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Protection corporelle
La présente invention concerne le domaine technique de la protection
corporelle et
plus particulièrement le domaine technique des structures d'absorption et/ou
de
dissipation de chocs mécaniques, celui des protecteurs corporels et celui des
vêtements
de protection.
On entend généralement par les termes de protecteur corporel un agencement
de
matériaux absorbant et/ou dissipant l'énergie engendrée lors d'un impact afin
de
conférer une certaine protection à la partie du corps située en face de la
protection dans
les conditions normales d'utilisation. Ce matériau absorbant et/ou dissipant
l'énergie
peut être structuré ou non.
De tels protecteurs corporels sont généralement incorporés dans des vêtements
de
protection portés lors de l'exercice d'une activité donnée, et
particulièrement au niveau
de zones du corps qu'il convient de protéger contre des chocs mécaniques. Des
exemples de ces zones sont les épaules, les coudes, les avant-bras, les
hanches, les
genoux, le haut des tibias, le milieu des tibias, le bas des tibias,
l'intégralité du tibia, le
dos ou la tête.
Des exemples de tels protecteurs corporels sont présentés dans les normes
EN1621-
1 : 2013 et EN1621-2 : 2014 relatives aux vêtements de protection contre les
chocs
mécaniques pour motocyclistes.
Ces protecteurs corporels doivent généralement être réalisés dans un matériau
pouvant absorber et/ou dissiper les forces engendrées lors d'un choc
mécanique.
Cependant, d'autres critères doivent être également considérés afin d'offrir
des
protecteurs corporels agréables à porter. Ainsi, il convient que les
protecteurs corporels
soient flexibles afin de pouvoir s'adapter à la forme de la partie du corps à
protéger,
notamment les articulations, qu'ils permettent le mouvement du porteur, qu'ils
soient
légers, et qu'ils soient respirant.
Un exemple plus particulier est présenté par exemple dans le document EP
2399470.
L'élément de protection décrit dans ce document comprend une base et des
protubérances, chacune des protubérances s'étendant à partir de la base et
normalement
à celle-ci. Les protubérances présentent également un orifice traversant.
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Chacune des protubérances est soit un solide de révolution autour d'un axe
central
(c'est-à-dire que la paroi extérieure et la paroi intérieure des protubérances
sont des
cylindres droits à base circulaire), soit un solide à symétrie rotationnelle
d'ordre 6 à
base hexagonale régulière. La base est ici non-aérée, c'est-à-dire qu'en
dehors des
orifices traversant des protubérances, il n'y a pas d'autres orifices présents
dans le
matériau. Du fait de la présence d'orifices traversant, l'élément de
protection et le
protecteur corporel, présentent une certaine respirabilité, mais il serait
intéressant de
pouvoir rendre le matériau encore plus respirant tout en conservant les
propriétés de
résistance aux chocs.
Une autre solution serait de réaliser des filets en élastomère tels que ceux
décrits
dans W099/56570, mais selon les connaissances actuelles, de tels filets ne
présentent
pas de résistance aux chocs suffisante dans les conditions dictées par les
normes,
notamment celles mentionnées ci-dessus.
Ainsi, le besoin d'un élément de protection absorbant et/ou dissipant les
chocs
mécaniques est toujours présent. Un tel élément de protection devrait
préférablement
être à la fois suffisamment absorbant et/ou dissipant, suffisamment respirant,
suffisamment léger, suffisamment flexible, suffisamment résistant à haute et
basse
température, et suffisamment confortable.
Ce n'est qu'après de longs errements et d'explorations infructueuses que les
présents
auteurs ont réussi à obtenir un élément de protection satisfaisant.
Ainsi, la présente invention concerne un élément de protection sous forme
d'une
structure d'absorption et/ou dissipation de chocs mécaniques comprenant :
des connecteurs formant une base aérée présentant une surface de base ; et
des protubérances, chacune des protubérances comprenant un axe central suivant
lequel elle s'étend à partir de la base aérée, l'axe central étant normal à la
surface de
base, deux protubérances voisines étant reliées l'une à l'autre par un
connecteur.
Cette structure est suffisamment aérée tout en conférant des propriétés
mécaniques
de résistance aux chocs satisfaisants.
Par les termes de base aérée , on entend ici une base présentant des
orifices autre
part qu'en face des orifices éventuels des protubérances. Ainsi, la base de la
structure de
l'élément de protection du document EP 2399470 n'est pas aérée au sens de la
présente
invention alors que celle visible sur les figures 1 à 4 annexées est aérée.
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Dans les exemples illustrés sur ces dernières figures, le caractère aéré de la
base est
conféré notamment par les espaces entre les connecteurs. Par ailleurs, le fait
qu'il est
précisé que les connecteurs forment la base aérée rend clair le fait que la
base n'est
constituée que des connecteurs.
Par le terme de surface de base il est toujours compris la surface de la
base aérée
à partir de laquelle s'étendent les protubérances.
Le terme normal et ses dérivés prennent ici leur signification
géométrique. Ainsi,
dans l'ensemble du présent exposé, quand une relation de normalité est
mentionnée par
rapport à la surface de base, il convient de comprendre que cette relation est
contemplée
à l'endroit considéré et que le terme normal signifie perpendiculaire
au plan
tangent de la surface de base à l'endroit considéré. Par exemple, l'axe
central d'une
protubérance est dit normal à la surface de base quand, à l'endroit où l'axe
central de la
protubérance est situé, celui-ci est perpendiculaire à la tangente de la
surface de base à
cet endroit.
La surface de base peut être plane, auquel cas les notions de normalité et de
perpendicularité se confondent. La surface de base peut être courbe afin
d'épouser les
contours de la partie du corps du porteur contre laquelle la structure est
appliquée afin
de protéger cette partie du corps.
De préférence, la structure présente une respirabilité de 10 à 70 %,
préférablement de
18,5 à 58,5 %, préférablement de 20 à 52.5 %, préférablement de 26,5 à 46,5 %,
préférablement d'environ 35 %. Ceci permet d'assurer une aération suffisante
de la
structure, rendant plus agréable le port du protecteur corporel, ainsi que le
port du
vêtement de protection dans lequel est prévu le protecteur, même lors
d'activité
physique intense.
La respirabilité est définie au niveau de la surface de base et correspond au
pourcentage de l'aire de la surface de base correspondant à un vide par
rapport à l'aire
totale de la surface de base.
En outre ou alternativement, la structure présente une dureté Shore A de 5 à
90,
préférablement de 11,5 à 68,5, préférablement de 18,5 à 46,5, préférablement
d'environ
25. Ainsi, la structure remplit particulièrement les conditions pour répondre
au niveau
de performance 2 de la norme EN1621-1 : 2013 et/ou au niveau de performance 1
de la
norme EN1621-2 : 2014.
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La dureté Shore A est mesurée avec un duromètre conformément à la norme DIN
53505 : 2009.
En outre ou alternativement, le ratio entre la hauteur des protubérances et
l'épaisseur
de la base aérée est de 6 à 17, préférablement de 6,5 à 8,5, préférablement de
6 à 8,
préférablement environ 7,5. Ce ratio garantit à la fois la légèreté, la
respirabilité et les
propriétés de résistance mécanique de la structure.
La hauteur des protubérances correspond à la hauteur prise à partir de la
surface de
base de la base aérée à partir de laquelle les protubérances s'étendent
jusqu'aux
extrémités libres des protubérances et parallèlement à l'axe central des
protubérances. Si
l'extrémité libre des protubérances n'est pas parallèle à la surface de base,
le niveau le
plus éloigné sera considéré.
L'épaisseur de la base aérée est l'épaisseur des connecteurs (voit ci-après).
Les connecteurs ont préférablement une forme cylindrique, la directrice du
cylindre
étant colinéaire à la surface de base. Ainsi, ils peuvent présenter une forme
de bande
dont les surfaces sont planes (cylindriques à base rectangulaire).
Alternativement, les
connecteurs présentent une forme non cylindrique, telle qu'une forme en bande
bombée
ou creusée. De préférence, la surface des bandes présente une partie centrale
plane et
deux parties extérieures inclinées par rapport à la partie centrale de manière
à ce que la
section du connecteur colinéaire à la directrice et perpendiculaire à la
surface de base
décroisse lorsqu'on s'éloigne de la partie centrale. Le cylindre peut
également être à
base circulaire, ou polygonale (de préférence régulièrement polygonale comme
carrée
ou hexagonale).
Les connecteurs forment avantageusement un maillage dont au moins une partie
des
noeuds, voire l'ensemble des noeuds, sont occupés par une protubérance. De
préférence,
le maillage est homogène, c'est-à-dire un maillage formé d'un motif qui se
répète. De
préférence encore, le maillage peut être régulier, c'est-à-dire que le motif
est un
polygone régulier. Le motif peut être formé par 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8
connecteurs.
En outre ou alternativement, les connecteurs présentent une longueur de 0,01 à
25 mm, préférablement de 0,50 à 17,5 mm, préférablement de 1,0 mm à 9,5 mm,
préférablement 1,7 mm. La longueur d'un connecteur est mesurée parallèlement à
la
surface de base et entre les parois extérieures des protubérances que le
connecteur relie
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directement et physiquement. La paroi extérieure des protubérances pouvant
être
courbe, on prendra alors la longueur la plus courte.
En outre ou alternativement, les connecteurs présentent une épaisseur de 0,1 à
1,4 mm, préférablement de 0,35 à 1,2 mm, préférablement de 0,55 à 1,0 mm,
préférablement d'environ 0,80 mm.
L'épaisseur des connecteurs, qui est aussi l'épaisseur de la base aérée, est
mesurée
normalement à la surface de base. L'épaisseur des connecteurs n'est pas
nécessairement
constante sur toute la surface des connecteurs, dans un tel cas, il faudra
comprendre par
épaisseur l'épaisseur maximale. Ainsi, si chacun des connecteurs est une
bande
bombée en son centre, l'épaisseur est prise au niveau du centre ; au
contraire, si chacun
des connecteurs est une bande creusée, l'épaisseur est prise au niveau de ses
bords
latéraux.
En outre ou alternativement, les connecteurs présentent une largeur de 0,3 à
25 mm,
préférablement de 1,2 à 17,5 mm, préférablement de 2,0 à 10,5 mm,
préférablement
d'environ 3,0 mm.
En outre ou alternativement, le ratio entre le diamètre extérieur équivalent
des
protubérances pris au niveau de la surface de base et la distance entre les
axes centraux
de deux protubérances voisines est de 0,65 à 1,5, préférablement de 0,76 à
0,93,
préférablement de 0,8 à 0,89, préférablement d'environ 0,85. Un tel ratio
assure une
flexibilité optimale de la structure sans perte de propriétés mécaniques
conférant la
protection.
Le diamètre extérieur équivalent correspond au diamètre d'un cercle dans
lequel la
paroi extérieure de la protubérance, prise perpendiculairement à l'axe
central, est
inscrite avec un maximum de points communs entre le cercle et la paroi
extérieure de la
protubérance.
En outre ou alternativement, la distance entre deux protubérances voisines est
de 6 à
60 mm, préférablement de 7,5 à 43,5 mm, préférablement de 9,5 à 27,5 mm,
préférablement environ 11 mm. La distance entre deux protubérances voisines
est prise
entre les axes centraux de ces protubérances et parallèlement à la surface de
base.
Dans un mode de réalisation particulier, les protubérances sont toutes
présentes sur le
même côté de la base aérée. Alternativement, les protubérances sont présentes
de part et
d'autre de la base aérée, préférablement les axes centraux des protubérances
d'un côté
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de la base aérée sont alignés sur ceux des protubérances de l'autre côté de la
base aérée.
En variante, les axes centraux des protubérances d'un côté de la base aérée
sont en
quinconce par rapport à ceux des protubérances de l'autre côté de la base
aérée. Dans
les cas où les protubérances sont présentes des deux côtés de la base aérée,
celle-ci a
alors deux surfaces de base. Dans le cas où les caractéristiques dépendent
d'une surface
de base, la surface de base à contempler est celle à partir de laquelle la
protubérance
considérée s'étend.
Dans un mode de réalisation, chaque protubérance présentant une paroi
extérieure, la
paroi extérieure présente une symétrie de révolution autour de l'axe central.
En variante,
chaque protubérance présentant une paroi extérieure, la paroi extérieure est
superposable à son image par rotation autour de l'axe central d'angle 360 /n
où n est un
entier strictement supérieur à 1, préférablement stritement supérieur à 2,
préférablement
de 2 à 10, préférablement de 3 à 10, préférablement de 4 à 8, préférablement
de 5 à 7,
préférablement 6. Par exemple, la section droite de la paroi extérieure est un
polygone
régulier comprenant 3 à 10 sommets, préférablement 4 à 8, préférablement 5 à
7,
préférablement 6.
Dans un mode de réalisation, le diamètre extérieur équivalent des
protubérances est
constant à partir de la base aérée. Ceci signifie que les protubérances sont
des cylindres
droits (sens mathématique). En variante, le diamètre extérieur équivalent des
protubérances diminue linéairement à partir de la base aérée avec un angle
supérieur à
00 et inférieur ou égal à 30 , préférablement supérieur à 2 et inférieur ou
égal à 15 ,
préférablement supérieur à 4 et inférieur ou égal à 8 , préférablement
environ égal à 6 .
L'angle de 6 est particulièrement étudié pour permettre un démoulage facile
de la
structure de son moule.
En outre, ou alternativement, le diamètre extérieur équivalent au niveau de la
surface
de base est de 3 à 25 mm, préférablement de 5 à 20 mm, préférablement de 7 à
14 mm,
préférablement environ 9,5 mm.
En outre, ou alternativement, chacune des protubérances est traversée par un
orifice
traversant s'étendant le long de l'axe central et définissant une paroi
intérieure de la
protubérance. Ceci permet à la fois d'augmenter la respirabilité de la
structure et
d'améliorer la légèreté. En variante, l'orifice n'est pas traversant mais
borgne du côté de
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la base aérée ce qui permet d'améliorer la légèreté de la structure sans
modifier sa
respirabilité.
Dans un mode de réalisation, la paroi interne présente une symétrie de
révolution
autour de l'axe central. En variante, la paroi intérieure est superposable à
son image par
rotation autour de l'axe central d'angle 360 /n où n est un entier strictement
supérieur à
1, préférablement strictement supérieur à 2, préférablement de 2 à 10,
préférablement de
3 à 10, préférablement de 4 à 8, préférablement de 5 à 7, préférablement 6.
Par exemple,
la section droite de la paroi intérieure est un polygone régulier comprenant 3
à 10
sommets, préférablement 4 à 8, préférablement 5 à 7, préférablement 6. Dans ce
dernier
cas, si la section droite de la paroi extérieure est également un polygone
régulier, celle-
ci a de préférence la même forme que la section droite de la paroi intérieure
et les
sommets de ces polygones sont angulairement alignés.
Dans un mode de réalisation, le diamètre intérieur équivalent des
protubérances est
constant à partir de la base aérée. Le diamètre intérieur équivalent
correspond au
diamètre d'un cercle dans lequel la paroi intérieure de la protubérance, prise
perpendiculairement à l'axe central, est inscrite avec un maximum de points
communs
entre le cercle et la paroi intérieure de la protubérance. Alternativement, le
diamètre
intérieure équivalent des protubérances diminue linéairement à partir de la
surface de
base avec un angle supérieur à 0 et inférieur ou égal à 30 , préférablement
supérieur à
2 et inférieur ou égal à 15 , préférablement supérieur à 4 et inférieur ou
égal à 8 ,
préférablement environ égale à 6 . Alternativement encore, le diamètre
intérieure
équivalent des protubérances augmente linéairement à partir de la surface de
base avec
un angle supérieur à 0 et inférieur ou égal à 30 , préférablement supérieur à
2 et
inférieur ou égal à 15 , préférablement supérieur à 4 et inférieur ou égal à
8 ,
préférablement environ égale à 6 . Un angle de 6 est particulièrement étudié
pour
permettre un démoulage aisé de la structure de son moule.
En outre ou alternativement, l'épaisseur de la protubérance est définie par la
différence entre le diamètre intérieur équivalent et le diamètre extérieur
équivalent de la
protubérance au niveau de la surface de base. L'épaisseur de la protubérance
est de 0,5 à
10 mm, préférablement de 0,65 à 7 mm, préférablement de 0,85 à 4 mm,
préférablement
d'environ 1 mm.
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En outre ou alternativement, la hauteur des protubérances est de 2 à 8,5 mm,
préférablement de 3,5 à 7,5 mm, préférablement de 4,5 à 6,5 mm, préférablement
d'environ 6 mm.
Les protubérances sont préférablement réparties suivant un maillage régulier,
par
exemple suivant un maillage carré (chacune des protubérances ayant quatre
voisines) ou
triangulaire régulier (chacune des protubérances ayant six voisines). Par
conséquent, les
connecteurs sont de même longueur.
La structure est préférablement en un matériau flexible. On entend par
flexible un
matériau dont la forme globale peut être modifiée afin de la conformer
davantage à la
forme de la partie du corps face à laquelle il est disposé.
Le matériau flexible est préférablement un matériau viscoélastique,
préférablement
avec une température de transition vitreuse Tg comprise entre -20 et 50 C,
préférablement entre 0 et 40 C, préférablement entre 15 et 25 C. La
température de
transition vitreuse Tg peut s'obtenir par analyse mécanique dynamique à l'aide
de
l'instrument METRAVIB, type DMA +450 d'ACOEM. Bien qu'il soit plus facile pour
des raisons de fabrication de prévoir la base aérée et les protubérances dans
un même
matériau viscoélastique, il est également possible de prévoir que la base
aérée et les
protubérances soient réalisées dans des matériaux viscoélastique différents.
Il est même
également possible dans ces deux cas de prévoir deux ou plus populations de
protubérances différentes, chacune étant dans un matériau viscoélastique
différent des
autres.
Dans la suite de l'exposé, les quantités des composés entrant dans la
composition du
matériau viscoélastique sont exprimées en poids par rapport au poids total du
matériau
viscoélastique.
Le constituant majoritaire du matériau viscoélastique est un polymère tel que
le
polynorbornène, le polyacrylonitrile, le polychlorure de vinyle (PVC), le
copolymère
éthylène-acétate de vinyle (EVA), le caoutchouc chlorobutyl (en anglais
chlorobutyl
rubber) et leurs mélanges, préférablement le polynorbornène seul ou un mélange
de
polynorbornène avec au moins un autre des polymères mentionnés ci-dessus. Par
constituant majoritaire, on entend le constituant présent en plus grande
quantité dans le
matériau viscoélastique.
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Le matériau viscoélastique peut comprendre avantageusement de 27 à 55 % de
polynorbornène, préférablement de 40 à 50 %, préférablement de 42 à 48 %,
préférablement environ 45 %.
Le matériau viscoélastique peut comprendre également un plastifiant tel qu'une
huile. Les huiles aromatiques sont préférées mais il est également possible
d'utiliser une
huile paraffinique (PA), une huile naphténique (HNA), une huile de silicone ou
des
résines C9 (notamment celles fournies par Konimpex sous la dénomination
Hydrocarbon C9 ). Le matériau viscoélastique comprend avantageusement de 33 à
50 % de plastifiant, préférablement de 37 à 45 %, préférablement de 39 à 43 %
en poids,
préférablement environ 40 %.
Le matériau viscoélastique peut comprendre également un agent de charge telle
que
la poudre de silice, de kaolin, d'oxyde d'aluminium (Al(OH)3), d'acide
stéarique ou un
mélange de celles-ci. Le matériau viscoélastique comprend avantageusement de 4
à 8 %
d'agent de charge, préférablement de 5 à 7 %, préférablement de 5,5 à 6,5 %,
préférablement environ 6 %.
Le matériau viscoélastique peut également comprendre d'autres composés tels
qu'un
conservateur, un antioxydant, un agent anti-UV, un agent anti-rayure, un agent
vulcanisant, un accélérateur de vulcanisation et un agent colorant.
Des exemples de conservateurs sont l'hydroxyde d'aluminium (Al(OH)3), les
oxydes
métalliques tels que l'oxyde de zinc (ZnO) ou du dioxyde de titane (Ti02),
l'éthylène-
acétate de vinyle (EVA), et un monomère d'éthylène propylène-diène (EPDM). Le
matériau viscoélastique peut également être exempt de conservateur.
Des exemples d'antioxydants sont les antioxydants phénoliques (par exemple le
2,6
di-ter-buty1-4-méthyl phénol), la diamine de phényl-p-phénylène et ses dérivés
tels que
la diamine de N-(1,3-diméthylbuty1)-N'-phényl-p-phénylène (6PPD) ; les
antioxydants
préférés étant la diamine de phényl-p-phénylène et la 6PPD.
Des exemples d'agents anti-UV sont les cires paraffiniques et les oxydes
métalliques
tels que l'oxyde de zinc (ZnO) ou du dioxyde de titane (Ti02).
Un exemple d'agent anti-rayure est le N-(cyclohexylthio)-phtalmide.
Des exemples d'agents vulcanisant sont le soufre et le disulfure de
di(benzothiazol-2-
yle) (MBTS).
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Des exemples d'accélérateurs de vulcanisation sont le dioxyde de titane
(Ti02), le
sulphénamide de N-cyclohexy1-2-benzothiazole (CBS), le disulfure de bis(N,N-
diméthylthiocarbamyle), l'acide stéarique, des mélanges d'accélérateurs tel
que le
Deovulc EG 3 qui est une combinaison synergétique d'accélérateurs hautement
actifs
contenant de l'éthylènethiourée, disponible chez DOG Deutsche Oelfabrik et
King
Industries, Inc., et les oxydes métalliques tels que l'oxyde de zinc (ZnO) ou
du dioxyde
de titane (Ti02), préférablement l'acide stéarique ou des mélanges
d'accélérateurs tels
que Deovulc EG 3.
Des exemples d'agents colorant sont préférablement des pigments organiques et
inorganiques tels que les oxydes de fer (comme les oxydes jaunes ou rouges),
le
dioxyde de titane (Ti02), l'oxyde de zinc (ZnO) ou le noir de carbone.
La structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques peut être
entièrement homogène, c'est-à-dire que ces connecteurs et protubérances sont
régulièrement agencés sur l'ensemble de la structure formant un unique motif
et que la
structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques est réalisée
dans un
unique matériau. Alternativement, la structure d'absorption et/ou de
dissipation
comprend plusieurs zones différentes. Ces zones peuvent différer les unes des
autres
soit par au moins une dimension d'un de ses éléments (connecteurs,
protubérances), soit
par le matériau utilisé pour la mise en forme des zones, soit à la fois par au
moins une
dimension d'un de ses éléments et par le matériau utilisé pour la mise en
forme des
zones.
L'invention concerne également un protecteur corporel au moins partiellement
réalisé à l'aide de la structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs
mécaniques
décrit ci-dessus.
On entend dans le présent exposé par protecteur corporel une structure
d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques adéquatement
dimensionnée ou
un agencement de telles structures adéquatement dimensionné afin de conférer
une
certaine protection à la partie du corps située en face de la protection dans
les conditions
normales d'utilisation.
Dans sa réalisation la plus simple, le protecteur corporel est réalisé
entièrement à
l'aide de la structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques
tel que
décrite ci-dessus.
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Des exemples de réalisation de protecteur corporel quant à leur forme sont
ceux
présentés dans les normes EN1621-1 : 2013 et EN1621-2 : 2014 relatives aux
vêtements
de protection contre les chocs mécaniques pour motocyclistes.
Le protecteur corporel peut être généralement plan, c'est-à-dire que la base
aérée de
la structure d'absorption et/ou de dissipation des chocs thermiques le
composant est
elle-même plane. Ainsi, lorsqu'il est intégré à un vêtement de protection, le
protecteur
corporel est plié, les extrémités libres des protubérances se rapprochant ou
s'éloignant
les unes des autres. Afin d'augmenter la flexibilité du protecteur corporel,
celui-ci peut
présenter des découpes ayant généralement la forme d'un V, la pointe étant
dirigée vers
l'intérieur du protecteur et les diagonales s'étendant jusqu'au bord du
protecteur. Les
diagonales du V peuvent être droites ou courbes. Dans le cas où les diagonales
du V
sont courbes, elles sont courbées du même côté. Lors du pliage, les diagonales
du V
sont rapprochées puis généralement scellées l'une à l'autre par exemple par
collage ou
soudage, le protecteur formant alors une coupole pour loger généralement la
tête ou une
articulation telle que l'épaule, le coude ou le genou. Au niveau de la pointe
du V une
découpe circulaire de petite dimension peut être prévue afin de faciliter le
pliage du
protecteur corporel à cet endroit. Par petite dimension, il est compris ici
une découpe
circulaire de diamètre inférieur à 5 mm.
Le protecteur corporel peut également être courbe, c'est-à-dire que
préalablement à
son incorporation dans un vêtement de protection, il n'a pas besoin d'être
plié : il
présente déjà les bonnes courbures adaptées à la partie du corps à protéger.
Ainsi, la
structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques est mise en
forme
directement dans la forme finale d'utilisation du protecteur corporel.
Le protecteur corporel satisfait notamment au moins le niveau de performance 1
de la
norme EN1621-1 : 2013 ou de la norme EN1621-2 : 2014, de préférence le niveau
de
performance 2. En particulier, le protecteur corporel satisfait le niveau de
performance 2
de la norme EN1621-1 : 2013 et le niveau de performance 1 de la norme EN1621-2
:
2014.
L'invention concerne également un vêtement de protection comprenant un
protecteur
corporel tel que décrit ci-dessus.
CA 02983195 2017-10-17
WO 2016/170167 12
PCT/EP2016/059097
Les dessins annexés sont donnés à titre illustratif et non limitatif afin
d'aider le
lecteur à mieux comprendre la présente invention. Ces dessins comprennent les
figures
suivantes :
- la figure 1 est une vue de trois-quarts d'un mode de réalisation
particulier de la
structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques selon
l'invention avec
des protubérances de forme cylindrique à base circulaire ;
- la figure 2 est une vue de trois-quarts d'un mode de réalisation
particulier de la
structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques selon
l'invention avec
des protubérances de forme cylindrique à base hexagonale régulière ;
- la figure 3 est une coupe perpendiculaire à la base aérée passant par l'axe
central
des protubérances ; et
- la figure 4 est une vue de dessus d'un protecteur selon l'invention
réalisé
entièrement à l'aide de la structure d'absorption et/ou de dissipation de
chocs
mécaniques selon l'invention.
Dans l'ensemble des figures, les éléments équivalents sont désignés par une
même
référence numérique.
Un exemple particulier de structure d'absorption et/ou de dissipation selon
l'invention est décrit ci-après en référence à la figure 1. La structure 1 est
homogène.
Cette structure 1 d'absorption et/ou dissipation de chocs mécaniques comprend
des
connecteurs 2 formant une base aérée B plane présentant une surface de base.
Les
connecteurs présentent une forme de bande dont les surfaces sont planes et
sont de
même longueur.
La structure 1 d'absorption et/ou dissipation de chocs mécaniques comprend
également des protubérances 3, chacune des protubérances comprenant un axe
central
AA suivant lequel elle s'étend à partir de la base aérée B, l'axe central AA
étant normal
à la surface de base.
Les protubérances 3 sont présentes sur un seul côté de la base aérée B. Chaque
protubérance 3 présente une paroi extérieure 31, la paroi extérieure 31
présentant une
symétrie de révolution autour de l'axe central. Chacune des protubérances 3
est
traversée par un orifice traversant 32 s'étendant le long de l'axe central AA
et
définissant une paroi intérieure 33 de la protubérance 3. La paroi interne 33
présente
une symétrie de révolution autour de l'axe central AA. Les protubérances 3
sont
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réparties suivant un maillage triangulaire régulier, c'est-à-dire que chacune
des
protubérances a six voisines et les axes centraux des voisines dessinent un
hexagone
régulier.
Un autre exemple particulier de structure d'absorption et/ou de dissipation
selon
l'invention est décrit ci-après en référence à la figure 2. La structure 1 est
homogène.
Cette structure 1 d'absorption et/ou dissipation de chocs mécaniques comprend
des
connecteurs 2 formant une base aérée B plane présentant une surface de base.
Les
connecteurs présentent une forme de bande dont les surfaces sont planes et
sont de
même longueur.
La structure 1 d'absorption et/ou dissipation de chocs mécaniques comprend
également des protubérances 3, chacune des protubérances comprenant un axe
central
AA suivant lequel elle s'étend à partir de la base aérée B, l'axe central AA
étant normal
à la surface de base.
Les protubérances 3 sont présentes sur un seul côté de la base aérée B. Chaque
protubérance 3 présente une paroi extérieure 31, la section droite de la paroi
extérieure
31 étant un polygone régulier ayant 6 sommets (polygone régulier hexagonal).
Chacune
des protubérances 3 est traversée par un orifice traversant 32 s'étendant le
long de l'axe
central AA et définissant une paroi intérieure 33 de la protubérance 3. La
section droite
de la paroi interne 33 est un polygone régulier ayant 6 sommets. Les sommets
des
polygones réguliers formant la section droite des parois extérieure et
intérieure sont
angulairement alignés. Les protubérances 3 sont réparties suivant un maillage
triangulaire régulier, c'est-à-dire que chacune des protubérances a six
voisines et les
axes centraux des voisines dessinent un hexagone régulier.
La figure 3 présente un exemple de coupe perpendiculaire à la base aérée pour
les
exemples de structures d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques
des
figures 1 et 2.
Sur la figure 3, le diamètre extérieur équivalent De des protubérances 3
diminue
linéairement à partir de la base aérée B avec un angle de 6 alors que le
diamètre
intérieur équivalent Di des protubérances 3 augmente linéairement à partir de
la base
aérée B avec un angle de 6 .
Un exemple de dimensionnement des différents éléments de la structure
d'absorption
et/ou de dissipation de chocs mécaniques est présenté dans le tableau 1
suivant.
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Structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs
mécaniques
épaisseur 6.8 mm
Protubérances
hauteur 6 mm
diamètre extérieure équivalent 9,5 mm
au niveau de la base aérée
épaisseur de la protubérance 1 mm
Connecteurs
longueur 1.7 mm
largeur 3 mm
épaisseur 0,8 mm
Tableau 1
Le tableau 2 ci-dessous donne un exemple de composition pour le matériau de la
structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques. Les quantités
sont
exprimées en pourcentage en poids par rapport à la composition totale.
Polynorbornène 45 %
Huiles 40 %
Silice 6 %
Agent anti-rayure 1 %
Agent vulcanisant (soufre) 1 %
Accélérateur de vulcanisation 1 %
Agent colorant 1 %
Acide stéarique <1 %
Antioxydant <1 %
Agent anti-UV (cire) < 1 %
Le total ne fait pas 100 % compte tenu des approximations.
Tableau 2
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La structure d'absorption et/ou de dissipation de chocs mécaniques avec l'une
des
configurations des figures 1 à 5 et ayant la composition du tableau 2 présente
une
respirabilité d'environ 35 % et une dureté Shore A d'environ 25. Cette
structure permet
d'atteindre le niveau de performance 2 pour la norme EN1621-1 et le niveau 1
pour la
norme EN1621-2.
En référence à la figure 4, un exemple de protecteur corporel est décrit ci-
après. Cet
exemple de protecteur corporel correspond aux exemples contenus dans la norme
EN1621-1 : 2013 (cf la figure 1 et le tableau 1 de cette norme). Le protecteur
corporel
peut être défini simplement à l'aide de trois paramètres : deux rayons ri, r2
et une
10 longueur /. Il comprend trois parties centrées sur un axe longitudinal
BB qui est
également un axe de symétrie du protecteur corporel 10. Une première partie
extrémale
11 a la forme d'un demi-cercle de rayon ri et une deuxième partie extrémale 12
a la
forme d'un demi-cercle de rayon r2. Les deux parties extrémales 11, 12 sont
reliées
l'une à l'autre par une partie centrale 13 de forme trapézoïdale et ayant pour
axe de
symétrie l'axe longitudinal BB et une hauteur /.
Une telle forme peut être utilisée pour protéger les parties de corps
suivantes : épaule
(S) ; coude et avant-bras (E) ; hanche (H) ; genou et haut du tibia (K) ;
genou, haut et
milieu du tibia (K+L) ; bas du tibia (L).
Le tableau 3 ci-dessous présente les dimensions minimales des trois paramètres
selon
la norme EN1621-1 :2013.
Type Petit modèle Grand modèle
ri r2 1 ri r2 1
S 55 32 64 70 40 80
E 45 24 118 50 30
150
K 55 24 100 70 30
130
H 35 26 70 44 33
88
L 32 24 64 40 30
80
K+L 55 24 185 70 30 240
Tableau 3
