EP2183101A2 - Stratifie flexible de haute resistance aux piqures et perforations, gant et enveloppe de pneumatique constitues de ce stratifie. - Google Patents

Stratifie flexible de haute resistance aux piqures et perforations, gant et enveloppe de pneumatique constitues de ce stratifie.

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EP2183101A2
EP2183101A2 EP08836247A EP08836247A EP2183101A2 EP 2183101 A2 EP2183101 A2 EP 2183101A2 EP 08836247 A EP08836247 A EP 08836247A EP 08836247 A EP08836247 A EP 08836247A EP 2183101 A2 EP2183101 A2 EP 2183101A2
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EP
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glove
laminate
layer
sheets
metal
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Withdrawn
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EP08836247A
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Nadine Poupa
Olivier Pillard
Gilles Jago
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Hutchinson SA
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Hutchinson SA
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    • B32B2437/02—Gloves, shoes

Definitions

  • the present invention relates to a flexible laminate of high puncture and puncture resistance, such as a glove, which comprises at least one inner metal layer forming a barrier to these punctures and perforations.
  • the invention thus applies more particularly but not exclusively to a glove for industrial use consisting of this laminate, being also applicable to other flexible three-dimensional manufactured articles or not having such a resistance, such as tire casings.
  • gloves of fibrous structure are typically based on a knit of textile fibers (eg aramid fibers) impregnated or not with an elastomer on at least a part of their surface, and they have the main disadvantage of limiting simply the risk of puncture by fine points without removing it;
  • textile fibers eg aramid fibers
  • these gloves which may be based on a textile knit or a polymeric layer, and which have in some places only rigid plates for example steel
  • the stainless steel having a high puncture resistance has the particular disadvantage that it only partially protects the user's hand and has a reduced ability to fold because of the relatively large size of these plates, which can impede the freedom of movement. movement of the fingers and thus considerably alter the precision of the gestures
  • glas of lamellar structure these gloves, which are for example based on amorphous metal lamellae as described in document FR-A-2 808 975 in the name of the Applicant, appear to be the best suited to meet the requirements of the present invention. requirements for use and resistance to pitting, while still requiring the implementation of a relatively complex manufacturing process and therefore expensive.
  • An object of the present invention is to provide a flexible laminate, high resistance to punctures and perforations and intended in particular to form a glove or a tire envelope, the laminate comprising at least one metal inner layer barrier to said punctures and perforations, said or each layer having a thickness of less than 50 ⁇ m, which makes it possible in particular to obtain a glove for industrial use to overcome the aforementioned drawbacks by providing a very effective protection against the risk of punctures and perforation, including punctures by the the finest points, without penalizing the flexibility of this laminate.
  • a laminate according to the invention is such that said or each layer comprises at least one metal sheet of continuous structure which has a width greater than 10 mm and / or a length greater than 50 mm and which has both following properties, measured at 20 ° C:
  • metal sheet (s) continuous (s) continuous (s) that characterize the laminates of the invention are characterized by remarkable mechanical properties including including the three properties (i) to (iii) listed above.
  • these sheets also have excellent curvature which makes them almost elastically able to withstand curvatures around a radius proportional to their thickness.
  • the Applicant has shown that it is possible in particular to obtain, thanks to these continuous metal sheets having these mechanical properties, gloves combining in use qualities of high resistance to perforation and especially to pitting (the resistance to perforation being measured in accordance with the standard
  • NF EN 388 of April 2004 or ASTM F 1342 of 2005 has very satisfactory qualities of flexibility, in spite of the incompatibility that usually present between these two qualities for a glove.
  • this structure of continuous sheet (s) for the or each metal layer of the laminate according to the invention is clearly distinguishable from the discontinuous slatted structure described in document FR-A-2 808 975 cited above. which makes it possible in particular to obtain satisfactory results in terms of resistance to punctures and perforations with a reduced manufacturing cost in comparison with that inherent in the use of these lamellae.
  • the or each metal layer that the laminate of the invention can be indifferently substantially flat (ie two-dimensional) or three-dimensional.
  • said sheet or at least one of said sheets may have a width greater than 20 mm and / or a length greater than 70 mm.
  • said sheet or at least one of said sheets has both the following properties, measured at 20 ° C:
  • said or each layer may be formed of an ordered juxtaposition of several of said sheets which extend adjacently with each other with respect to all or part of an external face of the laminate.
  • the laminate comprises a plurality of these layers at least partially superimposed and which are preferably two in number. Indeed, the breaking force varies linearly depending on the number of layers used.
  • the or each sheet is made of a material selected from the group consisting of carbon steels, low alloy steels, stainless steels and hard nickel alloys and preferably it is made of a cold-rolled and aged austenitic stainless steel, such as a steel with the trademark Sandvik Nanoflex®, for example grade "1 RK91".
  • said or each sheet is made of an amorphous metal or metal alloy, for example based on iron, such as a metal glass with the trademark "Met Glass 2605 S01".
  • an amorphous metal or metal alloy is meant in the sense of the present invention sheets obtained by the technique of hyperemperature of a metal or a metal alloy.
  • This technique which is described in particular in documents FR-A-2 700 282 and FR-A-2 732 628, consists in sending a liquid jet of molten metal or alloy to a cooled surface in rapid traverse such as a wheel, such that the metal or alloy spreads on this surface in a film of very small thickness, cools very rapidly and thus solidifies in an amorphous state.
  • a glove of high resistance to punctures and perforations according to the invention is such that it consists of a laminate as defined above.
  • this glove may comprise said metal layer as a single internal metal layer or, preferably, an at least partial superposition of two of said metal layers.
  • said or each metal layer may be formed of an ordered juxtaposition of several of said sheets which extend adjacently and spaced apart, facing at least one palmar face of the glove.
  • these sheets juxtaposed within the or each metal layer of the glove extend opposite the only palmar surface of the glove (i.e. not facing the dorsal surface of this glove).
  • this juxtaposition of sheets may be two-dimensional or three-dimensional.
  • said or each metal layer may comprise between 10 and 20 of said sheets which substantially cover the entire palmar surface of the glove including the hand clip and which may further cover the tops of the nails, including for example a first group of leaves covering the palm of said palmar face and a second group of leaves which are smaller than those of first group and which are distributed on each of the fingers of this palmar face.
  • the glove may advantageously comprise two metal layers, said sheets juxtaposed with the or each layer each having a thickness of less than 40 microns. As explained above, this two-layer metal structure then provides for this glove a very satisfactory compromise between a very high resistance to sting and good flexibility in use.
  • the glove may advantageously comprise a ply bonded with a preferably screened textile fabric which is applied to at least one of the two faces of the said or each metal layer, this glued sheet being one hand able to minimize the noise generated by the folds or curvatures of said or each layer during the handling of the glove, and on the other hand to obtain greater flexibility.
  • Said or each sized sheet may be for example based on polyester or cotton, such as a sheet of "double-sided adhesive” type sold under the name SUPERPROTECT® or SUPERTAPE®.
  • the textile fabric of the or each bonded web may be based on another natural or synthetic polymer, such as a high tenacity polyethylene.
  • this glove according to the invention then advantageously has both a high resistance to punctures and perforations, a satisfactory flexibility and also an ability to be handled in a virtually silent manner (ie with a noise minimized during the movements of the fingers of the user).
  • the glove incorporating said or each glued sheet also has mechanical performances according to the standard NF EN 388 of April 2004 which are improved.
  • the glove may comprise a stack of said metal sheets which respectively have mutually shifted cuts or lights, which are designed to define fold or seam lines of the glove in use.
  • the glove may advantageously comprise at least two layers of said metal sheets which are arranged in an offset manner and each sheet of one of these layers is connected to at least one of sheets of another adjacent layer by a flexible binder, so that the sheets of each layer can move relative to those of the adjacent layer.
  • the glove may comprise:
  • a flexible outer coating of the glove which is for example made of textile knit, leather or imitation leather, rubber or a thermoplastic material, and to the inside of said glove; or said layer (s), an inner coating absorbing the glove intended to cover the user's hand and for example based on a woven or non-woven textile fabric capable of absorbing perspiration.
  • a tire envelope according to the invention consists of a laminate as defined above.
  • this tire envelope incorporates said layer (s) metal (s) in its tread and / or in its sidewalls.
  • a laminate according to the invention can also be used to form other three-dimensional articles or not likely to be subjected to punctures or perforations, such as shoe soles (in particular boots), non-limiting.
  • articles of clothing such as boots, cuffs, aprons, vests, helmets, hoods, as well as "geological" textiles may be mentioned, in a non-limiting manner.
  • Other characteristics, advantages and details of the present invention will emerge on reading the following description of several examples of embodiment of the invention, given for illustrative and not limiting, said description being made with reference to the accompanying drawings, among which: FIG.
  • FIG. 1 is a plan view showing the inside of a structure laminated to a metal layer of continuous sheets, on the palmar surface of a glove according to an exemplary embodiment of the invention, this glove being illustrated substantially 1 is a diagrammatic sectional view of the laminated structure with two metal layers of a glove according to a variant of the invention also incorporating two internal and external coatings, FIG. schematic sectional view illustrating a variant of the layered two-layer structure of FIG. 2, in which the sheets of these layers are connected together by FIG. 4 is a sectional view of a device used for puncture and perforation tests and carried out on specimens according to the invention and on "control" test pieces, FIGS.
  • FIG. 5 and 6 are respectively two photographs illustrating according to side views (after rotation of a quarter turn) the geometry of the piercing end of each hypodermic needle used for the puncture tests performed on these specimens
  • Figure 7 is a schematic sectional view of a test piece according to an example of the invention based on a laminate with a single metal layer
  • FIG. 8 is a schematic sectional view of a specimen based on a glove surmounting a laminate according to a variant of the invention has two superposed metal layers
  • the glove 1 shown cutaway in Figure 1 is formed of a three-dimensional laminate having, opposite its single palmar surface, a single inner metal layer forming a barrier to punctures and perforations and consisting of an ordered juxtaposition of continuous metal sheets 2 which extend adjacently and spaced from one another with respect to the zone of this palmar face corresponding to the palm P and to the five fingers D1 to D5 of the hand of a user.
  • FIG. 1 is formed of a three-dimensional laminate having, opposite its single palmar surface, a single inner metal layer forming a barrier to punctures and perforations and consisting of an ordered juxtaposition of continuous metal sheets 2 which extend adjacently and spaced from one another with respect to the zone of this palmar face corresponding to the palm P and to the five fingers D1 to D5 of the hand of a user.
  • the glove 1 shows an absorbent inner liner 3 of the glove 1 which is intended to cover the user's hand and which is for example based on a woven or non-woven textile fabric capable of absorbing perspiration (the flexible outer coating of the glove 1, which is for example made of leather, rubber or a thermoplastic material, is not shown for the sake of clarity to illustrate the sheets 2 interposed between these two inner and outer coatings).
  • each of the sheets 2 of the glove 1 has a thickness of less than 50 ⁇ m and preferably less than 40 ⁇ m, and has both of the following three properties, measured at 20 ° C:
  • each sheet 2 is preferably produced:
  • At least one of the three sheets 2 of the zone P of the glove 1 corresponding to the palm - of substantially rectangular geometry - has a width greater than 20 mm and a greater length at 70 mm (see the top sheet 2 of the palm P adjacent to the finger area D2 to D5).
  • the 13 sheets 2 which are distributed over the zones D1 to D5 of the fingers they present almost all a substantially rectangular geometry of width at least equal to 10 mm.
  • a glove according to the invention could comprise a single continuous metal sheet or a continuous superposition of several metal sheets (ie without free space to the right of these sheets), so as to form a continuous barrier to stitching and punctures.
  • the laminated structure 10 of glove illustrated in Figure 2 comprises essentially two inner metal layers 11 and outer 12 superimposed, which are made of a material such as that of the sheets 2 of the glove 1 of Figure 1 (ie preferably a Sandvik Nanoflex® stainless steel grade "1 RK91” or an amorphous alloy "Met Glass 2605 S01") and which have each of their two inner and outer faces covered with a ribbon 11a, 11b, 12a, 12b formed of a sheet glued with a textile fabric halftone.
  • This tape 11a, 11b, 12a, 12b is preferably based on polyester or cotton, for example responding to the name SUPERPROTECT® or SUPERTAPE®, and it is used to minimize the noise generated by the folds of these two layers 11 and 12 when handling the glove.
  • this glued sheet it would be possible to use a layer of a natural or synthetic polymer acting as a binder or a protective layer.
  • this laminated structure 10 comprises, towards the outside of the ribbon 12b covering the outer face of the outer metal layer 12, a flexible outer coating 13 for the glove which is for example leather (non-limiting) and, towards the interior of the ribbon 11a covering the inner face of the inner metal layer 11, an inner absorbent coating 14 of the glove intended to cover the hand of the user and for example based on a textile fabric such as cotton (not limiting) absorbing perspiration.
  • a textile fabric such as cotton (not limiting) absorbing perspiration.
  • the laminated structure 20 with two inner metallic layers 21 and outer layers 22 according to the invention illustrated as an alternative to FIG. 3 differs essentially from that of FIG. 2, in that each sheet continuous metal 21a, 21b or 22a of one of these layers 21 or 22 is connected to at least one sheet 22a or 21a, 21b of the other layer 22 or 21 by a flexible binder 23 adapted, which advantageously allows that the sheets of each layer 21 can move in virtually all directions relative to those of the layer 22 and vice versa (see arrows A and B in Figure 3).
  • the piercing device 30 of FIG. 4 which has been used for these tests comprises, in its lower part, a sample holder block 31 for clamping and centering each test specimen to be tested and, in its upper part, a support block. and supply 32 of each needle 33 which is movably mounted in translation relative to the block 31.
  • each hypodermic needle has a cylindrical main body with a diameter of 0.61 mm and, at its pierced and beveled end, an oblong opening of length equal to 2.75 mm and an internal width equal to 0.38 mm.
  • this pierced end has two successive bevels respectively forming angles of 9.6 ° and 16 ° with the direction of the cylindrical body of the needle.
  • test specimens 1 to 4 two types of metal and continuous thin sheets A and B were used, one made of a Sandvik Nanoflex® cold rolled and aged austenitic stainless steel. grade "1 RK91”, and the other made of an amorphous metal alloy (also known as metallic glass) with the trademark "Met Glass 2605 S01". Table 1 below lists the main mechanical properties and the respective thicknesses of these two sheets.
  • specimen No. 1 according to the invention: consisting of a single metal layer formed from the aforementioned sheet A
  • specimen No. 2 according to the invention: consisting of a single metal layer formed of the aforementioned sheet B
  • specimen No. 3 according to the invention: consisting of two metal layers which are each formed of the aforesaid sheet A and which are directly stacked one on the other
  • specimen No. 4 according to the invention: consisting of two metal layers which are each formed of the aforementioned sheet B and which are directly stacked one on the other
  • specimen No. 1 consisting of a single metal layer formed from the aforementioned sheet A
  • specimen No. 2 according to the invention: consisting of a single metal layer formed of the aforementioned sheet B
  • specimen No. 3 consisting of two metal layers which are each formed of the aforesaid sheet A and which are directly stacked one on the other
  • specimen No. 4 according to the invention: consisting of two metal layers which are each formed of the aforementioned sheet B and which are directly stacked one on the other
  • test specimen No 6 'control' consisting of a tire-skin rubber composition with a thickness of 2 mm
  • sample 7 "control” "white” leather plate with a thickness of 1.05 mm
  • Sample No. 8 "control” first anti-stitch control glove marketed in the United States under the name “Turtle”
  • - test-tube No. 9 "control” third control glove of denomination "Mapa Ultrane plus 557” in green latex (level 3 for the resistance to perforation, according to standard NF EN 388).
  • Table 2 illustrates in base 100 (the reference 100 chosen corresponding to the sample No. 8 "control") the results obtained for the other specimens No. 1 to 7 and 9 subjected to piercing tests via the needles mentioned above, in terms of piercing force (in N), it being specified that piercing force values which are greater than 100 show improved pitting resistance in comparison with this reference.
  • test pieces according to the invention and in particular the test pieces Nos. 3 to 5, which have in common that they comprise several superimposed metal layers satisfying the three criteria (i) to (iii) above and that are indifferently constituted "Nanoflex” sheets A or “Met Glass” sheets B) have, thanks to these layers, a significantly improved pitting resistance in comparison with that of the "control" specimens, while having a satisfactory flexibility making these laminates in particular satisfactory. can be used in gloves for industrial use.
  • the test specimen No. 5 according to the invention based on four metal layers has the highest resistance to sting, since it is the needle itself which was broken during this test of drilling.

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Abstract

La présente invention concerne un stratifié flexible de haute résistance aux piqûres et perforations, tel qu'un gant (1) ou une enveloppe de pneumatique, qui comprend au moins une couche interne métallique formant barrière à ces piqûres et perforations. Un stratifié selon l'invention comprend au moins une couche interne métallique formant barrière aux piqûres et perforations, la ou chaque couche présentant une épaisseur inférieure à 50 μm et comportant au moins une feuille métallique (2) de structure continue qui présente une largeur supérieure à 10 mm et/ou une longueur supérieure à 50 mm, et qui présente à la fois les propriétés suivantes, mesurées à 20° C : (i) une limite d'élasticité Rpo,2 (à 0,2 % d'allongement relatif) égale ou supérieure à 1200 MPa, (ii) un module d'Young inférieur ou égal à 210 GPa, et (iii) une résistance à la rupture supérieure à 1200 MPa.

Description

STRATIFIE FLEXIBLE DE HAUTE RESISTANCE AUX PIQURES ET
PERFORATIONS, GANT ET ENVELOPPE DE PNEUMATIQUE
CONSTITUES DE CE STRATIFIE.
. La présente invention concerne un stratifié flexible de haute résistance aux piqûres et perforations, tel qu'un gant, qui comprend au moins une couche interne métallique formant barrière à ces piqûres et perforations. L'invention s'applique ainsi plus particulièrement mais non exclusivement à un gant à usage industriel constitué de ce stratifié, étant également applicable à d'autres articles manufacturés flexibles tridimensionnels ou non présentant une telle résistance, comme par exemple des enveloppes de pneumatique.
A ce jour, on a proposé relativement peu de gants propres à être utilisés dans l'industrie pour la protection des mains contre les risques de piqûre et de perforation inhérents à la manipulation d'objets munis de pointes fines, telles que des pointes d'aiguilles. En pratique, les gants anti-piqûre et anti-perforation connus comprennent notamment :
- les gants de structure fibreuse : ces gants sont typiquement à base d'un tricot de fibres textiles (e.g. d'aramide) imprégnées ou pas d'un élastomère sur au moins une partie de leur surface, et ils présentent comme inconvénient principal de limiter simplement le risque de piqûre par des pointes fines sans le supprimer ;
- les gants de structure fibreuse ou autre incorporant des éléments anti-piqûre : ces gants, qui peuvent être à base d'un tricot textile ou bien d'une couche polymérique, et qui comportent à certains endroits seulement des plaques rigides par exemple en acier inoxydable présentant une résistance élevée aux piqûres, présentent notamment le double inconvénient de ne protéger que partiellement la main de l'utilisateur et de présenter une aptitude réduite à la pliure du fait de la taille relativement importante de ces plaques, ce qui peut entraver la liberté de mouvement des doigts et ainsi altérer considérablement la précision des gestes ; - les gants de structure lamellaire : ces gants, qui sont par exemple à base de lamelles métalliques amorphes comme décrit dans le document FR-A-2 808 975 au nom de la Demanderesse, apparaissent comme étant à ce jour les mieux appropriés à répondre aux exigences d'utilisation et de résistance aux piqûres, tout en requérant cependant la mise en œuvre d'un procédé de fabrication relativement complexe et donc coûteux.
Par ailleurs, on a proposé de très nombreux gants résistant aux piqûres mais spécifiquement destinés à un usage chirurgical ou médical, le corps médical utilisant beaucoup d'instruments pointus et étant de ce fait particulièrement exposé à des risques de piqûre et donc de contamination dans sa pratique quotidienne. Ces gants destinés au corps médical doivent satisfaire à des critères d'élasticité, d'extrême finesse et de souplesse particulièrement rigoureux pour ne pas altérer le tact nécessaire à la réalisation d'actes chirurgicaux ou médicaux. Il en résulte que la protection offerte par ces gants est très inférieure à celle recherchée pour des gants destinés à la réalisation de travaux industriels comme la manutention, la collecte, le tri de déchets, le découpage et le désossage de la viande ou encore l'équarrissage et, qu'en conséquence, les solutions techniques proposées pour les gants chirurgicaux ou médicaux ne peuvent pas être retenues pour des gants à usage industriel.
Un but de la présente invention est de proposer un stratifié flexible, de haute résistance aux piqûres et perforations et destiné en particulier à constituer un gant ou une enveloppe de pneumatique, le stratifié comprenant au moins une couche interne métallique formant barrière auxdites piqûres et perforations, ladite ou chaque couche présentant une épaisseur inférieure à 50 μm, qui permette notamment d'obtenir un gant à usage industriel permettant de remédier aux inconvénients précités en assurant une protection très efficace contre les risques de piqûres et de perforation, y compris des piqûres par les pointes les plus fines, sans pénaliser la souplesse de ce stratifié. A cet effet, un stratifié selon l'invention est tel que ladite ou chaque couche comporte au moins une feuille métallique de structure continue qui présente une largeur supérieure à 10 mm et/ou une longueur supérieure à 50 mm et qui présente à la fois les propriétés suivantes, mesurées à 20° C :
(i) une limite d'élasticité Rpo,2 (à 0,2 % d'allongement relatif) égale ou supérieure à 1200 MPa,
(ii) un module d'Young inférieur ou égal à 210 GPa, et
(iii) une résistance à la rupture supérieure à 1200 MPa.
On notera que la ou les feuille(s) métallique(s) continue(s) qui caractérisent les stratifiés selon l'invention se caractérisent par des propriétés mécaniques remarquables incluant notamment les trois propriétés (i) à (iii) recensées ci-dessus. En outre, on notera que ces feuilles présentent également une excellente aptitude à la courbure qui fait qu'elles peuvent supporter de manière quasiment élastique des courbures autour d'un rayon proportionnel à leur épaisseur.
Or, de manière inattendue, la Demanderesse a mis en évidence que l'on peut notamment obtenir, grâce à ces feuilles métalliques continues présentant ces propriétés mécaniques, des gants alliant en utilisation des qualités de haute résistance à la perforation et surtout à la piqûre (la résistance à la perforation étant mesurée conformément à la norme
NF EN 388 d'avril 2004 ou à la norme ASTM F 1342 de 2005) à des qualités de souplesse très satisfaisantes, en dépit de l'incompatibilité que présentent généralement entre elles ces deux qualités pour un gant.
On notera également que cette structure de feuille(s) continue(s) pour la ou chaque couche métallique du stratifié selon l'invention se distingue clairement de la structure discontinue à lamelles décrite dans le document FR-A-2 808 975 précité, ce qui permet notamment d'obtenir des résultats satisfaisants en termes de résistance aux piqûres et aux perforations avec un coût de fabrication réduit en comparaison de celui inhérent à l'utilisation de ces lamelles. On notera en outre que la ou chaque couche métallique que présente le stratifié de l'invention peut être indifféremment sensiblement plane (i.e. à deux dimensions) ou bien tridimensionnelle.
Avantageusement, ladite feuille ou l'une au moins desdites feuilles peut présenter une largeur supérieure à 20 mm et/ou une longueur supérieure à 70 mm.
De préférence, ladite feuille ou l'une au moins desdites feuilles présente à la fois les propriétés suivantes, mesurées à 20° C :
(i) la limite d'élasticité Rpo,2 égale ou supérieure à 1500 MPa, (ii) un module d'Young inférieur ou égal à 200 GPa, et
(iii) la résistance à la rupture égale ou supérieure à 1500 MPa.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite ou chaque couche peut être formée d'une juxtaposition ordonnée de plusieurs desdites feuilles qui s'étendent de manière adjacente entre elles en regard de tout ou partie d'une face externe du stratifié.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, le stratifié comporte une pluralité de ces couches au moins partiellement superposées et qui sont de préférence au nombre de deux. En effet, la force de rupture varie de façon linéaire en fonction du nombre de couches utilisées.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la ou chaque feuille est réalisée en un matériau choisi dans le groupe constitué par les aciers au carbone, les aciers faiblement alliés, les aciers inoxydables et les alliages base nickel dure et, de préférence, elle est réalisée en un acier inoxydable austénitique laminé à froid et vieilli, tel qu'un acier de dénomination commerciale Sandvik Nanoflex® par exemple de grade « 1 RK91 ».
Selon un second mode de réalisation de l'invention, ladite ou chaque feuille est réalisée en un métal ou alliage métallique amorphe, par exemple à base de fer, tel qu'un verre métallique de dénomination commerciale « Met Glass 2605 S01 ». Par feuilles réalisées « en un métal ou alliage métallique amorphe », on entend au sens de la présente invention des feuilles obtenues par la technique d'hypertrempe d'un métal ou d'un alliage métallique. Cette technique, qui est notamment décrite dans les documents FR-A-2 700 282 et FR-A-2 732 628, consiste à envoyer un jet liquide de métal ou d'alliage en fusion sur une surface refroidie en défilement rapide telle qu'une roue, de telle sorte que le métal ou l'alliage s'étale sur cette surface en une pellicule de très faible épaisseur, se refroidit très rapidement et se solidifie ainsi dans un état amorphe.
Un gant de haute résistance aux piqûres et aux perforations selon l'invention est tel qu'il est constitué d'un stratifié tel que défini ci-dessus.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ce gant peut comporter ladite couche métallique à titre de couche métallique interne unique ou bien, de préférence, une superposition au moins partielle de deux desdites couches métalliques.
Avantageusement, ladite ou chaque couche métallique peut être formée d'une juxtaposition ordonnée de plusieurs desdites feuilles qui s'étendent de manière adjacente et espacée entre elles, en regard d'au moins une face palmaire du gant.
De préférence, ces feuilles juxtaposées au sein de la ou chaque couche métallique du gant s'étendent en regard de la seule face palmaire du gant (i.e. pas en regard de la face dorsale de ce gant).
Comme indiqué précédemment, on notera que cette juxtaposition de feuilles peut être bidimensionnelle ou tridimensionnelle.
Encore plus avantageusement, ladite ou chaque couche métallique peut comprendre entre 10 et 20 desdites feuilles qui couvrent sensiblement la totalité de la face palmaire du gant en incluant la pince de la main et qui peuvent couvrir en outre le dessus des ongles, incluant par exemple une premier groupe de feuilles couvrant la paume de ladite face palmaire et un second groupe de feuilles qui sont plus petites que celles du premier groupe et qui sont réparties sur chacun des doigts de cette face palmaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le gant peut avantageusement comporter deux couches métalliques, lesdites feuilles juxtaposées de la ou chaque couche présentant chacune une épaisseur inférieure à 40 μm. Comme expliqué ci-dessus, cette structure à deux couches métalliques procure alors pour ce gant un compromis très satisfaisant entre une très haute résistance à la piqûre et une bonne souplesse en utilisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le gant peut avantageusement comporter une nappe encollée d'un tissu textile de préférence tramé qui est appliquée sur l'une au moins des deux faces de ladite ou de chaque couche métallique, cette nappe encollée étant d'une part apte à minimiser le bruit généré par les plis ou courbures de ladite ou chaque couche lors du maniement du gant, et permettant d'autre part d'obtenir une flexibilité plus grande. Ladite ou chaque nappe encollée peut être par exemple à base de polyester ou de coton, telle qu'une nappe de type « adhésif double face tramée » commercialisée sous la dénomination SUPERPROTECT® ou SUPERTAPE®. En variante, le tissu textile de la ou de chaque nappe encollée peut être à base d'un autre polymère naturel ou de synthèse, tel qu'un polyéthylène à haute ténacité.
On notera que ce gant selon l'invention présente alors avantageusement à la fois une haute résistance aux piqûres et aux perforations, une souplesse satisfaisante et également une aptitude à être manié de manière quasiment silencieuse (i.e. avec un bruit minimisé lors des mouvements des doigts de l'utilisateur). Le gant incorporant ladite ou chaque nappe encollée présente également des performances mécaniques selon la norme NF EN 388 d'avril 2004 qui sont améliorées.
Selon un exemple particulier de réalisation de l'invention, le gant peut comporter un empilement desdites feuilles métalliques qui présentent respectivement des coupures ou lumières mutuellement décalées, lesquelles sont conçues pour définir des lignes de pliure ou de couture du gant en utilisation.
Selon un autre exemple de réalisation de l'invention, le gant peut avantageusement comporter au moins deux couches desdites feuilles métalliques qui sont agencées de manière décalée en superposition et dont chaque feuille de l'une de ces couches est reliée à l'une au moins des feuilles d'une autre couche adjacente par un liant souple, de telle sorte que les feuilles de chaque couche puissent se déplacer par rapport à celles de la couche adjacente. Selon une autre caractéristique de l'invention, le gant peut comporter :
- vers l'extérieur de ladite ou desdites couche(s), un revêtement externe souple du gant qui est par exemple en tricot textile, en cuir ou simili cuir, en caoutchouc ou en une matière thermoplastique, et - vers l'intérieur de ladite ou desdites couche(s), un revêtement interne absorbant du gant destiné à recouvrir la main de l'utilisateur et par exemple à base d'un tissu textile tissé ou non tissé apte à absorber la transpiration.
Une enveloppe de pneumatique selon l'invention est constituée d'un stratifié tel que défini ci-dessus. Avantageusement, cette enveloppe de pneumatique incorpore ladite ou lesdites couche(s) métaliique(s) dans sa bande de roulement et/ou dans ses flancs.
On notera qu'un stratifié selon l'invention est également utilisable pour former d'autres articles tridimensionnels ou non susceptibles d'être soumis à des piqûres ou à des perforations, tels que des semelles de chaussures (en particulier de bottes), à titre non limitatif. On peut notamment citer d'une manière générale des articles d'habillement tels que bottes, manchettes, tabliers, gilets, casques, cagoules, ainsi que des textiles « géologiques », à titre non limitatif. D'autres caractéristiques, avantages et détails de la présente invention ressortiront à la lecture de la description suivante de plusieurs exemples de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et non limitatif, ladite description étant réalisée en référence avec les dessins joints, parmi lesquels : la figure 1 est une vue en plan montrant l'intérieur d'une structure stratifiée à une couche métallique de feuilles continues, sur la face palmaire d'un gant selon un exemple de réalisation de l'invention, ce gant étant illustré sensiblement à l'échelle 1/1 , la figure 2 est une vue schématique en coupe de la structure stratifiée à deux couches métalliques d'un gant selon une variante de l'invention incorporant en outre deux revêtements interne et externe, la figure 3 est une vue schématique en coupe illustrant une variante de la structure stratifiée à deux couches de la figure 2, dans laquelle les feuilles de ces couches sont reliées entre elles par un liant souple, la figure 4 est une vue en coupe d'un dispositif utilisé pour des tests de piqûre et de perforation et réalisés sur des éprouvettes selon l'invention et sur des éprouvettes « témoin », les figures 5 et 6 sont respectivement deux photographies illustrant selon des vues de côté (après rotation d'un quart de tour) la géométrie de l'extrémité de percement de chaque aiguille hypodermique utilisée pour les tests de piqûre réalisés sur ces éprouvettes, la figure 7 est une vue schématique en coupe d'une éprouvette selon un exemple de l'invention à base d'un stratifié à une couche métallique unique, et la figure 8 est une vue schématique en coupe d'une éprouvette à base d'un gant surmontant un stratifié selon une variante de l'invention à deux couches métalliques superposées,
Le gant 1 illustré en écorché à la figure 1 est formé d'un stratifié tridimensionnel comportant, en regard de sa seule face palmaire, une unique couche interne métallique formant barrière aux piqûres et perforations et constituée d'une juxtaposition ordonnée de feuilles métalliques continues 2 qui s'étendent de manière adjacente et espacée entre elles en regard de la zone de cette face palmaire correspondant à la paume P et aux cinq doigts D1 à D5 de la main d'un utilisateur. Est en outre visible à la figure 1 un revêtement interne 3 absorbant du gant 1 qui est destiné à recouvrir la main de l'utilisateur et qui est par exemple à base d'un tissu textile tissé ou non tissé apte à absorber la transpiration (le revêtement externe souple du gant 1 , qui est par exemple réalisé en cuir, en caoutchouc ou en une matière thermoplastique, n'est pas représenté à des fins de clarté pour illustrer les feuilles 2 intercalées entre ces deux revêtements interne et externe).
Selon l'invention, chacune des feuilles 2 du gant 1 présente une épaisseur inférieure à 50 μm et de préférence inférieure à 40 μm, et présente à la fois les trois propriétés suivantes, mesurées à 20° C :
(i) une limite d'élasticité Rpo,2 (à 0,2 % d'allongement relatif) égale ou supérieure à 1200 MPa et de préférence égale ou supérieure à 1500 MPa,
(ii) un module d'Young inférieur ou égal à 210 GPa et de préférence inférieur ou égal à 200 MPa, et
(iii) une résistance à la rupture supérieure à 1200 MPa et de préférence égale ou supérieure à 1500 MPa.
Pour satisfaire simultanément à ces trois critères, chaque feuille 2 est de préférence réalisée :
- soit en un acier inoxydable austénitique laminé à froid et vieilli de dénomination commerciale Sandvik Nanoflex® de grade « 1 RK91 », - soit en un alliage métallique amorphe à base de fer de dénomination commerciale « Met Glass 2605 S01 ».
De plus et comme on peut le voir à la figure 1 , l'une au moins des trois feuilles 2 de la zone P du gant 1 correspondant à la paume - de géométrie sensiblement rectangulaire - présente une largeur supérieure à 20 mm et une longueur supérieure à 70 mm (voir la feuille 2 supérieure de la paume P adjacente à la zone des doigts D2 à D5). Quant aux 13 feuilles 2 qui sont réparties sur les zones D1 à D5 des doigts, elles présentent presque toutes une géométrie sensiblement rectangulaire de largeur au moins égale à 10 mm.
En variante de la figure 1 , on notera qu'un gant selon l'invention pourrait comporter une unique feuille métallique continue ou bien une superposition continue de plusieurs feuilles métalliques (i.e. sans espace libre au droit de ces feuilles), de sorte à former une barrière continue aux piqûres et aux perforations.
La structure stratifiée 10 de gant illustrée à la figure 2 selon une variante de réalisation de l'invention comporte essentiellement deux couches métalliques intérieure 11 et extérieure 12 superposées, qui sont réalisées en un matériau tel que celui des feuilles 2 du gant 1 de la figure 1 (i.e. de préférence un acier inoxydable Sandvik Nanoflex® de grade « 1 RK91 » ou bien un alliage amorphe « Met Glass 2605 S01 ») et qui ont chacune de leurs deux faces interne et externe recouvertes d'un ruban 11a, 11 b, 12a, 12b formé d'une nappe encollée d'un tissu textile tramé. Ce ruban 11a, 11b, 12a, 12b est de préférence à base de polyester ou de coton, répondant par exemple à la dénomination SUPERPROTECT® ou SUPERTAPE®, et il est utilisé pour minimiser le bruit généré par les plis de ces deux couches 11 et 12 lors du maniement du gant. En variante de cette nappe encollée, on pourrait utiliser une couche d'un polymère naturel ou de synthèse jouant le rôle de liant ou de couche de protection.
De plus, cette structure stratifiée 10 comporte, vers l'extérieur du ruban 12b recouvrant la face externe de la couche métallique extérieure 12, un revêtement externe souple 13 pour le gant qui est par exemple en cuir (à titre non limitatif) et, vers l'intérieur du ruban 11a recouvrant la face interne de la couche métallique intérieure 11 , un revêtement interne absorbant 14 du gant destiné à recouvrir la main de l'utilisateur et par exemple à base d'un tissu textile comme du coton (à titre non limitatif) absorbant la transpiration.
La structure stratifiée 20 à deux couches métalliques intérieure 21 et extérieure 22 selon l'invention illustrée en variante à la figure 3 se différencie essentiellement de celle de la figure 2, en ce que chaque feuille métallique continue 21a, 21b ou 22a de l'une de ces couches 21 ou 22 est reliée à au moins une feuille 22a ou 21a, 21b de l'autre couche 22 ou 21 par un liant souple 23 adapté, ce qui permet avantageusement que les feuilles de chaque couche 21 puissent se déplacer dans pratiquement toutes les directions par rapport à celles de la couche 22 et inversement (voir les flèches A et B à la figure 3).
On a réalisé sur neuf éprouvettes « témoin » et selon l'invention des essais de percement (via les aiguilles hypodermiques selon les figures 5 et 6), au moyen du dispositif 30 illustré à la figure 4 et d'un dynamomètre associé. Pour chaque éprouvette testée, on a procédé aux opérations de percement à une même vitesse de traverse de 100 mm/min.
Le dispositif de percement 30 de la figure 4 qui a été utilisé pour ces essais comporte, dans sa partie inférieure, un bloc porte-éprouvette 31 de serrage et de centrage de chaque éprouvette à tester et, dans sa partie supérieure, un bloc de support et d'amenée 32 de chaque aiguille 33 qui est monté mobile en translation par rapport au bloc 31.
Comme visible aux figures 5 et 6, chaque aiguille hypodermique présente un corps principal cylindrique de diamètre égal à 0,61 mm et, en son extrémité percée et biseautée, une ouverture oblongue de longueur égale à 2,75 mm et de largeur interne égale à 0,38 mm. De plus, cette extrémité percée présente deux biseaux successifs formant respectivement des angles de 9,6° et de 16° avec la direction du corps cylindrique de l'aiguille. II est essentiel de noter ici que les tests de percement réalisés par la Demanderesse au moyen des aiguilles hypodermiques précitées rendent bien compte de la résistance à la piqûre des stratifiés testés, tels que des gants, à la différence des tests usuels de perforation qui sont typiquement mis en œuvre au moyen de pointes d'acier relativement épaisses et non d'aiguilles ou de pointes fines, tels que les tests de perforation décrits au paragraphe 6.4 de la norme NF EN 388 d'avril 2004. Afin de confectionner les éprouvettes n°1 à 4 selon l'invention, on a utilisé deux types de feuilles fines A et B métalliques et continues, l'une réalisée en un acier inoxydable austénitique laminé à froid et vieilli de dénomination commerciale Sandvik Nanoflex® de grade « 1 RK91 », et l'autre en un alliage métallique amorphe (également appelé verre métallique) à base de fer de dénomination commerciale « Met Glass 2605 S01 ». Le tableau 1 ci- après recense les principales propriétés mécaniques ainsi que les épaisseurs respectives de ces deux feuilles.
Tableau 1
Les neuf éprouvettes testées présentaient les caractéristiques structurelles et dimensionnelles suivantes : - éprouvette n°1 selon l'invention: constituée d'une unique couche métallique formée de la feuille A précitée ; éprouvette n°2 selon l'invention : constituée d'une unique couche métallique formée de la feuille B précitée ; éprouvette n°3 selon l'invention : constituée de deux couches métalliques qui sont chacune formées de la feuille A précitée et qui sont directement empilées l'une sur l'autre ; éprouvette n°4 selon l'invention : constituée de deux couches métalliques qui sont chacune formées de la feuille B précitée et qui sont directement empilées l'une sur l'autre ; éprouvette n°5 selon l'invention : constituée de quatre couches métalliques qui sont chacune formées de la feuille B précitée et qui sont directement empilées l'une sur l'autre ; éprouvette n°6 « témoin » : constituée d'une composition de caoutchouc pour enveloppe de pneumatique d'épaisseur égale à 2 mm ; éprouvette n°7 « témoin » : plaque de cuir « blanc » d'épaisseur égale à 1 ,05 mm ; éprouvette n°8 « témoin » : premier gant témoin antipiqûre commercialisé aux Etats-Unis sous la dénomination « Turtle » ; et - éprouvette n°9 « témoin » : troisième gant témoin de dénomination « Mapa Ultrane plus 557 » en latex vert (de niveau 3 pour la résistance à la perforation, selon la norme NF EN 388).
Le tableau 2 ci-après illustre en base 100 (la référence 100 choisie correspondant à l'éprouvette n°8 « témoin ») les résultats obtenus pour les autres éprouvettes n°1 à 7 et 9 soumises à des essais de percement via les aiguilles précitées, en termes de force de percement (en N), étant précisé que les valeurs de force de percement qui sont supérieures à 100 témoignent d'une résistance à la piqûre améliorée en comparaison de cette référence.
Tableau 2 :
II ressort essentiellement de ce tableau 2 que les éprouvettes selon l'invention et notamment les éprouvettes n°3 à 5, qui ont en commun de comporter plusieurs couches métalliques superposées satisfaisant aux trois critères (i) à (iii) précités et étant indifféremment constituées des feuilles A en « Nanoflex » ou des feuilles B en « Met Glass »), présentent grâce à ces couches une résistance à la piqûre nettement améliorée en comparaison de celle des éprouvettes « témoin », tout en présentant une souplesse satisfaisante rendant notamment ces stratifiés utilisables dans des gants à usage industriel. On notera en particulier que l'éprouvette n°5 selon l'invention à base de quatre couches métalliques présente la résistance à la piqûre la plus élevée, puisque c'est l'aiguille elle-même qui a été brisée lors de cet essai de percement.

Claims

REVENDICATIONS
1) Stratifié flexible (1, 10, 20, 40, 50), de haute résistance aux piqûres et perforations et destiné en particulier à constituer un gant (1 ) ou une enveloppe de pneumatique, le stratifié comprenant au moins une couche interne métallique (11 , 12, 21 , 22, 42, 52, 53) formant barrière auxdites piqûres et perforations, ladite ou chaque couche présentant une épaisseur inférieure à 50 μm, caractérisé en ce que ladite ou chaque couche comporte au moins une feuille métallique (2, 21a, 21b, 22a) de structure continue qui présente une largeur supérieure à 10 mm et/ou une longueur supérieure à 50 mm, et qui présente à la fois les propriétés suivantes, mesurées à 20° C :
(i) une limite d'élasticité Rpo,2 (à 0,2 % d'allongement relatif) égale ou supérieure à 1200 MPa,
(ii) un module d'Young inférieur ou égal à 210 GPa, et (iii) une résistance à la rupture supérieure à 1200 MPa.
2) Stratifié (1 , 10, 20, 40, 50) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite feuille ou l'une au moins desdites feuilles (2, 21a, 21 b, 22a) présente une largeur supérieure à 20 mm et/ou une longueur supérieure à 70 mm.
3) Stratifié (1 , 10, 20, 40, 50) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite feuille ou l'une au moins desdites feuilles (2, 21a, 21b, 22a) présente à la fois les propriétés suivantes, mesurées à 20° C : (i) une limite d'élasticité Rpo,2 égale ou supérieure à 1500
MPa,
(ii) un module d'Young inférieur ou égal à 200 GPa, et (iii) une résistance à la rupture égale ou supérieure à 1500 MPa.
4) Stratifié (1 , 20) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite ou chaque couche (11 , 12, 21 , 22) est formée d'une juxtaposition ordonnée de plusieurs desdites feuilles (2, 21 a, 21b, 22a) qui s'étendent de manière adjacente entre elles en regard de tout ou partie d'une face externe du stratifié.
5) Stratifié (10, 20, 50) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité desdites couches (11 et 12, 21 et 22, 52 et 53) qui sont au moins partiellement superposées et qui sont de préférence au nombre de deux.
6) Stratifié (1 , 10, 20, 40, 50) selon une des revendications 1 à
5, caractérisé en ce que ladite ou chaque feuille (2, 21 a, 21 b, 22a) est réalisée en un matériau choisi dans le groupe constitué par les aciers au carbone, les aciers faiblement alliés, les aciers inoxydables et les alliages base nickel dure.
7) Stratifié (1 , 10, 20, 40, 50) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite ou chaque feuille (2, 21a, 21b, 22a) est réalisée en un acier inoxydable austénitique laminé à froid et vieilli, tel qu'un acier de dénomination commerciale Sandvik Nanoflex® par exemple de grade « 1 RK91 ».
8) Stratifié (1, 10, 20, 40, 50) selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite ou chaque feuille (2, 21a, 21 b, 22a) est réalisée en un métal ou alliage métallique amorphe, par exemple à base de fer, tel qu'un verre métallique de dénomination commerciale « Met Glass 2605 S01 ».
9) Gant (1 ) de haute résistance aux piqûres ou perforations, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un stratifié (1 , 10, 20, 40, 50) selon une des revendications précédentes. 10) Gant (1 ) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une superposition au moins partielle de deux desdites couches métalliques (11 , 12, 21, 22, 52, 53).
11) Gant (1 ) selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que ladite ou chaque couche métallique (11 , 12, 21 , 22) est formée d'une juxtaposition ordonnée de plusieurs desdites feuilles (2, 21a, 21 b) qui s'étendent de manière adjacente et espacée entre elles, en regard d'au moins une face palmaire du gant.
12) Gant (1) selon la revendication 11 , caractérisé en ce que ladite ou chaque couche métallique (11 , 12, 21 , 22) comprend entre 10 et 20 desdites feuilles (2) qui couvrent sensiblement la totalité de la seule face palmaire du gant, incluant par exemple une premier groupe de feuilles couvrant la paume (P) de ladite face palmaire et un second groupe de feuilles qui sont plus petites que celles du premier groupe et qui sont réparties sur chacun des doigts (D1 à D5) de cette face palmaire.
13) Gant (1) selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte deux couches métalliques (11 et 12, 21 et 22, 52 et 53), lesdites feuilles (2, 21a, 21b, 22a) juxtaposées de la ou chaque couche présentant chacune une épaisseur inférieure à 40 μm.
14) Gant (1 ) selon une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte une nappe encollée d'un tissu textile (11a, 11b, 12a,
12b), de préférence tramé, qui est appliquée sur l'une au moins des deux faces de la ou de chaque couche métallique (11 , 12), cette nappe encollée étant apte à minimiser le bruit généré par les plis de ladite ou chaque couche lors du maniement du gant et permettant d'améliorer les performances mécaniques de ce dernier. 15) Gant (1) selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite ou chaque nappe encollée (11a, 11 b, 12a, 12b) est à base de polyester ou de coton, telle qu'une nappe commercialisée sous la dénomination SUPERPROTECT® ou SUPERTAPE®, ou bien à base d'un polyéthylène à haute ténacité.
16) Gant (1 ) selon une des revendications 9 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte un empilement desdites feuilles métalliques (2) qui présentent respectivement des coupures ou lumières mutuellement décalées, lesquelles sont conçues pour définir des lignes de pliure ou de couture du gant en utilisation.
17) Gant (1 ) selon une des revendications 9 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux couches (21 et 22) desdites feuilles métalliques (21a, 21b, 22a) qui sont agencées de manière décalée en superposition et dont chaque feuille de l'une de ces couches est reliée à au moins une feuille d'une autre couche adjacente par un liant souple (23), de telle sorte que les feuilles de chaque couche puissent se déplacer par rapport à celles de la couche adjacente.
18) Gant (1) selon une des revendications 9 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte :
- vers l'extérieur de ladite ou desdites couche(s) (11 et 12), un revêtement externe souple (13) du gant qui est par exemple en tricot textile, en cuir, en simili cuir, en caoutchouc ou en une matière thermoplastique, et
- vers l'intérieur de ladite ou desdites couche(s), un revêtement interne absorbant (14) du gant destiné à recouvrir la main de l'utilisateur et par exemple à base d'un tissu textile tissé ou non tissé apte à absorber la transpiration.
19) Enveloppe de pneumatique, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un stratifié (20, 40, 50) selon une des revendications 1 à 8. 20) Enveloppe de pneumatique selon la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle incorpore ladite ou lesdites couche(s) métallique(s) (21 , 22, 42, 52, 53) dans sa bande de roulement et/ou dans ses flancs.
EP08836247A 2007-07-26 2008-07-24 Stratifie flexible de haute resistance aux piqures et perforations, gant et enveloppe de pneumatique constitues de ce stratifie. Withdrawn EP2183101A2 (fr)

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