EP1365666B1 - Gant a haute performance mecanique, ainsi qu'a haute resistance aux produits chimiques et/ou a la radiolyse, et son procede de fabrication - Google Patents

Gant a haute performance mecanique, ainsi qu'a haute resistance aux produits chimiques et/ou a la radiolyse, et son procede de fabrication Download PDF

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Publication number
EP1365666B1
EP1365666B1 EP02710078A EP02710078A EP1365666B1 EP 1365666 B1 EP1365666 B1 EP 1365666B1 EP 02710078 A EP02710078 A EP 02710078A EP 02710078 A EP02710078 A EP 02710078A EP 1365666 B1 EP1365666 B1 EP 1365666B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
glove
textile
elastomer
layer
elastomers
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02710078A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1365666A1 (fr
Inventor
Pascal Herbert
Jean-Marc Poirier
Didier Maigre
Jean-Philippe Larmigny
Bruno Gillet
Jérôme BLANCHER
Gérard PELLUS
Pierre Chambrette
Marc Arslan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hutchinson SA
Orano Demantelement SAS
Original Assignee
Hutchinson SA
Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Hutchinson SA, Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA filed Critical Hutchinson SA
Publication of EP1365666A1 publication Critical patent/EP1365666A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1365666B1 publication Critical patent/EP1365666B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D19/00—Gloves
    • A41D19/0055—Plastic or rubber gloves
    • A41D19/0058—Three-dimensional gloves
    • A41D19/0065—Three-dimensional gloves with a textile layer underneath

Definitions

  • the present invention relates to a glove with high mechanical performance, as well as high resistance to chemicals and / or radiolysis, and a method of manufacturing such a glove.
  • the patent US 5,165,114 in the name of SIEMENS AG describes gloves specially adapted for mounting on glove boxes containing radioactive material.
  • These gloves consist of a superposition of the inner face of the glove to the outer face, a layer of polyurethane, a layer of rubber (such as a chlorosulfonated polyethylene or a copolymer of ethylene and propylene) , a layer consisting of a mixture of lead oxide and polychloroprene (for protection against radioactivity), then, again, a layer of rubber and a layer of polyurethane, the layers of rubber preventing the polyurethane from reacting with the lead oxide.
  • These gloves while they are suitable for protection against radioactive radiation, do not, however, exhibit satisfactory mechanical performance.
  • the patent application FR 2,777,163 in the name of PIERCAN SA describes gloves comprising a layer of rubber (for example a butyl rubber) intended to come into contact with the hand; and a polyurethane layer.
  • a layer of rubber for example a butyl rubber
  • the latter provides the mechanical strength of the glove, while the rubber layer on the inner surface of the glove prevents the hydrolysis of the polyurethane during contact with the hand of the user.
  • Such gloves can be used in glove boxes, especially for the handling of radioactive products. They have a tear strength of 24 N and a resistance to perforation of 55 N according to standard NF EN 388.
  • the gloves adapted to the handling of radioactive products described above do not have sufficient mechanical performance. In particular, their resistance to perforation and tearing do not provide optimum protection for the user.
  • Gloves of high protection against the risk of cuts have also been described in the patent EP 0 716 817 on behalf of the company HUTCHINSON.
  • These gloves include, on the face of the glove intended to cover the palm of the hand, a material of high resistance to cutting (such as a knit of para-aramid fibers), while the face of the glove intended to cover the back of the hand is constituted by a elastic textile of natural or synthetic organic fibers (such as a knit of cotton fibers).
  • the glove On all or part of its outer surface, the glove may also be coated with an elastomer, by successive dipping of the glove in an aqueous dispersion of said elastomer, so as to waterproof the fibers described above vis-à-vis certain agents , such as oils or aqueous products, as well as to avoid early wear or deterioration of these fibers when handling objects with asperities.
  • an elastomer by successive dipping of the glove in an aqueous dispersion of said elastomer, so as to waterproof the fibers described above vis-à-vis certain agents , such as oils or aqueous products, as well as to avoid early wear or deterioration of these fibers when handling objects with asperities.
  • elastomers which, in addition to their role of waterproofing and protection of the textile of the external environment, have good mechanical properties, especially from the point of view of the resistance perforation and tearing.
  • solutions which may have better mechanical properties than when they come from aqueous dispersions (for example in the case of certain polyurethanes).
  • certain elastomers can be used only in the form of solutions and are therefore not available in the form of aqueous dispersions, as is the case, for example, with butyl rubbers.
  • the patent EP 0 716 817 describes the coating of a textile only by elastomers in the form of aqueous dispersions, by successive dipping of the textile in these aqueous dispersions.
  • the direct dipping of a textile in an elastomer solution is in fact to be prohibited, since it would imply, given the high penetrating power of the elastomer solutions, a complete inclusion of the textile (throughout its thickness) in the elastomer. This would result in a loss of flexibility of the textile.
  • the gloves thus obtained would be particularly uncomfortable for the user, their lack of flexibility making them unfit to follow the movements of the hand and fingers.
  • the glove thus obtained can be re-dipped in a latex. It can also be returned. These gloves have insufficient mechanical strength and chemical resistance. In addition, resistance to radioactive radiation is neither mentioned nor suggested in this document.
  • the document US 1,769,977 describes a glove made of a textile support and reinforced at the palm and fingers by a rubber. A waterproofing of the glove by a rubber dispersion may be provided.
  • the document US 4,526,828 discloses a protective glove comprising a textile backing, a layer of reinforcing fibers and a thickness of a latex elastomeric material which coats the reinforcing fibers and adheres to the backing.
  • the document GB-624.795 discloses a protective glove with high chemical and mechanical resistance which is prepared by dipping a textile-coated form into a PVC paste.
  • the document US 5112900 describes the manufacture of elastomeric gloves from an elastomer solution. A shape is soaked in an elastomer solution, removed and dried.
  • US Patent No. 5259069 discloses surgical gloves consisting of an inner glove of elastic material. This inner glove is covered with a second glove of elastic material sealed in places to the inner glove, pieces of textile being placed between the two elastic gloves, these pieces of textile being able to move between the two gloves.
  • the document teaches the preparation of gloves by soaking a shape in a latex bath. These gloves have insufficient chemical and mechanical resistance properties and resistance to radioactive radiation is neither mentioned nor suggested in this document.
  • the object of the invention is to provide a glove which has high mechanical performance, in particular with regard to resistance to puncture and tear, while being suitable for the handling of radioactive products and / or chemicals.
  • the term "glove resistant to radiolysis” means a glove in which it is not detected, visually and after several months of use (at least after 3 months, advantageously after 12 to 36 months or at there is no degradation under the action of radioactive radiation, namely no appearance of cracks in the structure of the glove.
  • “Chemical-resistant glove” means a glove that allows the handling of products with which the user must avoid contact, for example products which are aggressive to the skin or whose contact is dangerous (viral preparations, corrosive chemical agents for example).
  • elastomer solution means an elastomer in liquid form in a single continuous phase, as opposed to aqueous dispersions of elastomer (or latex).
  • inner surface of the glove is meant the surface of the glove intended to come into contact with the hand of the user.
  • “Textile with high mechanical strength” means a textile having good resistance to perforation and tearing, which is evaluated according to standard NF EN 388. As regards the level of resistance to cutting, it depends on the nature of the chosen textile, the diameter of the fibers and the size of the mesh of the textile, in the case where the fibers of the textile are knitted.
  • the levels of resistance to perforation, cutting and tearing involve distinct mechanical characteristics, since they correspond to the resistance to mechanical stresses of different types, namely, respectively, the resistance to contact with a sharp object, resistance to contact with a sharp object, and the ability of a sample having a notch to tear more from that notch.
  • said textile having high mechanical strength consists of natural or synthetic fibers, selected from high tenacity polyethylene fibers, high-tenacity polyester, polyaramide (such as KEVLAR ®), polyamide, viscose and their blends, woven or knitted.
  • elastomers they can be selected from the group consisting of polyurethanes, chlorosulfonated polyethylenes (eg the product sold under the brand HYPALON ® by Du Pont De Nemours, France), polychloroprene (eg the product sold under the brand NEOPRENE ® by Du Pont De Nemours, France), butyl rubbers, synthetic or natural polyisoprenes, polyvinyl alcohols and mixtures thereof.
  • elastomers in the form of solutions advantageously makes it possible to select elastomers which have better mechanical properties than if they came from aqueous dispersions (in the case of certain polyurethanes for example), or to use elastomers belonging to the same chemical family but of different structures than those that exist under form of aqueous dispersions (for example in the case of polychloroprenes).
  • some elastomers are not available in the form of aqueous dispersions but can be used only in the form of solutions, for example in the case of butyl rubbers.
  • the glove according to the invention may exhibit, in addition to high mechanical performance, a high resistance to chemicals and / or radiolysis.
  • the use of polyurethanes, chlorosulfonated polyethylenes and polychloroprenes makes it possible to obtain a glove resistant to radiolysis.
  • Chlorosulphonated polyethylenes, polyvinyl alcohols and polyisoprenes also give the glove according to the invention excellent chemical resistance to liquids (water, oils, solvents). If chemical resistance to gases is sought, then the use of butyl rubbers is recommended.
  • said polyurethane solution comprises at least one polar solvent.
  • Such a glove is resistant to radiolysis and can therefore be used in a radioactive environment.
  • the total thickness of the elastomer layers is preferably between 0.3 and 1 mm.
  • the gloves according to the invention advantageously have a puncture resistance of at least 150 N and a pantile tear resistance of at least 75 N, measured according to standard NF EN 388 (ie, according to this standard, a level 4 resistance to puncture and tear pants).
  • Gloves according to the invention have, in addition, excellent resistance to thermal aging and are perfectly sealed, within the meaning of standard NF EN 374-2.
  • the organic solvents and the textile with high mechanical strength are as defined above in relation to the glove according to the invention.
  • step a) of dipping the mold in elastomer solutions may be repeated up to 20 times, for example 6 to 20 times. In which case, each layer of elastomer is dried, at least partially, before re-dipping the mold in an elastomer solution.
  • the method comprising dipping in several elastomer solutions may comprise, prior to step b), a step a ') of drying each elastomer layer obtained on said mold during step a).
  • said layer of textile with high mechanical strength applied during step b) is previously impregnated with water optionally comprising a nonionic surfactant, or else at least one solvent of the elastomer which is in direct contact with said textile layer.
  • the process according to the invention may comprise, between steps b) and c), a step b ') of impregnating the high-strength textile layer with at least one solvent of the elastomer which is directly in contact with said textile layer.
  • the solvent used to impregnate the textile makes it possible to make the latter integral with the elastomer layers: it indeed makes it possible to partially dissolve the surface of the elastomer in contact with the textile, resulting in adhesion to the interface between the elastomer and the textile.
  • the elastomers used in the process according to the invention may be selected from the group consisting of polyurethanes, chlorosulfonated polyethylenes, polychloroprenes, butyl rubbers, synthetic or natural polyisoprenes, polyvinyl alcohols and mixtures thereof.
  • the method according to the invention makes it possible to reinforce, by a textile, one or more layers of elastomers coming from solutions of said elastomers in an organic solvent or in water. Such a method overcomes the shortcomings of glove manufacturing processes known until now.
  • the process according to the invention thus makes it possible, by the soaking technique, to provide gloves comprising elastomer layers originating from solutions of said elastomers, reinforced by a layer of textile.
  • the original sequence of steps according to the process according to the invention makes it possible to limit the interpenetration between the elastomer and the textile when these two materials are brought into contact during step b) of the process.
  • the elastomer penetrates only partially in the thickness of the layer of textile with high mechanical strength, preventing the coating of all the meshes of the textile by the elastomer.
  • the textile therefore remains flexible and retains its mechanical properties. This provides a glove of great flexibility and comfortable wearing, essential properties for the user can perform detailed tasks while maintaining gestures of great precision.
  • the gloves according to the invention make it possible to obtain protection of the whole of the hand and are provided with a flexibility allowing to keep by hand all its dexterity during the manipulation of objects.
  • the invention also relates to the use of the glove as defined above for the handling of radioactive materials or hazardous chemicals, such as aggressive chemicals or biological material.
  • the invention further relates to a glove box, that is to say a closed enclosure for handling products that need to be isolated from the external environment, or products with which the user or the manipulator must not be in contact, characterized in that it comprises at least one glove as defined above.
  • the invention also comprises other arrangements which will emerge from the description which follows, which refers to detailed examples of manufacturing gloves according to the invention. It should be understood, however, that these examples are given solely by way of illustration of the object of the invention, of which they in no way constitute a limitation.
  • EXAMPLE Manufacture of a glove according to the invention resistant to radiolysis.
  • a glove according to the invention comprising one layer of polyurethane reinforced with a textile layer, namely DYNEEMA ® (High tenacity polyethylene fabric sold by the company DSM) is obtained by the method described below.
  • a solvent organic such as N, N-dimethylacetamide, dimethylformamide or tetrahydrofuran, or in a mixture of several organic solvents.
  • any polyurethane known to a person skilled in the art capable of being dissolved in an organic solvent and forming a film after evaporation of the solvent could be used.
  • a polyurethane of the polyester or polyether type aromatic or aliphatic.
  • any polyurethane having a modulus at 20% elongation less than 3 MPa, a modulus at 100% elongation less than 7 MPa, a tensile strength greater than 20 MPa and an elongation at break greater than 400% could be used.
  • the mold it is conventionally made of ceramic or metal.
  • the dipping of the mold in the polyurethane solution is repeated 6 to 20 times, each layer of polyurethane obtained on the mold being partially dried, for example in an oven at a temperature of between 20 and 130 ° C., preferably 60 ° C. for a time of between 1 and 300 minutes, preferably 60 minutes, before re-dipping the mold in the polyurethane solution.
  • the temperatures and times given here depend on the solvent of the polyurethane and the type of polyurethane used.
  • the mold is maintained between 3 and 30 minutes, preferably 10 minutes, in the polyurethane solution.
  • a textile with high mechanical strength in this case DYNEEMA ® , is impregnated with water, the water possibly comprising up to 50% of a nonionic surfactant, for example ethoxylated.
  • This textile is applied to one or more parts or to the entire surface of the polyurethane layer as obtained above, the application of the textile to the polyurethane being facilitated by the presence of water in the textile and, optionally, by the presence of the surfactant.
  • the textile is possible, for example, to apply the textile only to the part of the polyurethane layer corresponding to the hand of the user, without cover the part of the polyurethane layer corresponding to the forearm of the user. It is also possible to apply the textile in a plurality of well-defined regions on the polyurethane layer, for example on the region corresponding to the inner face of the hand, in the palm of the hand and along the corresponding regions. to the fingers of the user.
  • a solvent for said polyurethane is then applied in contact with the layer of DYNEEMA ®, for example by immersion in at least one solvent for said polyurethane (such as N, N-dimethylacetamide, dimethylformamide or tetrahydrofuran), in the mold / polyurethane / textile assembly with high mechanical strength.
  • DYNEEMA ® a solvent for said polyurethane
  • Drying, at a temperature between 20 and 100 ° C. (preferably 70 ° C.), of the mold / polyurethane / high strength textile assembly obtained above allows the textile to adhere to the polyurethane, to the interface between these two materials.
  • the solvent of the polyurethane applied in contact with the layer of DYNEEMA ® in fact induces a partial dissolution of the surface of this elastomer, which thus becomes able to adhere to the textile, the layers of textile and polyurethane adhering intimately to each other. other after complete evaporation of the solvent.
  • the glove is finally removed from the mold by simply reversing.
  • a glove that is resistant to radiolysis is obtained for at least 24 months.

Landscapes

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Description

  • La présente invention se rapporte à un gant à haute performance mécanique, ainsi qu'à haute résistance aux produits chimiques et/ou à la radiolyse, et à un procédé de fabrication d'un tel gant.
  • Pour des applications dans l'industrie nucléaire, différents types de gants ont été décrits.
  • En particulier, le Brevet US 5 165 114 au nom de SIEMENS A.G. décrit des gants spécialement adaptés à être montés sur des boîtes à gants contenant du matériel radioactif. Ces gants sont constitués d'une superposition, de la face interne du gant vers la face externe, d'une couche de polyuréthanne, d'une couche de caoutchouc (tel qu'un polyéthylène chlorosulfoné ou un copolymère d'éthylène et de propylène), d'une couche constituée d'un mélange d'oxyde de plomb et de polychloroprène (pour la protection contre la radioactivité), puis, à nouveau, d'une couche de caoutchouc et d'une couche de polyuréthanne, les couches de caoutchouc empêchant que le polyuréthanne ne réagisse avec l'oxyde de plomb. Ces gants, s'ils sont adaptés à la protection contre les rayonnements radioactifs, ne présentent toutefois pas de performances mécaniques satisfaisantes.
  • D'autre part, la Demande de Brevet FR 2 777 163 au nom de PIERCAN S.A. décrit des gants comprenant une couche de caoutchouc (par exemple un caoutchouc butyle), destinée à venir au contact de la main; et une couche de polyuréthanne. Cette dernière assure la tenue mécanique du gant, alors que la couche de caoutchouc présente sur la face interne du gant prévient l'hydrolyse du polyuréthanne lors du contact avec la main de l'utilisateur. De tels gants sont utilisables dans des boîtes à gants, notamment pour la manipulation de produits radioactifs. Ils présentent une résistance à la déchirure de 24 N et une résistance à la perforation de 55 N selon la norme NF EN 388.
  • Toutefois, les gants adaptés à la manipulation de produits radioactifs décrits ci-dessus ne présentent pas des performances mécaniques suffisantes. En particulier, leurs résistances à la perforation et à la déchirure ne permettent pas d'assurer une protection optimale de l'utilisateur.
  • Des gants de haute protection contre les risques de coupure ont par ailleurs été décrits dans le Brevet EP 0 716 817 au nom de la société HUTCHINSON. Ces gants comprennent, sur la face du gant destinée à couvrir la paume de la main, un matériau de haute résistance à la coupure (tel qu'un tricot de fibres para-aramides), tandis que la face du gant destinée à couvrir le dos de la main est constituée par un textile élastique de fibres organiques naturelles ou synthétiques (tel qu'un tricot de fibres de coton). Sur tout ou partie de sa surface externe, le gant peut également être enduit d'un élastomère, par trempages successifs du gant dans une dispersion aqueuse dudit élastomère, de façon à imperméabiliser les fibres décrites ci-dessus vis-à-vis de certains agents, tels que les huiles ou les produits aqueux, ainsi qu'à éviter l'usure précoce ou la détérioration de ces fibres lors de la manipulation d'objets présentant des aspérités.
  • Afin de protéger efficacement les mains de l'utilisateur, il serait souhaitable d'utiliser des élastomères qui, outre leur rôle d'imperméabilisation et de protection du textile du milieu extérieur, présentent de bonnes propriétés mécaniques, notamment du point de vue de la résistance à la perforation et à la déchirure. Dans cette optique, il serait plus avantageux d'utiliser des élastomères issus de solutions, qui peuvent présenter de meilleures propriétés mécaniques que lorsqu'ils sont issus de dispersions aqueuses (par exemple dans le cas de certains polyuréthannes). Par ailleurs, certains élastomères ne peuvent être mis en oeuvre que sous forme de solutions et ne sont donc pas disponibles sous forme de dispersions aqueuses, comme c'est le cas par exemple des caoutchoucs butyles.
  • Or, le Brevet EP 0 716 817 ne décrit l'enduction d'un textile que par des élastomères sous forme de dispersions aqueuses, par trempages successifs du textile dans ces dispersions aqueuses. Comme cela est connu de l'Homme de l'art, le trempage direct d'un textile dans une solution d'élastomère est en effet à prohiber, puisqu'il impliquerait, eu égard au fort pouvoir pénétrant des solutions d'élastomère, une inclusion complète du textile (sur toute son épaisseur) dans l'élastomère. Ceci résulterait en une perte de la souplesse du textile. Les gants ainsi obtenus seraient d'un port particulièrement inconfortable pour l'utilisateur, leur manque de souplesse les rendant impropres à suivre les mouvements de la main et des doigts.
  • De même, le brevet américain n° 4,742,578 décrit des gants chirurgicaux constitués d'une couche d'un latex de caoutchouc synthétique sur laquelle est collé un revêtement textile. La fabrication de ces gants se fait en deux étapes :
    1. 1) trempage d'une forme dans un latex puis séchage et vulcanisation, puis,
    2. 2) collage des morceaux de textile sur les parties sensibles.
  • Le gant ainsi obtenu peut être à nouveau trempé dans un latex. Il peut aussi être retourné. Ces gants présentent une résistance mécanique et une résistance chimique insuffisantes. En outre, la résistance aux rayonnements radioactifs n'est ni mentionnée ni suggérée dans ce document.
  • Le document US 1,769,977 décrit un gant constitué d'un support textile et renforcé au niveau de la paume et des doigts par un caoutchouc. Une imperméabilisation du gant par une dispersion de caoutchouc peut être prévue.
  • Le document US 4,190,685 décrit un gant de protection contre les contaminants chimiques. Ce gant est fabriqué par un procédé qui comprend les étapes de :
    • revêtement d'une forme par un textile,
    • trempage dans un latex d'élastomère,
    • trempage dans un caoutchouc butyle.
  • Le document US 4,526,828 décrit un gant de protection comportant un support textile, une couche de fibres de renforcement et une épaisseur d'un matériau élastomère à base de latex qui enrobe les fibres de renforcement et adhère au support.
  • Le document GB-624,795 décrit un gant de protection à haute résistance chimique et mécanique qui est préparé par trempage d'une forme revêtue d'un textile dans une pâte PVC.
  • Le document US-5,112,900 décrit la fabrication de gants en élastomère à partir d'une solution d'élastomère. Une forme est trempée dans une solution d'élastomère, retirée et séchée.
  • Enfin, le brevet américain n° 5,259,069 décrit des gants chirurgicaux constitués d'un gant interne en matériau élastique. Ce gant interne étant recouvert d'un second gant en matériau élastique scellé par endroits au gant interne, des morceaux de textile étant placés entre les deux gants élastiques, ces morceaux de textile étant susceptibles de se déplacer entre les deux gants. Le document enseigne la préparation des gants par trempage d'une forme dans un bain de latex. Ces gants présentent des propriétés de résistance chimique et mécanique insuffisantes et la résistance aux rayonnements radioactifs n'est ni mentionnée ni suggérée dans ce document.
  • Au vu des inconvénients des gants décrits dans l'art antérieur, le but de l'invention est de pourvoir à un gant qui présente de hautes performances mécaniques, en particulier en ce qui concerne la résistance à la perforation et à la déchirure, tout en étant adapté à la manipulation de produits radioactifs et/ou de produits chimiques.
  • Ces buts sont atteints par l'association d'une couche de textile à haute résistance mécanique avec une ou plusieurs couches d'élastomères sélectionnés pour leur haute résistance chimique et/ou pour leur résistance à la radiolyse. A cet effet, on utilise, de façon surprenante, des élastomères sous forme de solutions dans un ou plusieurs solvants organiques ou dans l'eau, types d'élastomères que l'Homme de l'art ne savait pas, jusqu'à présent, associer à un textile.
  • L'invention a donc pour objet un gant à haute performance mécanique, ainsi qu'à haute résistance aux produits chimiques et/ou à la radiolyse comprenant :
    • une ou plusieurs couches d'élastomères, identiques ou différents,
    • cette ou ces couches étant renforcée(s), sur une ou plusieurs parties ou sur la totalité de la surface interne du gant, par un textile à haute résistance mécanique, l'élastomère pénétrant de façon partielle dans l'épaisseur de la couche de textile, ce gant étant caractérisé en ce que cette ou ces couches d'élastomères sont obtenues à partir de solutions desdits élastomères dans un ou plusieurs solvants organiques ou dans l'eau.
  • Au sens de la présente invention, on entend par « gant résistant à la radiolyse » un gant dans lequel on ne détecte, de façon visuelle et après plusieurs mois d'utilisation (au minimum après 3 mois, avantageusement après 12 à 36 mois ou au-delà), aucune dégradation sous l'action de rayonnements radioactifs, à savoir aucune apparition de craquelures dans la structure du gant.
  • Par « gant résistant aux produits chimiques », on entend un gant qui permet la manipulation de produits avec lesquels l'utilisateur doit éviter tous contacts, par exemple des produits agressifs pour la peau ou dont le contact est dangereux (préparations virales, agents chimiques corrosifs par exemple).
  • On entend par « solution d'élastomère » un élastomère sous forme liquide se présentant en une seule phase continue, par opposition aux dispersions aqueuses d'élastomère (ou latex).
  • Par « surface interne du gant », on entend la surface du gant destinée à venir en contact avec la main de l'utilisateur.
  • Par « textile à haute résistance mécanique », on entend un textile présentant de bonnes résistances à la perforation et à la déchirure, appréciées selon la norme NF EN 388. En ce qui concerne le niveau de résistance à la coupure, il dépend de la nature du textile choisi, du diamètre des fibres et de la taille des mailles du textile, dans le cas où les fibres du textile sont tricotées.
  • Selon la norme NF EN 388, les niveaux de résistance à la perforation, à la coupure et à la déchirure font intervenir des caractéristiques mécaniques distinctes, puisqu'ils correspondent à la résistance à des sollicitations mécaniques de différents types, à savoir, respectivement, la résistance au contact avec un objet pointu, la résistance au contact avec un objet tranchant, et la capacité d'un échantillon présentant une entaille à ne pas se déchirer plus encore à partir de cette entaille.
  • Dans le gant conforme à l'invention, ledit textile à haute résistance mécanique consiste en des fibres naturelles ou synthétiques, sélectionnées parmi les fibres de polyéthylène haute ténacité, de polyester haute ténacité, de polyaramide (tel que le KEVLAR®), de polyamide, de viscose et leurs mélanges, tissées ou tricotées.
  • Quant aux élastomères, ils peuvent être sélectionnés dans le groupe constitué par les polyuréthannes, les polyéthylènes chlorosulfonés (par exemple le produit commercialisé sous la marque HYPALON® par Du Pont De Nemours, France), les polychloroprènes (par exemple le produit commercialisé sous la marque NEOPRENE® par Du Pont De Nemours, France), les caoutchoucs butyles, les polyisoprènes synthétiques ou naturels, les alcools polyvinyliques et leurs mélanges.
  • Ces exemples ne sont toutefois pas limitatifs : de façon générale, tout élastomère apte à être mis en solution dans un solvant organique ou dans l'eau et à former un film après évaporation du solvant pourrait être utilisé.
  • Le fait d'utiliser des élastomères sous forme de solutions permet avantageusement de sélectionner des élastomères qui présentent de meilleures propriétés mécaniques que s'ils provenaient de dispersions aqueuses (dans le cas de certains polyuréthannes par exemple), ou d'utiliser des élastomères appartenant à la même famille chimique mais de structures différentes que ceux qui existent sous forme de dispersions aqueuses (par exemple dans le cas des polychloroprènes). Par ailleurs, certains élastomères ne sont pas disponibles sous forme de dispersions aqueuses mais ne peuvent être mis en oeuvre que sous forme de solutions, par exemple dans le cas des caoutchoucs butyles.
  • Selon la nature de l'élastomère choisi, le gant conforme à l'invention peut présenter, outre une haute performance mécanique, une haute résistance aux produits chimiques et/ou à la radiolyse. A titre d'exemples, parmi les élastomères cités ci-dessus, l'utilisation des polyuréthannes, des polyéthylènes chlorosulfonés et des polychloroprènes permet d'obtenir un gant résistant à la radiolyse. Les polyéthylènes chlorosulfonés, les alcools polyvinyliques et les polyisoprènes (y compris le caoutchouc naturel)' confèrent également au gant conforme à l'invention une excellente résistance chimique aux liquides (eau, huiles, solvants). Si une résistance chimique aux gaz est recherchée, alors l'utilisation des caoutchoucs butyles est recommandée.
  • Selon un mode de réalisation avantageux du gant conforme à l'invention, ce dernier comprend:
    • une ou plusieurs couches de polyuréthanne, obtenues à partir d'une solution dudit polyuréthanne dans un ou plusieurs solvants organiques,
    • ces couches étant renforcées, sur une ou plusieurs parties ou sur la totalité de la surface interne du gant, par un textile à haute résistance mécanique.
  • De préférence, ladite solution de polyuréthanne comprend au moins un solvant polaire.
  • Un tel gant est résistant à la radiolyse et peut donc être utilisé dans un environnement radioactif.
  • Dans les gants conformes à l'invention, l'épaisseur totale des couches d'élastomères est de préférence comprise entre 0,3 et 1 mm.
  • Les gants selon l'invention, quelle que soit la nature des couches élastomériques, présentent avantageusement une résistance à la perforation d'au moins 150 N et une résistance à la déchirure pantalon d'au moins 75 N, mesurées selon la norme NF EN 388 (soit, selon cette norme, un niveau 4 de résistance à la perforation et à la déchirure pantalon).
  • Les gants selon l'invention présentent, en outre, une excellente tenue au vieillissement thermique et sont parfaitement étanches, au sens de la norme NF EN 374-2.
  • La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un gant tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    1. a) trempage d'un moule, au moins une fois, dans une ou plusieurs solutions, identiques ou différentes, d'un ou de plusieurs élastomères dans un ou plusieurs solvants organiques ou dans l'eau,
    2. b) application, sur une ou plusieurs parties ou sur la totalité de la surface de ladite au moins une couche d'élastomère, telle qu'obtenue à l'issue de l'étape précédente, d'une couche de textile à haute résistance mécanique, une étape de séchage de l'ensemble moule/élastomère/textile puis
    3. c) retrait du gant par retournement.
  • Dans ce procédé, les solvants organiques et le textile à haute résistance mécanique sont tels que définis ci-dessus en rapport avec le gant conforme à l'invention.
  • En fonction de l'épaisseur finale souhaitée pour les couches d'élastomères, l'étape a) de trempage du moule dans des solutions d'élastomères peut être réitérée jusqu'à 20 fois, par exemple de 6 à 20 fois. Auquel cas, chaque couche d'élastomère est séchée, au moins partiellement, avant de tremper à nouveau le moule dans une solution d'élastomère.
  • Le procédé comprenant le trempage dans plusieurs solutions d'élastomères peut comprendre, préalablement à l'étape b), une étape a') de séchage de chaque couche d'élastomère obtenue sur ledit moule lors de l'étape a).
  • Selon un mode de mise en oeuvre avantageux du procédé conforme à l'invention, ladite couche de textile à haute résistance mécanique appliquée lors de l'étape b) est préalablement imprégnée d'eau comprenant éventuellement un tensioactif non-ionique, ou bien d'au moins un solvant de l'élastomère qui est directement en contact avec ladite couche de textile.
  • En variante, le procédé conforme à l'invention peut comprendre, entre les étapes b) et c), une étape b') d'imprégnation de la couche de textile à haute résistance mécanique par au moins un solvant de l'élastomère qui est directement en contact avec ladite couche de textile.
  • L'imprégnation du textile par le solvant peut par exemple être effectuée par application à la brosse ou au pinceau, ou bien par pulvérisation du solvant sur la couche de textile. Cette imprégnation peut également être effectuée par immersion dans au moins un solvant dudit élastomère :
    • soit de l'ensemble moule / élastomère / textile à haute résistance mécanique, dans le cas où l'imprégnation du textile par un solvant est effectuée entre les étapes b) et c),
    • soit du textile seul, dans le cas où l'imprégnation du textile par un solvant est effectuée préalablement à l'étape b.
  • Le solvant utilisé pour imprégner le textile permet de rendre ce dernier solidaire des couches d'élastomère : il permet en effet de dissoudre partiellement la surface de l'élastomère au contact du textile, aboutissant à une adhésion à l'interface entre l'élastomère et le textile.
  • Au vu des différentes caractéristiques du procédé conforme à l'invention, telles que décrites ci-dessus, ce dernier peut donc comprendre la succession d'étapes suivantes :
    • a) trempage d'un moule, au moins une fois, dans une ou plusieurs solutions, identiques ou différentes, d'un ou de plusieurs élastomères dans un ou plusieurs solvants organiques ou dans l'eau,
    • a') séchage de chaque 'couche d'élastomère obtenue sur le moule lors de l'étape a),
    • b) application, sur une ou plusieurs parties ou sur la totalité de la surface desdites couches d'élastomères, telles qu'obtenues à l'issue de l'étape précédente, d'une couche de textile à haute résistance mécanique, ledit textile pouvant être imbibé d'eau comprenant éventuellement un tensioactif non-ionique,
    • b') imprégnation de la couche de textile à haute résistance mécanique par au moins un solvant de l'élastomère qui est directement en contact avec ladite couche de textile,
    • c') séchage de l'ensemble moule / élastomère / textile à haute résistance mécanique obtenu à l'issue de l'étape précédente, puis
    • c) retrait du gant par retournement.
  • Le procédé conforme à l'invention peut également comprendre la succession d'étapes suivantes :
    • a) trempage d'un moule, au moins une fois, dans une ou plusieurs solutions, identiques ou différentes, d'un ou de plusieurs élastomères dans un ou plusieurs solvants organiques ou dans l'eau,
    • a') séchage de chaque couche d'élastomère obtenue sur le moule lors de l'étape a),
    • b) application, sur une ou plusieurs parties ou sur la totalité de la surface desdites couches d'élastomères, telles qu'obtenues à l'issue de l'étape précédente, d'une couche de textile à haute résistance mécanique, ce textile étant imprégné par au moins un solvant de l'élastomère qui est directement en contact avec ladite couche de textile,
    • c') séchage de l'ensemble moule / élastomère / textile à haute résistance mécanique obtenu à l'issue de l'étape précédente, puis
    • c) retrait du gant par retournement.
  • Les élastomères mis en oeuvre dans le procédé conforme à l'invention peuvent être sélectionnés dans le groupe constitué par les polyuréthannes, les polyéthylènes chlorosulfonés, les polychloroprènes, les caoutchoucs butyles, les polyisoprènes synthétiques ou naturels, les alcools polyvinyliques et leurs mélanges.
  • Le procédé conforme à l'invention permet de renforcer, par un textile, une ou plusieurs couches d'élastomères provenant de solutions desdits élastomères dans un solvant organique ou dans l'eau. Un tel procédé pallie les carences des procédés de fabrication de gants connus jusqu'à présent.
  • En effet, aucune méthode qui permette de renforcer, par un textile, une couche d'élastomère provenant d'une solution dudit élastomère dans un solvant organique ou dans l'eau, et ce sans enrober la totalité des fibres du textile (ce qui résulterait en une perte de souplesse du textile), n'est décrite dans l'art antérieur : les méthodes proposées consistent à imbiber un textile, placé sur un moule de forme désirée, d'une solution coagulante, puis à tremper le textile dans une dispersion aqueuse d'élastomère, qui va coaguler à la surface du textile sans pénétrer dans toute son épaisseur, comme décrit par exemple dans le Brevet EP 0 716 817 . Une étape d'élimination de la solution coagulante est ensuite nécessaire avant de vulcaniser le gant et de l'extraire du moule.
  • D'autres méthodes, qui consistent à fabriquer le gant « à l'envers », c'est-à-dire à former les couches d'élastomères, puis à faire adhérer un textile à leur surface à l'aide d'un adhésif et d'un agent lubrifiant, nécessitent également l'utilisation d'élastomères en dispersions aqueuses, comme décrit dans le Brevet US 4 283 244 .
  • De façon particulièrement avantageuse, le procédé conforme à l'invention permet donc de réaliser, par la technique du trempage, des gants comprenant des couches d'élastomères provenant de solutions desdits élastomères, renforcées par une couche de textile. La succession originale des étapes selon le procédé conforme à l'invention permet de limiter l'interpénétration entre l'élastomère et le textile lorsque ces deux matériaux sont mis en contact, lors de l'étape b) du procédé. L'élastomère ne pénètre que partiellement dans l'épaisseur de la couche de textile à haute résistance mécanique, prévenant l'enrobage de la totalité des mailles du textile par l'élastomère. Le textile reste donc souple et conserve ses propriétés mécaniques. Ceci permet d'obtenir un gant d'une grande souplesse et d'un port confortable, propriétés indispensables pour que l'utilisateur puisse effectuer des tâches minutieuses tout en conservant des gestes d'une grande précision.
  • En particulier, il est à noter que selon l'invention, il est possible de fabriquer des gants sans qu'aucun produit de type adhésif n'intervienne dans la fixation du textile sur l'élastomère. C'est un avantage important dans le cas où le gant est utilisé pour la manipulation de produits radioactifs, car les produits de type adhésifs sont généralement sensibles à la radiolyse. Lorsqu'un gant est constitué d'un textile et d'un élastomère associés par l'intermédiaire d'un adhésif, la dégradation de l'adhésif par radiolyse est susceptible de faire perdre au gant ses propriétés protectrices.
  • En outre, les gants selon l'invention permettent d'obtenir une protection de la totalité de la main et sont dotés d'une souplesse permettant de conserver à la main toute sa dextérité lors de la manipulation d'objets.
  • L'invention a également pour objet l'utilisation du gant tel que défini précédemment pour la manipulation de matériaux radioactifs ou de produits chimiques dangereux, tels que des produits chimiques agressifs ou du matériel biologique.
  • L'invention a, en outre, pour objet une boîte à gants, c'est-à-dire une enceinte close pour la manipulation de produits nécessitant d'être isolés du milieu extérieur, ou de produits avec lesquels l'utilisateur ou le manipulateur ne doit pas se trouver en contact, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un gant tel que défini précédemment.
  • Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre, qui se réfère à des exemples détaillés de fabrication de gants conformes à l'invention. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces exemples sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation.
    • EXEMPLE : Fabrication d'un gant conforme à l'invention résistant à la radiolyse.
  • Un gant conforme à l'invention comprenant une, couche de polyuréthanne renforcée par une couche de textile, à savoir le DYNEEMA® (textile de polyéthylène haute ténacité commercialisé par la société DSM), est obtenu par le procédé décrit ci-dessous.
  • On effectue d'abord une étape de trempage d'un moule, de la forme et aux dimensions d'une main, dans une solution de polyuréthanne dans un solvant organique, tel que le N,N-diméthylacétamide, la diméthylformamide ou le tétrahydrofuranne, ou dans un mélange de plusieurs solvants organiques.
  • Tout polyuréthanne connu d'un Homme de l'art apte à être mis en solution dans un solvant organique et à former un film après évaporation du solvant pourrait être utilisé. A titre d'exemples, on peut citer un polyuréthanne de type polyester ou polyéther, aromatique ou aliphatique. Ces exemples ne sont toutefois pas limitatifs et, outre les caractéristiques de solubilité et les propriétés filmogène décrites ci-dessus, tout polyuréthanne présentant un module à 20% d'allongement inférieur à 3 MPa, un module à 100% d'allongement inférieur à 7 MPa, une, résistance à la rupture supérieure à 20 MPa et un allongement à la rupture supérieur à 400% pourrait être utilisé.
  • Quant au moule, il est, de façon classique, réalisé en céramique ou en métal.
  • Le trempage du moule dans la solution de polyuréthanne est réitéré 6 à 20 fois, chaque couche de polyuréthanne obtenue sur le moule étant partiellement séchée, par exemple dans une étuve à une température comprise entre 20 et 130°C, de préférence de 60°C, pendant un temps compris entre 1 et 300 minutes, de préférence de 60 minutes, avant de tremper à nouveau le moule dans la solution de polyuréthanne. Les températures et durées indiquées ici sont fonction du solvant du polyuréthanne et du type de polyuréthanne utilisés.
  • Lors de chaque opération de trempage, le moule est maintenu entre 3 et 30 minutes, de préférence 10 minutes, dans la solution de polyuréthanne.
  • La couche de polyuréthanne ainsi obtenue sur le moule, après un ou plusieurs trempages du moule dans la solution de polyuréthanne, est ensuite complètement séchée, par exemple dans une étuve à une température comprise entre 20 et 130°C (de préférence de 80°C) et pendant un temps compris entre 2 et 24 heures (de préférence pendant 5 heures), la température et la durée choisies étant fonction du solvant et du type de polyuréthanne utilisés.
  • Un textile à haute résistance mécanique, en l'occurrence le DYNEEMA®, est imbibé d'eau, l'eau comprenant éventuellement jusqu'à 50% d'un tensioactif non-ionique, par exemple éthoxylé. Ce textile est appliqué sur une ou plusieurs parties ou sur la totalité de la surface de la couche de polyuréthanne telle qu'obtenue ci-dessus, l'application du textile sur le polyuréthanne étant facilitée par la présence d'eau dans le textile et, éventuellement, par la présence du tensioactif.
  • Il est possible, par exemple, d'appliquer le textile uniquement sur la partie de la couche de polyuréthanne correspondant à la main de l'utilisateur, sans recouvrir la partie de la couche de polyuréthanne correspondant à l'avant-bras de l'utilisateur. Il est également possible d'appliquer le textile en une pluralité de régions bien définies sur la couche de polyuréthanne, par exemple sur la région correspondant à la face interne de la main, au niveau de la paume de la main et le long des régions correspondant aux doigts de l'utilisateur.
  • Un solvant dudit polyuréthanne est ensuite appliqué au contact de la couche de DYNEEMA®, par exemple par immersion, dans au moins un solvant dudit polyuréthanne (tel que le N,N-diméthyl-acétamide, la diméthylformamide ou le tétrahydrofuranne), de l'ensemble moule / polyuréthanne / textile à haute résistance mécanique.
  • Le séchage, à une température comprise entre 20, et 100°C (de préférence de 70°C), de l'ensemble moule / polyuréthanne / textile à haute résistance mécanique obtenu ci-dessus permet l'adhésion du textile au polyuréthanne, à l'interface entre ces deux matériaux. Le solvant du polyuréthanne appliqué au contact de la couche de DYNEEMA® induit en effet une dissolution partielle de la surface de cet élastomère, qui devient ainsi apte à adhérer avec le textile, les couches de textile et de polyuréthanne adhérant intimement l'une à l'autre après évaporation totale du solvant.
  • Le gant est enfin retiré du moule par simple retournement. On obtient un gant qui résiste à la radiolyse pendant au moins 24 mois.
  • Dans l'exemple de fabrication d'un gant résistant à la radiolyse qui vient d'être décrit ci-dessus, il serait également possible de tremper le moule, en premier lieu, dans une solution d'un élastomère choisi pour ses propriétés de résistance aux produits chimiques, selon le même protocole que celui décrit ci-dessus en rapport avec le polyuréthanne, puis de tremper le moule dans une solution de polyuréthanne ou d'un autre élastomère résistant à la radiolyse, avant d'appliquer un textile à haute résistance mécanique sur la couche de polyuréthanne. On obtiendrait ainsi un gant conforme à l'invention comprenant deux couches d'élastomères différents, le gant étant à la fois résistant à la radiolyse et aux produits chimiques.

Claims (14)

  1. Gant à haute performance mécanique, ainsi qu'à haute résistance aux produits chimiques et/ou à la radiolyse comprenant :
    - une ou plusieurs couches d'élastomères, identiques ou différents,
    - cette ou ces couches étant renforcée(s), sur une ou plusieurs parties ou sur la totalité de la surface interne du gant, par un textile à haute résistance mécanique choisi parmi des fibres naturelles ou synthétiques, sélectionnées parmi les fibres de polyéthylène haute ténacité, de polyester haute ténacité, de polyaramide, de polyamide, de viscose et leurs mélanges, tissées ou tricotées, l'élastomère pénétrant de façon partielle dans l'épaisseur de la couche de textile à haute résistance mécanique, ce gant étant caractérisé en ce que cette ou ces couches d'élastomères sont obtenues à partir de solutions desdits élastomères dans un ou plusieurs solvants organiques ou dans l'eau.
  2. Gant selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits élastomères sont sélectionnés dans le groupe constitué par les polyuréthannes, les polyéthylènes chlorosulfonés, les polychloroprènes, les caoutchoucs butyles, les polyisoprènes synthétiques ou naturels, les alcools polyvinyliques et leurs mélanges.
  3. Gant selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élastomère est sélectionné parmi les polyuréthannes.
  4. Gant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur totale de la ou des couche(s) d'élastomère(s) est comprise entre 0,3 et 1 mm.
  5. Gant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une résistance à la perforation d'au moins 150 N.
  6. Gant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une résistance à la déchirure pantalon d'au moins 75 N.
  7. Gant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il est résistant aux rayonnements radioactifs pendant une durée d'au moins 3 mois dans un test de détection visuelle.
  8. Procédé de fabrication d'un gant défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 7 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    a) trempage d'un moule, au moins une fois, dans une ou plusieurs solutions, identiques ou différentes, d'un ou de plusieurs élastomères dans un ou plusieurs solvants organiques ou dans l'eau,
    b) application, sur une ou plusieurs parties ou sur la totalité de la surface de ladite au moins une couche d'élastomère, telle qu'obtenue à l'issue de l'étape précédente, d'une couche de textile à haute résistance mécanique choisie parmi : des fibres naturelles ou synthétiques, sélectionnées parmi les fibres de polyéthylène haute ténacité, de polyester haute ténacité, de polyaramide, de polyamide, de viscose et leurs mélanges, tissées ou tricotées,
    une étape de séchage de l'ensemble moule / élastomère / textile
    c) retrait du gant par retournement.
  9. Procédé selon la revendication 8 comprenant le trempage dans plusieurs solutions d'élastomères, caractérisé en ce qu'il comprend, préalablement à l'étape b), une étape a') de séchage de chaque couche d'élastomère obtenue sur ledit moule lors de l'étape a).
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ladite couche de textile à haute résistance mécanique appliquée lors de l'étape b) est préalablement imprégnée d'eau comprenant éventuellement un tensioactif non-ionique, ou bien d'au moins un solvant de l'élastomère qui est directement en contact avec ladite couche de textile.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend, entre les étapes b) et c), une étape b') d'imprégnation de la couche de textile à haute résistance mécanique par au moins un solvant de l'élastomère qui est directement en contact avec ladite couche de textile.
  12. Utilisation d'un gant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comportant une ou plusieurs couches d'élastomères sélectionnés parmi : les polyuréthannes, les polyéthylènes chlorosulfonés, les polychloroprènes pour protéger la main d'un individu lors de la manipulation de matériaux radioactifs.
  13. Utilisation du gant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comportant une ou plusieurs couches d'élastomères choisis parmi : les polyéthylènes chlorosulfonés, les alcools polyvinyliques, les polyisoprènes, les caoutchoucs butyles, pour protéger la main d'un individu lors de la manipulation de produits chimiques ou de matériel biologique.
  14. Boîte à gants, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un gant tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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