une forme globalement parallélépipédique rectangle. Préférentiellement, chaque module 50 de découpe présente une forme parallélépipédique rectangle, avec un coin tronqué, servant à découper une encoche dans chaque greffon et déterminant une orientation visuellement reconnaissable dudit greffon, en particulier pour s'assurer que les kératinocytes se situent supérieurement lors de la manipulation dudit greffon, ou de remarquer s'il s'est retourné et de pouvoir le remettre dans le bon sens. de l'outil 5 de découpe au sein du dispositif 1. En particulier, le coin tronqué d'un module 50 situé en périphérie, proche d'un angle du volume interne du contenant 2, peut alors servir de détrompeur.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 1 comprend un poussoir 6, rapporté en fixation en face supérieure dudit outil 5 de découpe. Un tel poussoir 6 sert de surface pour assurer, d'une part, la préhension dudit outil 5 de découpe lors de son insertion et de son extraction au sein du contenant 2 et, d'autre part, de surface d'appui selon une direction verticale descendante en vue d'appliquer une pression suffisante pour assurer la découpe de la culture tissulaire. En particulier, selon un mode de réalisation préférentielle, la découpe peut s'effectuer par à-coup, en martelant la face supérieure dudit poussoir 6, par exemple au moyen d'un maillet chirurgical. Pour ce faire, ledit poussoir 6 comprend en face supérieure un heurtoir, sous forme d'au moins une face de contact par impact pourvue d'ergots 61 pleins. Selon un mode de réalisation, tel que visible sur les figures 1 et 6, lesdits ergots 61 présentent une forme cylindrique. Le heurtoir peut comprendre un ou plusieurs ergots 61, préférentiellement six ergots 61 répartis selon deux rangées et trois colonnes, correspondant au mode de réalisation avec six modules 50 de découpe. Ces derniers se retrouvent alors en alignement vertical avec lesdits six ergots 61 lorsque ledit heurtoir est associé avec ledit outil 5 de découpe, améliorant la pression appliquée pour le découpe de chacun desdits modules 50. A ce titre, selon un mode de réalisation, ledit poussoir 6 peut être rapporté de façon amovible sur l'outil 5 de découpe, notamment par emboîtement complémentaire. Selon le mode de réalisation représenté sur la , le poussoir 6 présente un sabot 60, saillant en face inférieure et dimensionné complémentairement, au jeu près, pour s'introduire par emboîtement en glissement au sein d'une empreinte 52 dont est pourvu l'outil 5 de découpe en face supérieure. Selon un mode de réalisation préférentiel, ledit sabot 60 est pourvu de moyens d'encliquetage par clipsage avec ladite empreinte 52, assurant le verrouillage de ces deux éléments entre eux. Ainsi, le poussoir 6 monté avec l'outil 5 de dé coupe forment deux éléments solidaires, dont les ergots 6 assurent notamment la résistance aux impacts lors d'un martèlement, tout autant que la transmission intégrale de la force ainsi appliquée, en vue d'assurer la découpe de la culture par les modules 50.
(1) Polyisoprène de synthèse « NATSYN 2210 » de la société Goodyear (98,5%mol de liaisons 1,4-cis), Tg = -62°C mesurée selon la norme ASTM D3418 (2008) ;
(2) Copolymère de styrène et de butadiène non fonctionnel, non étendu (24% en poids de motifs polybutadiène 1,2 par rapport à la partie butadiénique de l’élastomère et 26,5 % en poids de motifs styrène par rapport au poids total du copolymère, Tg = -48°C mesurée selon la norme ASTM D3418 (2008) ;
(3) Oxyde de 2-[2-(2-oxoimidazolidin-1-yl)éthoxy]-1-naphtonitrile synthétisé selon le procédé de synthèse décrit au paragraphe 1 pages 17 à 23 du document WO2019/007881.
1.5 Préparation des compositions
Les compositions élastomériques suivantes à base de polyisoprène modifié ou non sont préparées de la manière suivante :
on introduit dans un mélangeur interne, rempli à 70 % et dont la température initiale de cuve est d’environ 100°C, le polyisoprène modifié par le composé de formule (I) ou le polyisoprène non modifié. Ensuite, pour chacune des compositions élastomériques, on introduit la ou les charges renforçantes à tester, puis après une à deux minutes de malaxage, les divers autres ingrédients à l’exception du système de vulcanisation. On conduit alors un travail thermomécanique (phase non-productive) en une étape, qui dure au total environ 3 à 5 minutes, jusqu’à atteindre une température maximale de tombée de 160°C. On récupère le mélange ainsi obtenu, on le refroidit puis on ajoute le système de vulcanisation (soufre et l’accélérateur type sulfénamide) sur un mélangeur externe (homo-finisseur) à 30°C, en mélangeant l’ensemble (phase productive) pendant environ 5 à 6 minutes.
Formulations polyisoprène
Les formulations des compositions préparées sont décrites dans le tableau 2 (composants et teneur - sauf indications contraires, les teneurs sont exprimées en pce).
C1 C2 C3 A1 Elastomère (1) 100,0 100,0 (-) (-) Elastomère P1 (-) (-) 100,0 100,0 Noir de carbone non traité au silicium (4) 50,0 (-) 50,0 (-) Noir de carbone de traité au silicium (5) (-) 50,0 (-) 50,0 Paraffine 1,0 1,0 1,0 1,0 Antioxydant (6) 1,0 1,0 1,0 1,0 Antioxydant (7) 1,5 1,5 1,5 1,5 Acide stéarique 2,5 2,5 2,5 2,5 ZnO 2,5 2,5 2,5 2,5 Accélérateur (8) 1,1 1,1 1,1 1,1 Soufre 1,1 1,1 1,1 1,1 Propriétés à cuit tan(delta)max à 60°C (en base 100) 100 85 84 62 G*50% à 60°C (en base 100) 100 88 100 88 MSA10 (en base 100) 100 82 96 82 MSA300 (en base 100) 100 66 108 80
(4) Noir de carbone conventionnel, non traité au silicium, de grade N134 selon la norme ASTM D-1765-2019, non traité au silicium, ayant une STSA mesurée selon la norme ASTM D6556-17 de 137 m 2 /g et un COAN mesuré selon la norme ASTM D3493-18 de 103 ml/ 100 g;
Dans des modes de réalisation, le refroidissement est effectué par mise en contact de la poudre avec un gaz froid, de préférence de l’air comprimé, ou de l’eau froide.
Dans des modes de réalisation, la collecte de la poudre est effectuée dans un bac de récupération ou dans un cyclone.
Dans des modes de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de tamisage de la poudre collectée et/ou une étape de mélange de la poudre collectée, et optionnellement tamisée, avec au moins un additif, de préférence choisi dans le groupe constitué des agents d’écoulement, des charges minérales, des fibres, des poudres polymères, des colorants, des pigments, des additifs anti-feu, des stabilisants antioxygènes, des stabilisants à la lumière, des agents antichocs, des agents antistatiques, des agents ignifugeants, et des mélanges de ceux-ci.
L’invention concerne également un article tridimensionnel fabriqué à partir d’une poudre telle que décrite ci-dessus ou d’une composition telle que décrite ci-dessus, de préférence par impression couche par couche, plus préférentiellement par frittage.
La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement une poudre de polymère thermoplastique présentant une coulabilité plus élevée, une meilleure capacité d’étalement et une aptitude à la coalescence améliorée lors de son utilisation. En outre, lorsque la poudre est utilisée pour la construction d’objets tridimensionnels, tel que par un procédé de frittage, elle permet l’obtention d’objets possédant une surface plus lisse et homogène, ce qui permet notamment de faciliter les traitements subséquents de la surface desdits objets, et ayant une densité plus importante, et donc de bonnes propriétés mécaniques, en particulier une rigidité plus élevée. La poudre selon l’invention permet également un bon empilement des particules, ce qui assure une bonne stabilité dimensionnelle des couches successives déposées et ainsi un bon maintien des pièces en construction. De plus, la poudre selon l’invention présente une stabilité thermique améliorée, ce qui permet d’améliorer la recyclabilité de la poudre dans d’autres procédés de construction.
Cela est accompli grâce à une poudre présentant à la fois un indice de Hausner faible, traduisant un tassement naturellement important de la poudre, tout en présentant une distribution granulométrique relativement large (SPAN élevé).
L’invention fournit également un procédé de préparation d’une poudre de polymère thermoplastique permettant l’obtention d’une poudre présentant à la fois une distribution granulométrique large (SPAN élevé) et une aptitude à l’écoulement importante (indice de Hausner faible). En outre, le procédé selon l’invention permet l’élimination d’au moins une partie des particules très fines, pouvant notamment être responsables de l’encrassement des dispositifs d’impression 3D ou de rotomoulage lorsque la poudre est utilisée et difficilement éliminables par d’autres procédés de sélection tel que le tamisage.
Cela est accompli grâce à l’application d’un traitement à la poudre comprenant une étape de chauffage à l’aide d’une source énergétique de température de 600 à 10000°C suivie d’un refroidissement.
L’invention fournit également un procédé d’encapsulation de particules de polymère thermoplastique par au moins un additif, permettant le maintien d’une répartition homogène de l’additif dans la poudre au cours du temps et pouvant permettre de réduire la coalescence des particules. Dans des modes de réalisation particuliers dans lesquels l’additif comprend des fibres, le procédé selon l’invention permet le maintien de l’orientation aléatoire des fibres au cours du temps et ainsi le maintien des propriétés isotropes de la poudre.
Brève description des figures représente un cliché obtenu par microscopie électronique à balayage (MEB, grossissement x160) de la poudre n°1’ tel que décrite dans l’exemple 1 ci-dessous.
représente un cliché obtenu par microscopie électronique à balayage (grossissement x160) de la poudre n°A’ tel que décrite dans l’exemple 1 ci-dessous.
représente un cliché obtenu par microscopie électronique à balayage (grossissement x160) de la poudre n°2’ tel que décrite dans l’exemple 1 ci-dessous.
représente un cliché obtenu par microscopie électronique à balayage (grossissement x160) de la poudre n°B’ tel que décrite dans l’exemple 1 ci-dessous.
représente un cliché obtenu par microscopie électronique à balayage (grossissement x160) de la poudre n°C’ tel que décrite dans l’exemple 1 ci-dessous.
Applications La poudre ou la composition telles que décrites ci-dessus peuvent être utilisées dans un procédé de construction d’articles 3D, de préférence couche par couche (appelé également procédé d’impression 3D), plus préférentiellement par frittage, encore plus préférentiellement par frittage provoqué par un rayonnement électromagnétique, par exemple un rayonnement infrarouge, ultraviolet, ou de préférence un laser.
De préférence, la composition de l’invention est utilisée dans un procédé de frittage sélectif par laser (SLS, « Selective Laser Sintering », en anglais). La composition peut également être utilisée dans un procédé de frittage du type MJF (« Multi Jet Fusion ») et frittage haute vitesse HSS (« High Speed Sintering »).
L’invention concerne également un procédé de construction d’un article tridimensionnel comprenant : le dépôt, de préférence sous forme d’une couche, de poudre telle que décrite ci-dessus ou d’une composition telle que décrite ci-dessus, sous forme de poudre ; et le frittage de la poudre, de préférence au moyen d’un rayon rayonnement électromagnétique.
La poudre, telle que décrite ci-dessus, peut être recyclée et réutilisée dans plusieurs constructions successives. Elle peut par exemple être utilisée telle quelle ou en mélange avec d’autres poudres recyclées ou non. De manière avantageuse, la poudre non agglomérée après l’étape b), de préférence après chaque étape b) du procédé, peut être recyclée dans le même procédé de construction, pour réaliser une étape de dépôt a) subséquente, ou dans un autre procédé de construction.
Ce qui a été décrit ci-dessus en relation avec l’utilisation de la poudre ou de la composition pour la construction d’un article tridimensionnel s’applique de manière similaire au procédé de construction d’un article tridimensionnel.
L’invention a aussi pour objet un article fabriqué à partir d’une poudre ou une composition telles que décrites ci-dessus, de préférence au moyen d’un procédé tel que décrit ci-dessus.
Dans d’autres modes de réalisation, la poudre ou la composition selon l’invention peut être utilisée pour le revêtement d’une surface. La surface peut être revêtue en tout ou partie. Avantageusement, le revêtement est un film obtenu par la fusion de la poudre de polymère thermoplastique décrite ci-dessus ou la composition décrite ci-dessus sous forme de poudre (en particulier, un film de 100 à 550 µm d’épaisseur, plus préférentiellement de 200 à 500 µm d’épaisseur).
La surface peut être de tout type, et notamment une surface métallique, par exemple la surface d’une pièce sélectionnée dans le groupe constitué des pièces d’acier ordinaire ou galvanisé et des pièces en aluminium ou en alliage d’aluminium.
L’invention a également pour objet un procédé de revêtement d’une surface comprenant les étapes suivantes : la mise en contact de la surface avec la poudre telle que décrite ci-dessus ou avec la composition telle que décrite ci-dessus, sous forme de poudre ; la fusion de la poudre.
Avant la mise en contact de la surface avec la poudre, le procédé de revêtement peut comprendre une étape d’application d’un masque sur la surface, en particulier lorsque l’objet à revêtir ne doit être que partiellement recouvert par le revêtement. L’application d’un masque permet de revêtir sélectivement certaines parties uniquement de la pièce à revêtir. La poudre est alors mise en contact avec des parties non masquées de la surface à revêtir.
La poudre peut être appliquée sur ou mise en contact avec une surface selon de nombreuses techniques de revêtement bien connues de l’homme du métier. De préférence, le revêtement est réalisé par une méthode sélectionnée dans le groupe constitué du trempage en lit fluidisé, de la projection électrostatique et du poudrage à chaud.
Ainsi, le revêtement peut être réalisé par projection électrostatique. L’étape de mise en contact de la surface avec la poudre ou la composition sous forme de poudre peut alors comprendre les étapes de : charge électrique de la poudre ; pulvérisation de la poudre chargée électriquement sur la surface ; chauffage de la surface recouverte de poudre à une température supérieure à la température de fusion du polymère thermoplastique.
Le revêtement par projection électrostatique consiste à déposer des particules de poudre chargées électrostatiquement sur une surface, notamment à température ambiante. La poudre peut être chargée électrostatiquement lors de son passage à travers la buse d’un matériel de projection. La poudre ainsi chargée peut alors être projetée sur l’objet comprenant la surface à revêtir qui est reliée à un potentiel zéro. L’objet revêtu peut ensuite être placé dans un four à une température permettant la fusion de la poudre.
Le matériel permettant la projection (ou la pulvérisation) de la poudre peut être de tout type. De préférence, la buse est portée à un potentiel élevé compris entre une dizaine et une centaine de kilovolts, de polarité négative ou positive. Préférentiellement, le matériel permettant la projection de la poudre est un pistolet électrostatique qui charge la poudre par effet Corona et/ou par triboélectrification. De préférence, le débit de poudre dans le matériel de projection vaut de 10 à 200 g/min, et plus préférablement, de 50 à 120 g/min. De préférence, la température d’application électrostatique de la poudre est de 15 à 25°C. De préférence, le temps de séjour de la surface dans le four est de 3 à 15 minutes. Avantageusement, la température de chauffage de la surface peut valoir de 180 à 300°C, de préférence de 200 à 250°C. La température de chauffage de la surface recouverte de poudre peut être de préférence supérieure d’au moins 30°C à la température de fusion du polymère thermoplastique, de préférence encore supérieure de 30 à 60°C à la température de fusion du polymère thermoplastique. La surface peut ensuite être refroidie par exemple à température ambiante. Si un masque a été utilisé, il peut être retiré.
De manière alternative, le revêtement peut être réalisé par trempage en lit fluidisé. Ainsi, l’étape de mise en contact de la surface avec la poudre peut comprendre les étapes de : chauffage de la surface à une température supérieure à la température de fusion du polymère thermoplastique ; trempage de la surface dans un lit fluidisé comprenant la poudre.
Le terme « clinker » ou « clinker Portland » se rapporte à un constituant du ciment et provient de la cuisson d'un mélange composé de sensiblement 80 % de calcaire et 20 % d'aluminosilicates (tels que des argiles). Cette cuisson, la clinkérisation, se fait généralement à une température de plus de 1200°C, particulièrement énergivore et générant de fortes émissions de gaz à effet de serre. Le clinker est généralement moulu puis additivé avec 5% de gypse, d’anhydrite et/ou de bassanite afin de produire du ciment Portland de type CEM1.
Le terme « D50 » correspond au diamètre médian pour lequel 50% (en volume ou en masse, de préférence en volume) des grains, particules, granulats ou sédiments ont une taille inférieure à un diamètre donné. A titre d’exemple, si une méthode d’analyse par tamisage et par sédimentométrie indique un D50 = 5,8 mm, alors 50 % des particules de l'échantillon (en volume ou en masse, de préférence en volume) sont supérieures à 5,8 mm et 50 % sont inférieures à 5,8 mm. Le D50 est généralement utilisé pour représenter la taille des particules d'un groupe de particules. Le D50 peut être mesurée par toute méthode connue de la personne de métier. Le D50 est de préférence mesuré selon la norme ASTM D422-63, selon la norme XP P 94-041 (1995), NF ISO 11277 (2020), NF EN ISO 17892-4 (2018) ou encore selon la norme ASTM D6913-04(2009) ou notamment pour les particules fines la norme ISO 13320:2020 (e.g. D10 ou <65 µm).