CH713127B1 - Synthetic scented material and its manufacturing process. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un matériau synthétique parfumé caractérisé en ce qu'il comprend une poudre de zéolite imprégnée avec une essence conférant au matériau synthétique son parfum.The present invention relates to a scented synthetic material characterized in that it comprises a zeolite powder impregnated with an essence giving the synthetic material its fragrance.
Description
Objet de l'inventionObject of the invention
[0001] La présente invention se rapporte à un nouveau matériau synthétique diffusant un parfum sur une échelle de temps longue. Elle se rapporte également au procédé de fabrication dudit matériau synthétique. The present invention relates to a new synthetic material diffusing a fragrance over a long time scale. It also relates to the process for manufacturing said synthetic material.
Arrière-plan technologiqueTechnological background
[0002] De nombreux consommateurs apprécient les objets parfumés que ce soit à des fins désodorisantes ou pour apporter une certaine ambiance à une pièce. Souvent, il s'agit de corps spongieux tels que du papier ou de la feutrine imprégnés par un parfum. [0002] Many consumers appreciate scented objects whether for deodorant purposes or to bring a certain atmosphere to a room. Often these are spongy bodies such as paper or felt impregnated with perfume.
[0003] De manière générale, ces objets parfumés ont pour inconvénient de perdre leur pouvoir odorant en quelques semaines. Pour remédier à cet inconvénient, plusieurs compositions ont été élaborées dans le domaine des matériaux synthétiques. Par exemple, le document FR 2 743 566 divulgue une résine polymère de type polyéther-esteramide renfermant une composition parfumée avec au moins deux composants aromatiques volatils. [0003] In general, these scented objects have the drawback of losing their scent power in a few weeks. To remedy this drawback, several compositions have been developed in the field of synthetic materials. For example, document FR 2 743 566 discloses a polymer resin of the polyether-esteramide type containing a perfumed composition with at least two volatile aromatic components.
[0004] Malgré les innovations dans ce domaine, l'intérêt pour le développement de matériaux synthétiques parfumés diffusant leur parfum sur une échelle de temps s'étendant sur plusieurs mois, voire sur plusieurs années est toujours bien présent. Le développement de ces nouveaux produits et des procédés y afférents requière de ne pas modifier drastiquement les paramètres du procédé et de ne pas modifier les propriétés finales du produit ainsi que son aspect esthétique (homogénéité de surface, structure lisse sans craquelures, maintien de la couleur recherchée, etc.). [0004] Despite innovations in this field, the interest in the development of scented synthetic materials diffusing their fragrance over a time scale extending over several months, or even over several years, is still very present. The development of these new products and the related processes requires not drastically modifying the process parameters and not modifying the final properties of the product as well as its aesthetic appearance (surface homogeneity, smooth structure without cracks, color retention. wanted, etc.).
Résumé de l'inventionSummary of the invention
[0005] La présente invention a pour objet de développer un matériau synthétique diffusant un parfum sur une échelle de temps longue, à savoir de plusieurs mois, voire de plusieurs années. The object of the present invention is to develop a synthetic material diffusing a perfume over a long time scale, namely several months, or even several years.
[0006] Elle vise en outre à mettre au point un procédé de fabrication de ce nouveau matériau synthétique n'altérant pas les propriétés finales du matériau que ce soit en termes de résistance ou d'aspect esthétique. [0006] It also aims to develop a method for manufacturing this new synthetic material that does not alter the final properties of the material, whether in terms of resistance or of aesthetic appearance.
[0007] A ces fins, un matériau, un produit et un procédé selon les revendications annexées sont proposés. [0007] For these purposes, a material, a product and a method according to the appended claims are provided.
Brève description des figuresBrief description of the figures
[0008] L'invention sera illustrée ci-après de manière plus détaillée à l'aide du dessin annexé, donné à titre d'exemple nullement limitatif. The invention will be illustrated below in more detail with the aid of the appended drawing, given by way of non-limiting example.
[0009] La figure 1 représente respectivement le chromatogramme d'un échantillon parfumé selon l'invention avant et après le test de vieillissement accéléré. La ligne de base représente le chromatogramme du polymère de référence non parfumé. [0009] FIG. 1 respectively represents the chromatogram of a perfumed sample according to the invention before and after the accelerated aging test. The baseline represents the chromatogram of the unscented reference polymer.
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
[0010] La présente invention se rapporte à un matériau synthétique parfumé et à son procédé de fabrication. On entend par matériau synthétique les plastiques et les élastomères. On inclut dans les matériaux synthétiques le caoutchouc naturel. Le matériau synthétique intègre dans sa formulation une poudre de zéolite comprenant dans ses pores une essence conférant au produit final un parfum se désorbant sur une échelle de temps d'au moins une année. The present invention relates to a scented synthetic material and its manufacturing process. By synthetic material is meant plastics and elastomers. Natural rubber is included in synthetic materials. The synthetic material incorporates in its formulation a zeolite powder comprising in its pores an essence giving the final product a fragrance which desorbs over a time scale of at least one year.
[0011] Le procédé de fabrication consiste à mélanger au matériau synthétique cru, une essence naturelle ou synthétique préparée par contretypage sur la base d'un fruit, d'une eau de toilette, d'un matériau (cuir, bois ...), etc. Avant le mélange, les essences sont préalablement déposées sur de la zéolite. Elles peuvent, par exemple, être déposées sur la zéolite par pulvérisation en phase liquide à température ambiante afin que les molécules de parfum soient adsorbées dans les pores de la zéolite. La poudre de zéolite parfumée est ensuite incorporée au matériau synthétique cru. L'incorporation peut, à titre d'exemple, s'effectuer dans un mélangeur à rouleau sans chauffage des rouleaux. Toujours à titre d'exemple, la vitesse de mélange peut être comprise entre 2 et 10 m/min avec un écartement des rouleaux compris entre 0.5 et 3 mm et un temps de mélange compris entre 5 et 15 minutes. Outre le matériau synthétique, la formulation peut inclure le système de vulcanisation, certains additifs et des pigments colorés. De manière conventionnelle, la polymérisation peut être réalisée sous presse ou par injection. The manufacturing process consists in mixing the raw synthetic material, a natural or synthetic essence prepared by matching on the basis of a fruit, an eau de toilette, a material (leather, wood, etc.) , etc. Before mixing, the essences are deposited beforehand on zeolite. They can, for example, be deposited on the zeolite by spraying in the liquid phase at room temperature so that the perfume molecules are adsorbed in the pores of the zeolite. The scented zeolite powder is then incorporated into the green synthetic material. The incorporation can, for example, be carried out in a roller mixer without heating the rollers. Still by way of example, the mixing speed can be between 2 and 10 m / min with a roller spacing of between 0.5 and 3 mm and a mixing time of between 5 and 15 minutes. Besides the synthetic material, the formulation can include the vulcanization system, certain additives and colored pigments. Conventionally, the polymerization can be carried out in a press or by injection.
[0012] La zéolite réfère à un cristal poreux d'aluminosilicate qui peut, selon l'invention, être de plusieurs types (mordénite, etc.). Par exemple, il peut s'agir d'une clinoptilolite qui est un arrangement poreux de silice et d'aluminium tétraédrique avec un système cristallin monoclinique. Zeolite refers to a porous aluminosilicate crystal which can, according to the invention, be of several types (mordenite, etc.). For example, it can be a clinoptilolite which is a porous arrangement of silica and tetrahedral aluminum with a monoclinic crystal system.
[0013] La zéolite a une taille de pores comprise entre 1 et 200 Å, de préférence entre 1 et 100 Å, et plus préférentiellement entre 1 et 10 Å mesurée par adsorption physique (physisorption). Elle a une surface spécifique BET comprise entre 10 et 1000 m<2>/g, de préférence entre 30 et 800 m<2>/g et plus préférentiellement entre 200 et 700 m<2>/g. Elle a une taille moyenne de particules (d50%) comprise entre 0.5 et 30 µm et, de préférence, entre 1 et 10 µm. The zeolite has a pore size of between 1 and 200 Å, preferably between 1 and 100 Å, and more preferably between 1 and 10 Å measured by physical adsorption (physisorption). It has a BET specific surface area of between 10 and 1000 m <2> / g, preferably between 30 and 800 m <2> / g and more preferably between 200 and 700 m <2> / g. It has an average particle size (d50%) of between 0.5 and 30 μm and, preferably, between 1 and 10 μm.
[0014] L'essence peut être formée de différents composés chimiques tels que des esters, aldéhydes, cétones pour en citer quelques-uns. Elle est avantageusement à base huile et peut reproduire tout type d'odeurs (fruitées, musquées, etc.). La teneur en essence par rapport à la poudre de zéolite est comprise entre 1 et 70 %, de préférence entre 10 et 50 % et plus préférentiellement entre 20 et 40 % en poids. Dans le matériau final, la teneur en essence est comprise entre 0.5 et 20 %, de préférence entre 1 et 10 % et plus préférentiellement entre 2 et 5 % en poids. Gasoline can be formed from different chemical compounds such as esters, aldehydes, ketones to name a few. It is advantageously oil-based and can reproduce any type of odor (fruity, musky, etc.). The gasoline content relative to the zeolite powder is between 1 and 70%, preferably between 10 and 50% and more preferably between 20 and 40% by weight. In the final material, the gasoline content is between 0.5 and 20%, preferably between 1 and 10% and more preferably between 2 and 5% by weight.
[0015] La poudre de zéolite parfumée a une teneur par rapport au matériau synthétique comprise entre 2 et 40 %, de préférence entre 2 et 30 %, plus préférentiellement entre 3 et 15 % et encore plus préférentiellement entre 3 et 8 % en poids. The perfumed zeolite powder has a content relative to the synthetic material of between 2 and 40%, preferably between 2 and 30%, more preferably between 3 and 15% and even more preferably between 3 and 8% by weight.
[0016] Le matériau synthétique est choisi en fonction de l'application, c'est-à-dire du produit visé. Il peut, par exemple, s'agir d'un caoutchouc, d'un silicone ou d'un thermoplastique et, plus particulièrement, dans ce dernier cas, d'un thermoplastique de la famille des polyoléfines (polyéthylène, etc.), d'un polyamide, du polypropylène, du POM (polyoxyméthylène) ou encore d'un thermoplastique à base polyuréthane. Avantageusement, le matériau synthétique est un caoutchouc, et, de préférence, un caoutchouc FKM (classe des fluoro-élastomères). Dans le cas d'un bracelet de montre, un caoutchouc FKM est préférentiellement choisi car il offre pour avantage d'avoir un touché soyeux, des propriétés mécaniques ultimes excellentes, d'être protégé contre les UV et l'ozone, et adaptable pour une mise en oeuvre facilitée. Cependant, la présente invention n'exclut pas d'utiliser comme matériau synthétique un caoutchouc HBNR, c.à.d. un élastomère sur base nitrile-butadiène ou encore d'autres élastomères tels qu'un élastomère NBR, EPDM, etc. The synthetic material is chosen as a function of the application, that is to say of the targeted product. It may, for example, be a rubber, a silicone or a thermoplastic and, more particularly, in the latter case, a thermoplastic from the family of polyolefins (polyethylene, etc.), d 'a polyamide, polypropylene, POM (polyoxymethylene) or else a polyurethane-based thermoplastic. Advantageously, the synthetic material is a rubber, and preferably an FKM rubber (class of fluoroelastomers). In the case of a watch strap, an FKM rubber is preferably chosen because it offers the advantage of having a silky feel, excellent ultimate mechanical properties, of being protected against UV and ozone, and adaptable for a facilitated implementation. However, the present invention does not exclude the use as a synthetic material of an HBNR rubber, i.e. an elastomer based on nitrile-butadiene or else other elastomers such as an NBR or EPDM elastomer, and the like.
[0017] Comme mentionné ci-dessus, des bracelets de montre peuvent en particulier être réalisés avec ce nouveau matériau parfumé mais tout type de produit est envisageable. On peut citer, à titre d'exemple, des boîtes (boîtes de savon, etc.), des bijoux, des pièces d'ornement, des revêtements de sol ou de table, et, de manière générale, des accessoires en tout genre tels qu'un porte clé parfumé, un insert caoutchouc parfumé pour sac à main, un bouchon pour flacon ou bouteille, une semelle de chaussure, etc. On peut également citer des produits destinés à l'alimentaire tels que des pailles ou des gobelets. As mentioned above, watch straps can in particular be made with this new scented material, but any type of product is possible. We can cite, by way of example, boxes (soap boxes, etc.), jewelry, ornamental pieces, floor or table coverings, and, in general, accessories of all kinds such as a scented key ring, a scented rubber insert for a handbag, a stopper for a flask or bottle, a shoe sole, etc. Mention may also be made of products intended for food, such as straws or cups.
[0018] Les avantages du matériau parfumé selon l'invention sont maintenant illustrés au travers des exemples non limitatifs décrits ci-après. The advantages of the scented material according to the invention are now illustrated through the non-limiting examples described below.
ExemplesExamples
Procédure expérimentaleExperimental procedure
[0019] Les essais ont porté sur des caoutchoucs FKM parfumés et sur une référence non parfumée. Deux poudres de zéolite clinoptilotite de la société Lithos Industrial Minerais avec des tailles de particules différentes ont été testées. Une première poudre (Lithofill MM) a une taille moyenne de particules (d50%) de 2 µm et une seconde poudre (Lithofill BM) a une taille moyenne de particules (d50%) de 6 µm. Les deux poudres ont, selon leurs fiches techniques, une taille de pores de 4 et une surface spécifique comprise entre 400-600 m<2>/g. Les échantillons parfumés comportent une même essence qui est un mélange d'esters dégageant une odeur de fruit et, en particulier, de damassine. Plus précisément, l'essence comprend des esters éthyliques d'acide décanoïque, des esters éthyliques d'acide dodécanoïque et des esters éthyliques d'acide hexadécanoïque. The tests focused on scented FKM rubbers and on a non-scented reference. Two clinoptilotite zeolite powders from Lithos Industrial Minerais with different particle sizes were tested. A first powder (Lithofill MM) has an average particle size (d50%) of 2 µm and a second powder (Lithofill BM) has an average particle size (d50%) of 6 µm. Both powders have, according to their technical data sheets, a pore size of 4 and a specific surface area of between 400-600 m <2> / g. The perfumed samples comprise the same essence which is a mixture of esters giving off an odor of fruit and, in particular, of damask. Specifically, gasoline includes ethyl esters of decanoic acid, ethyl esters of dodecanoic acid and ethyl esters of hexadecanoic acid.
[0020] La table 1 ci-dessous reprend les échantillons testés. Teneur en parfum (% pds) 0 2,5 2,5 5 5 Teneur en zéolite (% pds) 0 5 5 6,6 6,6 d50poudre zéolite (µm) / 2 6 2 6Table 1 below shows the samples tested. Perfume content (wt%) 0 2.5 2.5 5 5 Zeolite content (wt%) 0 5 5 6.6 6.6 d50 zeolite powder (µm) / 2 6 2 6
Table 1Table 1
[0021] L'échantillon de référence (REF) est le caoutchouc FKM avec le système de vulcanisation, sans parfum. Les échantillons 1 et 2 ont été préparés avec un mélange poudre de zéolite/essence comprenant respectivement en poids 66 % de poudre de zéolite et 33 % d'essence. Dans les deux échantillons, la teneur du mélange poudre de zéolite/essence est de 7.5 % en poids. Les échantillons 1 et 2 ont pour différences d'être réalisés avec la poudre de zéolite ayant respectivement une taille moyenne d50 (%) de particules de 2 et 6 µm. Les échantillons 3 et 4 comportent une teneur en essence plus importante avec un mélange poudre de zéolite/essence comprenant respectivement en poids 57 % de poudre de zéolite et 43 % d'essence, avec une teneur du mélange dans les échantillons de 11.6 % en poids. Comme précédemment, les échantillons 3 et 4 se différencient par la taille moyenne d50 des particules de la poudre de zéolite avec une taille respectivement de 2 et 6 µm. Les échantillons ont été préparés comme suit. L'essence parfumée et la poudre de zéolite ont été mélangées à température ambiante. Ce mélange a été incorporé dans le caoutchouc à l'aide d'un mélangeur à rouleau. La cuisson a ensuite été réalisée sous presse à 170°C pendant 12 min. Un post-traitement à 175°C pendant 2 heures a été réalisé pour éliminer les résidus. The reference sample (REF) is FKM rubber with the vulcanization system, without perfume. Samples 1 and 2 were prepared with a zeolite powder / gasoline mixture comprising respectively 66% by weight of zeolite powder and 33% gasoline. In the two samples, the content of the zeolite powder / gasoline mixture is 7.5% by weight. The differences between samples 1 and 2 are that they are produced with zeolite powder having an average particle size d50 (%) of 2 and 6 μm respectively. Samples 3 and 4 have a higher gasoline content with a zeolite powder / gasoline mixture comprising respectively 57% by weight of zeolite powder and 43% gasoline, with a mixture content in the samples of 11.6% by weight . As previously, samples 3 and 4 are differentiated by the mean size d50 of the particles of the zeolite powder with a size of 2 and 6 μm respectively. The samples were prepared as follows. The scent essence and the zeolite powder were mixed at room temperature. This mixture was incorporated into the rubber using a roller mixer. The baking was then carried out in a press at 170 ° C. for 12 min. A post-treatment at 175 ° C for 2 hours was carried out to remove residues.
[0022] La dureté shore A des échantillons a été mesurée selon la norme ASTM D412C. Des tests de vieillissement ont été réalisés pour l'échantillon 2 soumis à une exposition à la lumière ultraviolette (SUNTEST) selon la norme SN EN ISO 105-B02 :1994 + A2 :2000. Les tests ont été réalisés pendant 30h et simulent une exposition à la lumière d'une année. Après le vieillissement accéléré, une analyse de l'espace de tête avec préconcentration sur phase solide a été effectuée. Cette méthode permet l'analyse des substances volatiles et semi-volatiles et est adaptée à l'évaluation de l'intensité d'un parfum. Dans cette méthode, on mesure la quantité de substances dégagées par l'échantillon, c'est-à-dire contenues dans l'espace de tête lorsque l'échantillon est positionné dans un flacon. Plus précisément, un fragment de polymère de 9 cm<2>est scellé dans un flacon pour analyse d'un espace de tête de 20 ml. Le flacon est scellé au moyen d'une capsule à septum en silicone et chauffé pendant 20 minutes à 60°C. Les COV dégagés sont alors extraits sur phase solide (INDEx, Tenax) et analysés par chromatographie en phase gazeuse avec détection par spectrométrie de masse (GC-MS). Les molécules détectées sont identifiées par comparaison avec une bibliothèque de spectres (NIST). Les concentrations des molécules parfumées sont évaluées par l'intensité de l'ion 88 qui est caractéristique des esters éthyliques. L'intensité est comparée entre un échantillon n'ayant pas subi de vieillissement et un échantillon ayant subi le traitement de vieillissement de 30 heures. The shore A hardness of the samples was measured according to the ASTM D412C standard. Aging tests were carried out for sample 2 subjected to exposure to ultraviolet light (SUNTEST) according to standard SN EN ISO 105-B02: 1994 + A2: 2000. The tests were carried out for 30 hours and simulate exposure to light for one year. After accelerated aging, a headspace analysis with solid phase preconcentration was performed. This method allows the analysis of volatile and semi-volatile substances and is suitable for evaluating the intensity of a perfume. In this method, we measure the amount of substances released by the sample, that is to say contained in the headspace when the sample is positioned in a vial. Specifically, a 9cm <2> polymer fragment is sealed in a 20ml headspace vial for analysis. The vial is sealed with a silicone septum cap and heated for 20 minutes at 60 ° C. The VOCs released are then extracted on a solid phase (INDEx, Tenax) and analyzed by gas chromatography with detection by mass spectrometry (GC-MS). The molecules detected are identified by comparison with a spectra library (NIST). The concentrations of the scent molecules are evaluated by the intensity of the 88 ion which is characteristic of ethyl esters. The intensity is compared between a sample which has not undergone aging and a sample which has undergone the 30 hour aging treatment.
RésultatsResults
[0023] D'un point de vue esthétique, aucune modification de l'apparence des échantillons n'a été observée : pas de craquelures ou quelconque inhomogénéité visible en surface. En termes de propriétés, la table 2 donne la dureté shore A des échantillons. Shore A 72 70 72 71 71From an aesthetic point of view, no change in the appearance of the samples was observed: no cracks or any visible inhomogeneity on the surface. In terms of properties, Table 2 gives the Shore A hardness of the samples. Shore A 72 70 72 71 71
Table 2Table 2
[0024] Peu de différence est observée entre l'échantillon de référence et les échantillons comportant de la poudre de zéolite parfumée, les valeurs restant de l'ordre de 70. Little difference is observed between the reference sample and the samples comprising perfumed zeolite powder, the values remaining of the order of 70.
[0025] L'analyse de l'espace de tête a porté sur l'échantillon 2 qui comporte le plus faible pourcentage d'essence (2,5 % comparé à 5 % pour les échantillons 3 et 4). La figure 1 représente respectivement le chromatogramme de cet échantillon avant et après le test de vieillissement. L'analyse montre que l'irradiation aux UV entraîne une perte des COV volatils mais aucune modification de la composition de l'essence. Les pics 5, 6 et 7 respectivement relatifs aux esters éthyliques d'acide octanoïque, d'acide décanoïque et d'acide dodécanoïque sont présents avant et après vieillissement. Après vieillissement, la réduction en concentration de l'ensemble des esters éthyliques est de 79 %. D'un point de vue sensoriel et dans le cas qui nous intéresse d'un point de vue olfactif, les échelles d'intensité sont logarithmiques. Cela signifie qu'une diminution de la concentration de molécules odorantes de 80 %, se traduit au niveau du nez par seulement une diminution de l'intensité du parfum de 10 %. On précisera en outre que l'analyse d'espace de tête ne mesure que les substances dégagées par l'échantillon et non celles contenues à l'intérieur de l'échantillon, peu accessibles dans les conditions du test. Dès lors, même si l'odeur a diminué après le test, de nouvelles molécules odorantes pourront ultérieurement diffuser depuis l'intérieur vers l'extérieur de l'échantillon engendrant une stabilisation, voire une légère augmentation de l'odeur. En résumé, ces essais démontrent qu'après un an, le matériau synthétique parfumé conserve un pouvoir odorant important malgré une teneur en parfum dans le matériau limitée à 2.5 % en poids. The headspace analysis focused on sample 2 which has the lowest percentage of gasoline (2.5% compared to 5% for samples 3 and 4). FIG. 1 represents respectively the chromatogram of this sample before and after the aging test. The analysis shows that UV irradiation results in a loss of volatile VOCs but no change in the composition of the gasoline. Peaks 5, 6 and 7 respectively relating to ethyl esters of octanoic acid, decanoic acid and dodecanoic acid are present before and after aging. After aging, the reduction in concentration of all the ethyl esters is 79%. From a sensory point of view and in the case that interests us from an olfactory point of view, the intensity scales are logarithmic. This means that a decrease in the concentration of scent molecules by 80%, results in the nose by only a decrease in the intensity of the scent by 10%. It will also be specified that the headspace analysis only measures the substances given off by the sample and not those contained inside the sample, which are not easily accessible under the conditions of the test. Therefore, even if the odor has diminished after the test, new odorous molecules may subsequently diffuse from the inside to the outside of the sample, causing stabilization, or even a slight increase in the odor. In summary, these tests demonstrate that after one year, the scented synthetic material retains a significant odoriferous power despite a fragrance content in the material limited to 2.5% by weight.
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