FR2834203A1

FR2834203A1 - Article a effet rafraichissant par evaporation d'eau a partir d'un absorbant polymere

Info

Publication number: FR2834203A1
Application number: FR0116926A
Authority: FR
Inventors: Patrick Caceres; Franck Caceres
Original assignee: Cryomed France
Current assignee: Cryomed France
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-04
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: GB2383539A; GB2383539B; GB0130919D0; FR2834203B1

Abstract

L'invention concerne un article rafraîchissant comportant un absorbant polymère contenu dans une poche délimitée par une enveloppe souple à parois perméables et de préférence constituée d'un textile non tissé, dans lequel ledit absorbant polymère se trouve sous la forme de particules dont chacune comprend un coeur de séquences polymériques moins réticulées à propriétés de rétention d'eau absorbée, et une coquille de séquences polymériques plus réticulées apte à retarder la diffusion d'eau d'une particule à une autre lors de la désorption d'eau absorbée. Lesdites particules polymériques contenues dans ladite poche sont présentes en excès par rapport à la quantité qui serait juste nécessaire pour remplir ladite poche entièrement lorsque lesdites particules sont complètement gonflées.

Description

La présente invention concerne les dispositifs rafraîchissants tels que ceux utilisés pour soulager la douleur d'une partie douloureuse du corps d'un individu. Par soulager la douleur, on entend ici la réduire en partie ou totalement, pour au moins un certain temps. Un des principaux moyens utilisables pour soulager la douleur est la cryogénie, dont les effets bénéfiques sur la santé et le confort sont bien connus. L'invention se place dans ce domaine, et son principal objectif est de fournir un article qui possédera une capacité rafraîchissante forte et durable lorsqu'il sera appliqué de façon externe sur une partie douloureuse du corps. Plus spécifiquement, l'invention concerne les articles rafraîchissants tels que ceux dont le mode d'action implique l'évaporation d'eau. Il est par ailleurs souhaitable que l'article suivant l'invention produise un froid sec, qu'il ne soit pas toxique et qu'il soit facile à utiliser.

Il serait intéressant de disposer d'un article rafraîchissant dont les propriétés soient améliorées par rapport à celles des articles déjà existants, et qui soient telles que d'une part, l'article présente un effet rafraîchissant intense et durable, et d'autre part, il procure une grande sensation de confort à l'utilisateur lors de son application sur la partie douloureuse. Un article présentant un effet rafraîchissant homogène et régulier et un grand confort d'utilisation est particulièrement utile dans les applications thérapeutiques, pour enlever le surplus de chaleur d'un membre ou d'une partie du corps à traiter.

Cependant, l'invention n'est pas restreinte à ce domaine d'application particulier, et elle s'étend également à un grand' nombre d'autres applications dans lesquelles il est souhaité d'amener ou de maintenir un objet à une température inférieure à la température ambiante.

Un objectif de l'invention est donc de fournir un article dont les propriétés rafraîchissantes sont nettement améliorées en comparaison de l'art antérieur. L'article suivant l'invention comporte des particules d'un polymère très absorbant contenues dans une poche délimitée par une enveloppe avantageusement souple et à parois perméables. Il diffère des articles déjà connus par le fait que

l'eau, en s'évaporant de l'article après qu'il ait été immergé dans l'eau, va provoquer un effet rafraîchissant durable avec une lente reprise de température.

Ainsi, un article rafraîchissant suivant l'invention comporte un absorbant polymère contenu dans une poche délimitée par une enveloppe souple à parois perméables. Ledit absorbant polymère se trouve sous la forme de particules dont chacune comprend un coeur de séquences polymériques moins réticulées à propriétés de rétention d'eau absorbée, et une coquille de séquences polymériques plus réticulées apte à retarder la diffusion d'eau d'une particule à une autre lors de la désorption d'eau absorbée.

Les particules de polymère utilisées suivant l'invention forment un milieu d'absorption/désorption d'eau, et l'effet rafraîchissant est obtenu, après absorption d'eau par les particules suite à l'immersion de l'article dans l'eau, par la désorption, sous forme vapeur, de l'eau absorbée.

Les propriétés particulièrement avantageuses de l'article suivant l'invention, en particulier l'effet rafraîchissant intense et la forte inertie thermique, peuvent être expliquées par la structure des particules. Celles-ci possèdent avantageusement une structure cceur-coquille, c'est-à-dire qu'elles sont individuellement composées d'un coeur comprenant des séquences polymériques relativement flexibles ou élastiques, et d'une coquille de séquences polymériques relativement plus rigides. La différence de rigidité peut être obtenue au mieux par une réticulation supplémentaire du polymère sur une couche extérieure de chaque particule, en opposition avec une couche intérieure formant le coeur.

Dans de tels cas, l'eau absorbée est principalement retenue dans le coeur flexible de chaque particule. La coquille extérieure possède une structure de toile réticulée tridimensionnelle, qui n'empêche pas le gonflement de la particule lors de l'absorption d'eau, mais facilite le glissement des particules les unes sur les autres avec peu de friction, de telle façon qu'elle évite que les particules gonflées ne forment une masse de gel solide et dure. En outre, durant la désorption, la coquille ne gêne pas le

passage de l'eau s'évaporant depuis le coeur ; elle ne permet néanmoins pas à l'eau sous forme liquide de circuler facilement à travers elle, lui interdisant ainsi de diffuser du coeur d'une particule à une autre. De cette façon, en empêchant un contact humide rapproché entre les coeurs des particules gonflés d'eau, les coquilles extérieures induisent un délai dans la diffusion d'eau d'une particule à une autre.

De plus, suivant des particularités importantes de l'invention, l'enveloppe est telle que, bien que de la vapeur d'eau puisse s'échapper facilement de la poche qu'elle délimite, à travers une paroi de ladite poche constituant une face extérieure de l'enveloppe, une face intérieure opposée de l'enveloppe fournisse un froid sec lorsqu'elle est appliquée sur la partie à rafraîchir. En conséquence, l'utilisateur n'aura jamais l'impression que la surface de la poche s'est humidifiée et le transfert thermique au contact avec la peau ne sera pas perturbé.

Par ailleurs, dans l'article à effet rafraîchissant par évaporation d'eau à partir d'un polymère absorbant où elle est absorbée, tel qu'il est défini par l'invention, ledit polymère est contenu dans une poche délimitée par une enveloppe comprenant une paroi intérieure thermiquement conductrice destinée à venir en contact avec la partie à rafraîchir, et une paroi extérieure opposée perméable à la vapeur d'eau qui s'échappe du milieu polymérique durant la désorption. Ainsi, le transfert thermique du à la différence de température entre l'article et la partie à rafraîchir est homogène sur toute la surface de cette partie sur laquelle est appliqué l'article, et il reste inaltéré dans le temps.

Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'enveloppe est avantageusement souple et flexible.

Ainsi, l'épaisseur de l'article, très faible lorsque les particules de polymère se trouvent à l'état sec, augmente lorsque les particules gonflent par absorption d'eau. Ensuite, lors de la désorption de l'eau absorbée, la taille des particules décroît. L'eau s'échappe de l'article, et du fait de sa flexibilité, l'enveloppe s'effondre, ce qui signifie que ses faces intérieure et extérieure viennent l'une vers

l'autre. En conséquence, il y a peu, si ce n'est pas, d'entrée d'air dans l'enveloppe. Ceci est particulièrement important, car la présence d'air dans l'enveloppe interférerait avec les transferts thermiques entre la partie douloureuse du corps et l'eau absorbée dans les particules, et diminuerait ainsi l'efficacité de l'effet rafraîchissant durable de l'article.

De plus, la forme de la paroi intérieure de l'enveloppe souple suivant l'invention s'adapte facilement à celle de la partie du corps sur lequel l'article est appliqué. Un meilleur soulagement de la douleur sur la surface entière de la partie douloureuse est donc obtenu. Dans les modes de réalisation préférés de l'invention, les parois de l'enveloppe sont constituées de textile.

Une méthode pour soulager la douleur d'une partie douloureuse du corps d'un individu, au moyen d'un article rafraîchissant suivant l'invention, comprend les étapes consistant à mouiller les particules de polymère avec de l'eau à travers l'enveloppe, durant un temps suffisant pour leur permettre de gonfler en une masse de gel remplissant la poche, et à appliquer l'article sur la partie douloureuse du corps, de façon à maintenir une paroi intérieure conductrice thermique en contact avec cette partie, tout en permettant à la vapeur d'eau désorbée des particules de s'échapper à travers une paroi extérieure perméable de l'enveloppe.

D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront dans la description ci-après des modes de réalisation préférés de l'article suivant l'invention. Ils incluent le fait que dans des modes de réalisation préférés, tous les constituants de l'article doivent être dépourvus de toxicité pour un usage médical externe, et doivent satisfaire à toutes les contraintes de sécurité dans ce domaine.

Un objectif supplémentaire de l'invention est de procurer un froid sec, quelles que soient les conditions extérieures. Ainsi, dans l'article suivant l'invention, l'enveloppe contenant l'absorbant polymère reste sèche après absorption d'eau par ledit polymère, et ce même si elle est soumise à des conditions humidifiantes telles que la sueur, l'humidité...

En association avec cet objectif, les particules de polymère contenues dans la poche sont présentes en excès par rapport à la quantité qui serait juste nécessaire pour remplir la poche entièrement lorsque les particules sont complètement gonflées. A cause de cet excès, et en association avec la structure spécifique des particules, il a été observé que durant l'absorption d'eau, il se produit une expansion de la masse, avec les particules légères incomplètement gonflées d'eau qui ont tendance à être expulsées loin du centre de la poche, où les particules complètement gonflées se concentrent pour former un gel. Ainsi, à la fin du processus d'absorption, il reste près des parois de la poche une couche de particules toujours capables d'absorber de l'eau. Ces particules sont utiles pour absorber toute trace d'eau, d'humidité ou de sueur pénétrant dans la poche à travers l'enveloppe, ce qui maintient cette dernière à sec. Il en résulte une meilleure sensation de confort pour l'utilisateur, et un meilleur transfert de chaleur à travers la paroi intérieure de l'enveloppe est obtenu. De plus, cette couche de particules incomplètement gonflées constitue une barrière supplémentaire à la sortie de l'eau, ce qui augmente encore l'inertie thermique de l'article suivant l'invention.

Suivant une autre particularité avantageuse de l'invention, le tissu constituant l'enveloppe est composé de telle sorte qu'il est résistant à la pression exercée par la masse de gel gonflé, durant et après l'absorption d'eau. Il est de préférence également composé de manière à ne pas absorber l'eau, de telle sorte qu'il ne laisse pas l'eau diffuser facilement à travers lui depuis la masse de gel. De plus, en association avec l'excès de particules contenues dans l'enveloppe, ceci permet d'obtenir que l'enveloppe reste sèche, et donc que l'utilisateur ait l'impression d'un froid sec durant tout le temps de l'application de l'article sur le corps. Les fibres à caractère hydrophobe ou répulsif d'eau peuvent avantageusement être utilisées. Cependant, pour la plupart des applications, et en particulier pour l'application en tant que bandage rafraîchissant pour usages médicaux, il est particulièrement approprié d'utiliser un tissu partiellement hydrophile et partiellement hydrophobe. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, un tissu approprié

comprend des fibres d'origine naturelle ou semi-synthétique, telles que les fibres cellulosiques.

Suivant un avantage supplémentaire de l'invention, la structure cceur-coquille augmente la résistance mécanique des particules individuelles. On peut supposer que la présence des séquences rigides dans la couche extérieure très réticulée explique pourquoi les articles rafraîchissants objets de l'invention peuvent supporter un nombre élevé de cycles d'absorption/désorption. Le même article rafraîchissant peut ainsi être utilisé plusieurs fois avec la même efficacité, en récupérant à chaque fois, après avoir été stocké à l'état sec dans lequel la poudre polymérique est déshydratée, ses propriétés d'absorption et de désorption, en particulier la forte inertie thermique et l'effet rafraîchissant durable.

Par ailleurs, l'utilisation de l'article suivant l'invention implique que le milieu de particules de polymère en excès dans la poche soit gonflé d'eau absorbée suite à son immersion dans un bain d'eau à une température de préférence relativement basse, par exemple de l'ordre de 10 C. Lorsque l'absorption d'eau est bloquée, principalement à cause du volume restreint dans l'enveloppe, mais peut être également parce que l'immersion est réalisée dans de l'eau fraîche, ou de plus par un retrait optionnel de l'article hors du bain d'eau fraîche avant ce stade, le gel gonflé est encore capable d'absorber de l'eau.

A cause de leur structure coeur-coquille, les particules sont distribuées lors de leur gonflement dans tout le volume de la poche, les moins gonflées d'entre elles, qui conservent la plus forte capacité d'absorption d'eau, étant expulsées à la périphérie de la poche. La quantité de particules introduite dans l'enveloppe est ainsi calculée de façon à ce que les particules se trouvant près des parois de l'enveloppe conservent une capacité d'absorption élevée, au moins supérieure à 70 %, de telle sorte qu'elles soient toujours capables d'absorber de l'eau, de l'humidité, de la sueur, etc... En conséquence, en association avec ses propriétés inhérentes de répulsion d'eau, l'enveloppe reste sèche durant toute la durée de l'application de l'article sur la partie douloureuse du corps de

l'utilisateur. A l'inverse, un trop fort excès de particules mènerait à une telle diminution du volume disponible dans l'enveloppe pour l'absorption d'eau, qu'il en résulterait une perte partielle de la capacité rafraîchissante de l'article. La quantité en excès de particules absorbantes est ainsi calculée de façon à obtenir le meilleur taux d'absorption résiduelle des particules incomplètement gonflées après immersion dans l'eau, sans toutefois interférer de façon significative avec l'effet rafraîchissant fort et durable de l'article.

Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, l'excès en poids des particules contenues dans la poche est compris entre 5 et 10 % du poids théorique juste nécessaire pour remplir la poche entièrement lorsque les particules sont complètement gonflées. Cet excès est par exemple égal à 8 % de cette quantité.

Après immersion dans l'eau, le taux d'absorption résiduel est ainsi d'approximativement 80 % et plus généralement compris entre 70 et 90 %, au moins pour les particules de polymère les plus près de l'enveloppe, qui sont moins gonflées que celles situées plus en profondeur.

Si l'immersion de l'article dans l'eau est suffisamment longue, le gonflement des particules est bloqué par manque d'espace à l'intérieur de la poche. La matière utilisée pour constituer l'enveloppe doit donc supporter la pression exercée par le gel incomplètement gonflé. Ceci est obtenu avec le tissu suivant l'invention qui, comme décrit précédemment, résiste à cette pression. Dans un mode de réalisation préféré, c'est également le cas après plusieurs cycles d'absorption/désorption des particules de polymère absorbant.

Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, le tissu constituant la paroi intérieure de l'enveloppe, c'est-à-dire celle qui vient en contact avec le corps, est choisi de façon à présenter une bonne conductibilité thermique. La face extérieure doit essentiellement quant à elle être perméable à la vapeur d'eau. Dans un mode de réalisation préféré, l'enveloppe est constituée d'un seul

tissu, qui est perméable à l'eau et répulsif de l'eau, conducteur thermique et résistant à la pression exercée par le gel gonflé.

Les propriétés du tissu utilisé suivant l'invention sont généralement possédées par les textiles tissés, tels que les textiles tissés de coton ou coton/viscose. Cependant, il serait avantageux d'utiliser pour la fabrication de l'enveloppe des textiles non tissés, car leur coût de fabrication est plus bas que ceux des textiles tissés. Les textiles non tissés disponibles présentent cependant différents inconvénients majeurs en regard de l'invention, tels que l'imperméabilité, une faible résistance à la pression exercée par le gel gonflé, la tendance à se déchirer et des propriétés d'isolation thermique. Ainsi, il a été développé un textile non tissé approprié à l'invention, qui n'est pas imperméable et qui ne se déchire pas, qui présente une résistance aux fortes pressions et une bonne conductibilité thermique, et qui peut supporter plusieurs cycles de press ion/dépression.

Dans les modes de réalisation préférés de l'invention, le tissu utilisé pour fabriquer l'enveloppe est un textile non tissé constitué de fibres ou fils plus longs d'origine naturelle ou semisynthétique, de préférence de matière cellulosique et plus particulièrement des fibres ou fils de viscose, et des fibres plus courtes de polyester, de préférence des fibres de polyéthylène et plus spécifiquement des fibres de polypropylène. Les proportions respectives entre les fibres ou fils plus longs et les fibres plus courtes, exprimées en pourcentages en poids, sont comprises entre 10 et 30 % pour les premiers et entre 90 et 70 % pour les dernières, par rapport au poids total de la composition.

Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, les articles rafraîchissants peuvent être fabriqués de façon à présenter une grande variété de formes adaptées pour être appliquées à différentes parties du corps humain à traiter. Cependant, chaque poche destinée à contenir une dose de particules de polymère possède de préférence une forme allongée, avec une section de diamètre compris entre 1 et 5 cm, de préférence inférieur à 3 cm. L'article peut comporter deux poches ou plus, qui peuvent être

séparées par couture l'une avec l'autre des deux parois opposées d'une seule et unique enveloppe.

L'invention est ci-après décrite dans le cas d'exemples plus détaillés concernant la production d'articles rafraîchissants procurant un froid sec et destinés à être utilisés pour soulager la douleur d'une partie douloureuse du corps par désorption d'eau à partir de particules d'un polymère absorbant contenues dans une poche en textile.

Les particules de polymère absorbant sont choisies de manière à être dépourvues de toxicité. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les particules utilisées sont formées d'un polyacrylate de sodium réticulé. Un niveau maximal de stabilité du polymère est ainsi obtenu, tout en évitant tout effet toxique.

Les particules de polymère présentent également de bonnes propriétés d'absorption/désorption d'eau. Conformément à l'invention, les particules de polymère possèdent une structure coeur-coquille, ce qui signifie qu'elles possèdent une partie flexible, le coeur, à l'intérieur d'une partie rigide, la coquille. Ceci est obtenu par réticulation du polymère plus spécifiquement sur la surface des particules que dans leur coeur. Les particules de polymère sont distinctes et ne sont pas reliées entre elles, du moins lorsqu'elles sont à l'état sec, de telle sorte qu'elles sont libres de mouvement dans le volume entier de la poche qui les contient. Malgré sa rigidité, la partie coquille est dilatable, ce qui permet aux particules d'absorber de l'eau et de gonfler pour former une masse de gel. Par exemple, le volume des particules peut ainsi augmenter jusqu'à 60 fois leur volume initial. Les particules de polymère ainsi obtenues présentent des propriétés d'absorption/désorption fortement améliorées par rapport aux polymères réticulés de façon homogène.

Ceci est probablement au moins en partie dû au fait qu'elles sont moins déformables à l'état gonflé que dans le cas d'une réticulation homogène.

Après avoir gonflé en une masse de gel, les particules de polymère suivant l'invention permettent très peu de désorption d'eau liquide : leur rigidité extérieure, due à leur structure coeur-coquille,

constitue une barrière à la sortie de l'eau. Cependant, si le gel absorbe suffisamment de chaleur, l'eau peut se vaporiser et être désorbée à l'état de vapeur. Après complète désorption, les particules de polymère reviennent à leur état initial de poudre sèche.

Les propriétés des particules de polymère absorbant suivant l'invention, et plus particulièrement leur porosité et leur module d'élasticité, ne sont pas affectées par la déformation sous pression, ni par des cycles réitérés d'absorption/désorption d'eau. Un gel à propriétés intactes peut être régénéré par absorption d'eau après que les particules aient retrouvé leur état initial, ou à n'importe quel moment durant l'étape de désorption d'eau. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la formation du gel peut être reproduite huit à dix fois, tout en préservant l'homogénéité du gel formé.

Les particules de polymère utilisées sont produites suivant la demande de brevet européen EP 0 789 048, par réticulation en surface d'un polymère polyacrylique obtenu par polymérisation en suspension inverse d'un monomère, suivie par l'agglomération des particules individuelles. Le monomère précurseur peut être un acide acrylique ou un acide métacrylique, ou de préférence un sel d'un tel acide, plus spécifiquement le sel de sodium, mais d'autres monomères hydrophiles peuvent également être utilisés.

La quantité de particules utilisée, qui varie suivant les dimensions de l'article, est versée dans une poche en textile qui peut être fermée, par exemple, par couture ou soudure.

La quantité de particules incorporées dans la poche est en excès par rapport à la quantité juste nécessaire pour remplir complètement la poche. Ainsi, après avoir gonflé avec de l'eau, les particules occupent tout le volume de la poche, mais elles ne sont pas toutes complètement gonflées, les moins gonflées d'entre elles se trouvant près des parois de la poche. Ces particules seront utiles tout d'abord pour absorber l'eau retenue par l'enveloppe après retrait de l'article hors du bain d'eau, et ensuite pour absorber l'eau, la sueur et l'humidité auxquelles l'enveloppe est susceptible d'être

exposée durant l'utilisation de l'article, et qui peuvent avoir pour origine l'intérieur de la poche si de l'eau liquide est désorbée du gel gonflé à cause d'une pression trop forte exercée sur l'article, ou l'environnement extérieur, par exemple si l'utilisateur sue ou si l'atmosphère est humide. En conséquence, un froid sec sera créé et maintenu tout le long de la phase de désorption d'eau.

La poche est délimitée par une enveloppe textile souple et présente un espace tubulaire d'une largeur de 1 à 3 cm. Dans un mode de réalisation préféré, l'enveloppe est constituée d'un seul tissu, qui est perméable à l'eau et répulsif de l'eau. Par exemple, un textile non tissé constitué de fibres de viscose et de polyester est utilisé.

Lorsqu'il est utilisé pour soulager la douleur conformément à l'invention, l'article présente des propriétés rafraîchissantes initiales fortes et durables. Les différentes étapes du processus de rafraîchissement seront maintenant expliquées, ainsi que leurs mécanismes supposés.

Les particules de polymère absorbant sont mouillées par immersion de l'article dans l'eau froide. Lors du contact avec l'eau, chaque particule de polymère absorbe celle-ci, en commençant par le coeur, de telle sorte qu'elle gonfle et forme avec les autres particules une masse de gel qui occupe tout le volume de la poche.

L'article est ensuite de préférence refroidi dans un congélateur pour obtenir plus d'efficacité. A cause de la structure des particules de polymère qui leur confère la capacité de glisser les unes sur les autres, l'article conserve une bonne flexibilité.

Lors de l'application de l'article sur la partie douloureuse, la face intérieure de l'enveloppe est en contact avec le corps. La différence de température élevée entre l'article et le corps et la conductibilité thermique de l'enveloppe créent un choc thermique avec transfert de chaleur rapide du corps chaud vers l'article froid, et l'utilisateur ressent un effet de fraîcheur immédiat.

Tout d'abord, l'effet rafraîchissant et le choc thermique peuvent être dus à la température froide de l'article congelé, mais

ensuite la chaleur extraite du corps et transférée lentement à travers l'article parvient jusqu'à l'eau emprisonnée dans les particules de polymère, qui l'absorbe sans augmentation de température en passant de l'état liquide à l'état vapeur. L'architecture des particules de polymère fournit une barrière à la circulation de l'eau, et leur couche extérieure rigide oppose une résistance aux transferts thermiques puisque l'eau emprisonnée dans le coeur de chaque particule doit se vaporiser pour pouvoir s'en échapper. Il en résulte une forte inertie thermique.

Alors que l'eau s'évapore, la vapeur produite peut progresser lentement à travers l'épaisseur de l'article et atteindre la face extérieure de l'enveloppe, qui est perméable à la vapeur, de telle sorte qu'elle s'échappe de l'article. L'évaporation fournit ainsi un effet isolant dû à l'absorption de chaleur. Un effet rafraîchissant fort et durable est obtenu grâce à la grande quantité d'eau contenue dans les particules de polymère.

Ainsi, aussi longtemps qu'il reste de l'eau dans les particules, ce qui peut durer jusqu'à plusieurs jours, l'article conserve son effet rafraîchissant. S'i 1 n'est pas appliqué sur le corps, le processus d'évaporation est lent. Pour pouvoir retrouver son effet rafraîchissant, l'article doit être appliqué sur le corps. Plusieurs jours après qu'il ait été mouillé et refroidi, le choc thermique initial ne se produit plus, mais grâce à la différence de température entre le corps et l'article, une certaine quantité de chaleur est transférée et de l'eau s'évapore, ce qui permet de retrouver l'effet rafraîchissant.

Pendant toute cette période, l'enveloppe reste sèche car le tissu n'absorbe pas l'eau et car les particules en excès, qui ne sont pas complètement gonflées, absorbent l'humidité environnante et la sueur qui peut être produite par l'individu en souffrance. Par conséquent, l'article ne mouille pas et ne coule pas, et il assure le rafraîchissement par un contact sec avec la peau de l'utilisateur, ce qui procure une meilleure sensation de confort à celui-ci.

Lorsque toute l'eau s'est évaporée de l'article, les particules retrouvent leur état initial de poudre sèche et se

rassemblent à une extrémité de la poche tubulaire. En raison de leur bonne résistance à la déformation sous charge, leurs propriétés initiales sont maintenues. Il est alors simplement nécessaire, pour retrouver l'effet de rétention d'eau et de rafraîchissement, d'immerger à nouveau l'article dans l'eau. L'article gonflé peut être de façon optionnelle conservé dans un congélateur jusqu'à l'utilisation suivante.

En tant qu'exemple d'utilisation concernant un mode de réalisation spécifique de l'invention, après que l'article ait été immergé dans l'eau à 10 C durant un temps d'environ 90 secondes correspondant au temps de constitution du gel, il présente une reprise de température comprise entre 0, 30 C/min. et 0, 9 oC/min., et plus spécifiquement entre 0,35 C/min. et 0, 7 C/min., avec une valeur moyenne d'environ seulement 0, 4 C/min..

Par ailleurs, les particules de polymère superabsorbant pour utilisation suivant l'invention possèdent avantageusement une forme de billes rondes. Ceci leur permet d'emprisonner l'eau, pas seulement à l'intérieur mais également entre les particules. La quantité d'eau emprisonnée entre les particules, désignée sous le terme d"'eau interstitielle", est supérieure dans le cas de particules en forme de billes que dans le cas de particules en forme de cristaux. Pour le même taux moyen de réticulation, ceci conduit à une absorptivité plus forte, et, en conséquence de la plus grande quantité d'eau stockée, à une inertie thermique plus importante. La forme ronde permet également d'éviter les lacérations ou les entailles à travers l'article textile, contrairement aux particules de polymère dont la forme n'est pas ronde et homogène mais angulaire, avec des angles pointus, ou en forme de cristaux.

Par ailleurs, l'article suivant l'invention permet de soulager la douleur efficacement sur une surface de la partie à traiter la plus grande possible. A cet effet, l'invention propose différentes formes de l'article, et tire avantage des propriétés des particules de polymère absorbant utilisées, telles qu'elles ont été définies précédemment, particulièrement leur capacité à glisser.

D'une part, les particules de polymère, grâce à leur forme arrondie et à leur coquille de séquences polymériques rigides, présentent une forte mobilité. Ainsi, lorsqu'elles gonflent, elles sont facilement distribuées de façon homogène, et se déplacent pour occuper le volume entier de la poche, sur toute sa longueur.

D'autre part, la forme de l'article suivant l'invention est conçue de façon à s'adapter à la forme de la partie du corps sur laquelle l'article doit être appliqué. Les particules de polymère sont contenues dans une ou plusieurs poches délimitées par l'enveloppe, et l'article possède une partie qui assure un contact étroit des poches avec le corps, telle qu'une bande élastique. Le nombre et la forme des poches sont adaptés suivant la partie du corps qui doit être traitée. Ils sont choisis de telle sorte qu'on obtienne le meilleur compromis entre flexibilité de l'article et surface de contact avec la partie douloureuse. Ainsi, un nombre élevé de poches augmente la flexibilité de l'article alors qu'il diminue la surface de contact avec le corps. Dans la plupart des cas, les poches possèdent avantageusement une forme tubulaire allongée, et elles sont assemblées entre elles sur toute leur longueur.

A titre d'avantage supplémentaire de l'invention, on peut noter que les particules dans leur état initial de poudre sèche présentent un faible encombrement. L'augmentation de volume ne se produit que lors du contact avec l'eau, lorsque les particules gonflent pour former une masse de gel. Après gonflement, le gel formé reste homogène et fournit un effet rafraîchissant durant plusieurs jours. Il ne se produit aucune dénaturation ou variation du produit lorsqu'il est chauffé à des températures qui n'excèdent pas 100 C.

Plusieurs tests ont été réalisés avec un article suivant l'invention possédant une forme de bandeau, obtenu par incorporation de particules superabsorbantes de polyacrylate de sodium qui ont été soumises à une réticulation additionnelle sélectivement en surface, dans une enveloppe textile non tissée cousue. Les particules ont été obtenues suivant le procédé de la

demande de brevet européen EP 0 789 048, et possèdent les propriétés suivantes : leur absorptivité d'eau saline est au moins égale à 50 g/g, - un lit du gel constitué par 1,5 g de polymère présente, sous une charge de 5 kPa, une absorption d'eau saline d'au moins 20 g/g.

La taille initiale des particules de polymère utilisées, mesurée lorsqu'elles se trouvent dans leur état déshydraté, c'est-à-

dire avant immersion dans l'eau, est comprise entre 30 et 1500 pu et de préférence entre 100 et 800 ! lm. De préférence moins de 1 % des particules possèdent une taille inférieure à 100, um.

L'enveloppe est constituée d'un textile non tissé comprenant 85 % de polypropylène et 15 % de viscose, pour une épaisseur de 0,6 mm et un poids de surface de 48 g/m2. Ce tissu est stable au point d'équilibre hydrophile-hydrophobe et il peut supporter plus de vingt mouillages sans modification de ses propriétés. Sa force de résistance à la rupture est supérieure à 50 N dans le sens de fabrication ou de longueur des fibres, et supérieure à 12 N dans le sens transversal, que le tissu soit sec ou mouillé. Sa capacité d'absorption est supérieure à 600 %.

L'enveloppe est composée de deux parties différentes, dont deux poches avant tubulaires, longitudinales et identiques contenant des particules de polymère, qui sont destinées à être appliquées sur le front, et une bande élastique cousue aux poches avant et qui, lorsque le bandeau est porté autour de la tête, est située à l'arrière de la tête et maintient lesdites poches avant en contact étroit avec le front. La longueur des poches est comprise entre 25 et 30 cm (28,5 cm dans l'exemple), de telle sorte que celles-ci couvrent le front dans toute sa longueur. Leur épaisseur, ou diamètre, lorsque les particules sont complètement gonflées, est d'environ 1,5 à 2 cm.

La quantité de particules superabsorbantes qui sont placées dans l'enveloppe est en excès comparée à celle nécessitée pour occuper entièrement le volume de la poche lorsque les particules sont gonflées. Dans des exemples préférés, l'excès en poids des particules est compris entre 5 et 10 % du poids théorique

nécessaire pour remplir la poche entièrement. Il est par exemple égal à 8 % de cette quantité. Ainsi, après immersion dans l'eau et gonflement des particules pour réaliser un remplissage complet du volume de la poche, les particules se trouvant près des parois de l'enveloppe sont toujours capables d'absorber de l'eau, y compris l'humidité ambiante. Dans les exemples ici décrits, leur taux d'absorption résiduel est compris entre 70 et 90 %, et par exemple environ égal à 80 %.

L'expérience suivante a été menée à bien.

Le bandeau est immergé dans l'eau durant une ou deux minutes, pour permettre aux particules de gonfler pour former une masse de gel qui occupe de façon homogène la totalité du volume des deux poches. Le bandeau est de façon optionnelle stocké au congélateur durant 30 minutes.

Lors de l'application du bandeau autour de la tête, l'impression de fraîcheur est immédiate, en raison du choc thermique qui se produit entre l'enveloppe froide et le front chaud.

Le contact est de plus très étroit et homogène sur l'ensemble du front, à cause de la bande élastique et de la flexibilité de la partie avant du bandeau, conférée par la forme de ses deux poches rondes et allongées.

L'effet rafraîchissant subsiste durant une longue période.

En effet, trois jours après que le bandeau ait été mouillé, lors de son application sur le front, l'impression de fraîcheur est toujours ressentie immédiatement. Le volume de la partie avant a commencé à diminuer et l'enveloppe est sèche. Après quatre jours, l'enveloppe est moins tendue, mais les poches sont toujours bien formées. Après cinq jours, l'épaisseur de la partie avant a diminué jusqu'à être à peu près égale à celle de la partie élastique. Les particules sont cependant toujours distribuées uniformément dans les poches.

Dans cette expérience, au cours de laquelle le bandeau a toujours été conservé dans des conditions de température et d'humidité ambiantes, et n'a été porté que de temps en temps, c'est après cinq ou six jours seulement que l'utilisateur, en appliquant

l'article sur son front, n'a plus une sensation immédiate d'un contact avec de la glace. Cependant, même alors, après avoir porté le bandeau durant quelques minutes, l'impression de fraîcheur est retrouvée, ce qui ne peut être expliqué autrement qu'étant le résultat de l'évaporation d'eau des particules de polymère. A ce stade, les particules n'ont toujours pas retrouvé leur forme de granules dures.

Elles sont toujours individuellement sous forme de gel, mais elles sont séparées, incomplètement gonflées, et elles se concentrent en un faible volume à une extrémité de chaque poche.

Durant toute cette expérience, malgré l'humidité ambiante, le bandeau est resté sec.

Afin de démontrer les fortes propriétés thermiques des bandeaux constitués avec les articles suivant l'invention en comparaison avec l'art antérieur, l'expérience de reprise de température suivante a été conduite.

Le bandeau suivant l'invention est désigné ici par NM. Un bandeau similaire, c'est-à-dire contenant le même excès de particules du même absorbant polymère, mais dans une enveloppe constituée d'un textile tissé, est appelé SM. Le textile tissé est en polyester-coton non traité avec des fixateurs de couleur, de sorte qu'il ne retient pas l'eau. En référence, un bandeau contenant un gel de particules d'absorbant polymère qui ne possède pas une structure coeur-coquine, comme décrit dans l'art antérieur, est désigné par BG.

Les trois échantillons sont mouillés puis refroidis à 0 C.

L'échantillon NM atteint 0 C trois heures avant BG. La reprise de température des bandeaux est ensuite mesurée pendant 120 minutes. Les résultats sont représentés sur le tableau suivant, qui indique les valeurs de température en C :

<tb>
<tb> Temps <SEP> (min.) <SEP> NM <SEP> ( C) <SEP> SM <SEP> ( C) <SEP> BG <SEP> ( C)
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 3 <SEP> 1,4 <SEP> 0 <SEP> 4
<tb> 10 <SEP> 2,8 <SEP> 0 <SEP> 8
<tb> 20 <SEP> 4,2 <SEP> 0,5 <SEP> 11,5
<tb> 30 <SEP> 6, <SEP> 48 <SEP> 3,5 <SEP> 15
<tb> 40 <SEP> 9,28 <SEP> 4,5 <SEP> 16
<tb> 50 <SEP> 11 <SEP> 8,5 <SEP> 18
<tb> 60 <SEP> 13,4 <SEP> 11,5 <SEP> 19
<tb> 120 <SEP> 20,5 <SEP> 18 <SEP> 23, <SEP> 5
<tb>

Comme le montrent ces résultats, le bandeau suivant l'invention NM présente une reprise de température plus faible que le bandeau de l'art antérieur BG. La différence est particulièrement importante pendant les trente premières minutes de l'expérience. La reprise de température de NM est seulement de 6,5 C durant cette période, alors que le bandeau BG augmente déjà sa température de 15 C, ce qui est représente plus du double.

En effet, la température de BG augmente suivant une courbe exponentielle démarrant par une pente raide, alors que la reprise de température est très lente dans le cas de NM et de SM.

Par ailleurs, comparé à SM, le bandeau NM présente l'avantage d'une reprise de température suivant une courbe linéaire durant le temps de l'expérience.

La description qui précède illustre clairement les caractéristiques avantageuses des articles suivant l'invention, qui présentent en particulier un effet rafraîchissant homogène, régulier et durable, ainsi qu'un grand confort d'utilisation. De tels articles rafraîchissants sont particulièrement utiles pour une utilisation pour soulager la douleur.

Des articles similaires peuvent être produits pour d'autres utilisations médicales, telles que : - en tant qu'agent anti-inflammatoire dans le traitement des désordres inflammatoires, en particulier des désordres

postopératoires abdominaux ou dentaires, et dans le traitement de la douleur en général ; - en pédiatrie, pour traiter l'hyperthermie chez 1 es enfants ; - pour les traitements traumatiques postopératoires et pour la traumatologie en général ; - par exemple, sous la forme de bas ou de chaussettes rafraîchissants dans le traitement des déficiences veineuses et les pathologies de la circulation sanguine ; - pour traiter les pathologies rhumatismales, par exemple les pathologies rhumatismales abarticulaires d'origine tendineuse, ou pour les traitements postopératoires et la traumatologie générale ; - pour la fabrication de compresses médicales, qui peuvent en option contenir un ou plusieurs agents thérapeutiques.

Une autre application bénéfique des articles suivant l'invention est celle de la protection thermique des personnes travaillant sous des conditions de température élevée, en particulier dans l'industrie de conversion métallique, dans l'industrie de fabrication d'acier, ou pour les pompiers.

Claims

REVENDICATIONS

1. Article rafraîchissant, utilisable en particulier pour soulager la douleur par désorption d'eau à partir d'un gel gonflé d'eau, caractérisé en ce qu'il comporte un absorbant polymère contenu dans une poche délimitée par une enveloppe souple à parois perméables, et en ce que ledit absorbant polymère se trouve sous la forme de particules dont chacune comprend un coeur de séquences polymériques moins réticulées à propriétés de rétention d'eau, et une coquille de séquences polymériques plus réticulées apte à retarder la diffusion d'eau d'une particule à une autre lors de la désorption d'eau absorbée.

2. Article suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites particules de polymère contenues dans ladite poche sont présentes en excès par rapport à la quantité qui serait juste nécessaire pour remplir la poche entièrement lorsque lesdites particules sont complètement gonflées.

3. Article suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'excès en poids desdites particules de polymère contenues dans ladite poche est compris entre 5 et 10 % du poids théorique juste nécessaire pour remplir la poche entièrement lorsque lesdites particules sont complètement gonflées.

4. Article suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite enveloppe est constituée d'un textile non tissé comprenant des fibres ou fils plus longs d'origine naturelle ou semi-synthétique, et des fibres plus courtes de polyester.

5. Article suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits fibres ou fils plus longs sont constitués d'une matière cellulosique.

6. Article suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits fibres ou fils plus longs sont des fibres de viscose.

7. Article suivant l'une quelconque des revendication 4 à 6, caractérisé en ce que lesdites fibres plus courtes sont des fibres de polypropylène.

8. Article suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les proportions respectives entre lesdits fibres ou fils plus longs et lesdites fibres plus courtes, exprimées en pourcentages en poids, sont comprises entre 10 et 30 % pour les premiers et entre 90 et 70 % pour les dernières, par rapport au poids total de la composition.

9. Article suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit polymère a pour base un polyacrylate de sodium.