FR2755139A1 - Materiau elastomere allege incompressible et article de confort(anti-escarres) et/ou de protection en faisant application - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un matériau susceptible d'être utilisé, notamment, pour la fabrication d'articles améliorant le confort et/ou la protection des individus à l'interface solide-solide avec leur environnement de contact et du type de ceux comprenant: un gel élastomère, caractérisé en ce qu'il comprend: - un gel élastomère non thermoplastique, déformable et incompressible, et - une charge incluse dans le gel et constituée par des particules de masse volumique inférieure ou égale à celle du gel. Les particules sont des billes de verre creuses de masse volumique comprise entre 0,10 et 0,14. Ce matériau est particulièrement adapté pour réaliser des articles utiles dans le traitement prophylactique des escarres (coussins, matelas). L'invention vise également ces articles anti-escarres et d'autres articles de confort et de protection mettant en oeuvre le susdit matériau. Le procédé de fabrication de ce matériau constitue un autre objet de l'invention.
Description
Le domaine de la présente invention est celui des matériaux dont les propriétés mécaniques peuvent être exploitées pour améliorer le confort et/ou la protection des individus aux interfaces solide/solide avec leur environnement de contact.
Les trois positions les plus courantes pour les individus sont les positions debout, assise et couchée. Dans chacune de ces positions, il existe nécessairement des parties du corps disposées à l'interface solide/solide de contact avec l'environnement. Selon que l'on soit debout, assis ou couché, cet environnement de contact est, e. g., respectivement le sol, un siège et un lit.
Pour améliorer le confort à ces interfaces, on peut avoir recours à des articles, tels que - des semelles de chaussures pour ce qui est de la station debout, - des coussins de sièges pour ce qui est de la station assise, - et des matelas pour ce qui est de la station couchée.
Le problème du confort à l'interface solide/solide, en station assise ou couchée, se pose de manière plus aiguë que pour la station debout, en raison du fait que l'immobilité, qui caractérise ces deux premières stations, est à l'origine de pathologies dues à des compressions prolongées des tissus au niveau des saillies osseuses (ischémies) entamant des nécroses appelées "escarres".
I1 est donc particulièrement important de mettre en oeuvre des matériaux de qualité appropriée au niveau de ces interfaces solide/solide, en particulier en station couchée et assise.
Pour autant qu'ils aient des propriétés amortissantes, de tels matériaux peuvent, également, trouver leur utilité dans d'autres interfaces solide/solide des individus, à des fins de protection, notamment contre des chocs. I1 s'agit donc, dans ce cas de figure, de sollicitations instantanées.
La présente invention s'insère dans ce contexte et elle concerne un matériau susceptible d'être utilisé, notamment, pour la fabrication d'articles améliorant le confort et/ou la protection des individus à l'interface solide/solide avec leur environnement de contact, ce matériau étant du type de ceux comprenant un gel élastomère.
L'invention vise, également, certaines dispositions particulières de fabrication d'un tel matériau.
L'invention englobe, enfin, les articles de confort et/ou de protection, en particulier les coussins et/ou matelas anti-escarres, réalisés à partir du susdit matériau.
I1 existe dans l'art antérieur diverses propositions, malheureusement vaines, relatives à des interfaces, dites "statiques", c'est-à-dire destinées aux zones de contact solide/solide en positions couchée et assise.
On connaît ainsi des matériaux en mousse synthétique compressible qui n'apportent pas satisfaction en matière de confort et/ou de protection à l'interface solide/solide et encore moins pour la résolution du problème des escarres.
A titre d'illustration de ce type de proposition antérieure, on peut citer la demande de brevet FR 2 676 360, qui concerne des matelas et des coussins anti-escarres à usage médical, constitués par une enveloppe en néoprène à bulles d'air, contenant une mousse synthétique de polyuréthane ou de toute autre matière synthétique "moussable". L'espace entre la mousse polyuréthane et la housse en néoprène est occupée par un gel synthétique, par exemple un polyuréthane, un polysiloxane ou autre. I1 est précisé dans cette demande de brevet que, pour diminuer le poids, il est envisageable de fabriquer les coussins sans gel entre la housse et la mousse. Le caractère compressible de ce type de matériau mousse est particulièrement désavantageux, car il ne permet pas d'éviter les plissements de peau pour le sujet utilisateur, au niveau du contact avec l'article de confort, par exemple le coussin réalisé à partir de ce matériau. Or, de tels plissements dermiques induisent des forces de cisaillement des tissus, ce qui est propice à l'apparition d'escarres.
Des coussins ou matelas à eau ont également été proposés à titre d'interface solide/solide statique. Ces articles présentent deux inconvénients majeurs : ils sont lourds et ils sont d'un contact très froid sur la peau (23 C pour une température cutanée de 37 C).
Des gaz, tels que l'air, ont été substitués à l'eau dans ce type d'interface solide/solide (coussins, matelas). Le gain de légèreté ainsi obtenu est loin de compenser le défaut de structure de ces articles, qui est de se dégonfler s'ils ne sont pas maintenus en pression par un compresseur autonome. On conçoit aisément que ce type d'équipement soit quelque peu rédhibitoire en termes de coût et de pollution par le bruit.
On connaît, par ailleurs, la demande de brevet européen EP 0 421 540 qui divulgue un coussin apte à égaliser la pression et constitué par une enveloppe remplie d'un grand nombre de pièces cubiques en vrac, ces dernières étant formées par une mousse déformable. Chacune de ces pièces est elle-même enveloppée dans un matériau à faible friction, tel qu'un tissu en nylon. Une telle structure ne paraît pas de nature à donner des résultats satisfaisants dans le traitement prophylactique des escarres.
L'option qui semble retenue à l'heure actuelle, faute de mieux, est celle des interfaces solide/solide réalisées en gel de polyuréthane compact, dense, donc très lourd. Outre cet excès pondéral, de tels matériaux ont pour inconvénient d'épouser imparfaitement le galbe des parties de corps concernées et de ne pas permettre d'éviter les plissements de peau, donc les escarres subséquentes. I1 ne s'agit pas d'une solution optimale du point de vue confort.
La demande de brevet FR 2636524 concerne des coussins, des matelas anti-escarres à usage médical, constitués par une enveloppe en néoprène à bulles d'air, remplie par un gel ou, plus exactement, une résine rétractable de polyuréthane. Les bulles d'air de l'enveloppe en néoprène sont sensées procurer un allégement qui, selon toute vraisemblance, reste insuffisant.
En outre, la résine rétractable en polyuréthane nylon est, par définition, compressible, ce qui est de nature à favoriser les escarres.
Force est donc de constater la carence, dans l'art antérieur, en matériaux propres à constituer des interfaces solide/solide, à vocation de confort et/ou de protection et qui répondent à toutes les spécifications attendues.
Dans cet état de fait, l'un des objectifs essentiels de la présente invention est de proposer un matériau susceptible d'être utilisé, notamment, pour la fabrication d'articles améliorant le confort et/ou la protection des individus à l'interface solide/solide avec leur environnement de contact, ledit matériau se devant d'être idoine pour le traitement prophylactique des escarres.
Un autre objectif de l'invention est de proposer un matériau pour de tels interfaces solide/solide, qui soit apte à procurer un confort optimal et qui soit léger, de manière à permettre la mise à disposition d'articles du type coussins ou matelas faciles à manipuler.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de proposer un matériau de confort et/ou de protection aux interfaces solide/solide, qui soit doué de propriétés automassantes, de même que de propriétés mécaniques et viscoélastiques lui permettant d'épouser parfaitement le galbe du corps (déformabilité), sans toutefois être compressible (suppression des plissements).
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir un matériau de confort et/ou de protection pour interface solide/solide, qui soit un élastomère léger, facile à obtenir, efficace pour le confort et la protection et/ou l'amortissement contre les chocs et économique.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication en continu du matériau visé dans les objectifs énoncés supra.
Un autre objectif essentiel de l'invention est de fournir un procédé d'obtention en continu d'un tel matériau qui soit aisé à mettre en oeuvre et peu onéreux en terme de coût de fonctionnement et de coût matières premières.
Un autre objectif essentiel de la présente invention est de fournir des articles de confort et/ou de protection, tels que des coussins et matelas anti-escarres, des éléments de protection (notamment des oreilles, des coudes ou des talons), des pansements ou bien encore des feuilles de garnissage et de protection d'appareillages, réalisés à partir du matériau d'interface solide/solide évoqué dans les objectifs énoncés supra.
Une partie de ces objectifs, parmi d'autres, sont atteints par la présente invention qui concerne, en premier lieu, un matériau - susceptible d'être utilisé, notamment, pour la fabrication d'articles améliorant le
confort et/ou la protection des individus à l'interface solide-solide avec leur
environnement de contact, - et du type de ceux comprenant un gel élastomère,
caractérisé en ce qu'il comprend
- un gel élastomère non thermoplastique, déformable et
incompressible,
- et une charge incluse dans le gel et constituée par des particules
de masse volumique inférieure ou égale à celle du gel.
confort et/ou la protection des individus à l'interface solide-solide avec leur
environnement de contact, - et du type de ceux comprenant un gel élastomère,
caractérisé en ce qu'il comprend
- un gel élastomère non thermoplastique, déformable et
incompressible,
- et une charge incluse dans le gel et constituée par des particules
de masse volumique inférieure ou égale à celle du gel.
Le matériau selon l'invention est, à la fois, léger, confortable et efficace dans le traitement prophylactique des escarres.
Le fait de sélectionner judicieusement un gel élastomère non thermoplastique, déformable et incompressible, d'une part, et d'inclure une charge particulière de faible masse volumique dans ce gel, d'autre part, correspond à une démarche inventive ayant débouché sur des caractéristiques originales et avantageuses qui permettent d'éviter les plissements de peau à l'interface solide/solide entre l'individu et l'article de confort et/ou de protection réalisé à partir dudit matériau selon l'invention. Cela a pour conséquence de réduire au minimum les forces de cisaillement agissant sur les tissus et provoquant les ischémies à l'origine des escarres.
En outre, le matériau selon l'invention possède des propriétés automassantes particulièrement appréciables.
Le fait que ce matériau possède deux propriétés, a priori antinomiques, à savoir, d'une part, l'incompressibilité (absence de changement de volume sous l'effet de la pression) et, d'autre part, la déformabilité, lui permettent d'épouser parfaitement le galbe du corps de l'utilisateur de l'interface solide/solide à base dudit matériau. Cet élastomère allégé et incompressible produit de tels effets pour les raisons suivantes : l'enfoncement de la masse de gel par la partie du corps venant en appui sur celui-ci provoque l'émergence régulière, à la périphérie immédiate de la surface enfoncée, d'une masse d'un volume total équivalent à celui enfoncé, masse définissant une surface de contact avec le corps supplémentaire propre à participer à la répartition de la force d'enfoncement sur une plus grande surface de contact et donc à abaisser notablement la pression spécifique au niveau de l'interface corps/gel.
Par incompressible, on entend, au sens de la présente invention, l'aptitude du matériau à présenter une réduction de volume sensiblement nulle sous l'effet d'une pression de plusieurs bars.
I1 est à noter que la masse volumique du gel élastomère, servant de matrice à la charge particulaire, est, avantageusement, comprise entre 1 et 1,25 g/cm3, de préférence de l'ordre de 1,10 g/cm3.
Suivant une disposition préférée de l'invention, ce gel élastomère comprend du polyuréthane.
Ce gel élastomère en polyuréthane présente une raideur en cisaillement propre à assurer un caractère "autostabilisateur'' aux articles dans la constitution desquels il entrerait. En outre, ce gel élastomère polyuréthane allégé incompressible présente une très grande résistance au poinçonnement lui permettant de résister à des pressions spécifiques locales très élevées.
On peut également signaler comme caractéristique de ce gel polyuréthane, une absence totale de comportement thermoplastique aux températures d'utilisation (par exemple + 10 C à + 60 C).
De plus, les gels polyuréthanes sélectionnés conformément à l'invention possèdent une grande stabilité chimique et physique. En particulier, on n'observe pas d'évolution des caractéristiques dimensionnelles et mécaniques de ce type de gel.
Enfin, il n'est pas inintéressant de noter que le gel polyuréthane selon l'invention présente un caractère ininflammable.
Avantageusement, cet élastomère polyuréthane est du type de ceux obtenables par différentes techniques de synthèse, dans lesquelles on fait réagir
o au moins un isocyanate, de préférence un diisocyanate, choisi,
plus préférentiellement encore, dans la liste suivante
- tolylène diisocyanate (TDI),
- TDI modifié,
- diphénylméthanediisocyanate (MDI),
- diisocyanates aliphatiques,
- et leurs mélanges,
o avec au moins un composé à hydrogène mobile, de préférence
choisi parmi les alcools et, plus préférentiellement encore, parmi
les glycols.
o au moins un isocyanate, de préférence un diisocyanate, choisi,
plus préférentiellement encore, dans la liste suivante
- tolylène diisocyanate (TDI),
- TDI modifié,
- diphénylméthanediisocyanate (MDI),
- diisocyanates aliphatiques,
- et leurs mélanges,
o avec au moins un composé à hydrogène mobile, de préférence
choisi parmi les alcools et, plus préférentiellement encore, parmi
les glycols.
Ces comonomères alcooliques préférés, que sont les glycols ou diols, sont sélectionnés, en pratique, parmi la liste suivante
o alkylènediol, de préférence éthanediol, propanediol, butanediol,
o polyétherglycol, de préférence polyéthylèneglycol (PEG),
polytétraméthylèneétherglycol (PTMEG), polypropylèneglycol (PP(3),
o polyesterglycol, de préférence polyadipate, polycaprolactone,
o et leurs mélanges.
o alkylènediol, de préférence éthanediol, propanediol, butanediol,
o polyétherglycol, de préférence polyéthylèneglycol (PEG),
polytétraméthylèneétherglycol (PTMEG), polypropylèneglycol (PP(3),
o polyesterglycol, de préférence polyadipate, polycaprolactone,
o et leurs mélanges.
A titre d'exemples de composés à hydrogène mobile utilisables pour préparer le gel polyuréthane du matériau selon l'invention, on peut citer le butanediol, de même que les PTMEG et les PPG.
Les MDI sont de bons exemples d'isocyanates appropriés.
Selon une variante, le polyuréthane peut être obtenu par réaction d'un isocyanate et d'un polyol de poids moléculaire élevé, tel qu'un macrodiol (polyétherglycol et/ou polyesterglycol). Dans cette variante, il est envisageable de mettre en oeuvre, en complément au polyol, un allongeur de chaîne sélectionné parmi:
o les alcools, de préférence les diols et/ou les triols et, plus
préférentiellement encore, les allcylènediols (e. g. le butanediol)
et leurs mélanges,
o les amines primaires ou secondaires (seules ou en mélange entre
elles), de préférence la 4,4'-méthylène-bis(2-chloroaniline),
o les polyols et/ou les polyamines,
n et leurs mélanges.
o les alcools, de préférence les diols et/ou les triols et, plus
préférentiellement encore, les allcylènediols (e. g. le butanediol)
et leurs mélanges,
o les amines primaires ou secondaires (seules ou en mélange entre
elles), de préférence la 4,4'-méthylène-bis(2-chloroaniline),
o les polyols et/ou les polyamines,
n et leurs mélanges.
Conformément à l'invention, la charge particulaire revêt une importance technique singulière. Elle participe à l'allégement du matériau de l'interface solide/solide et contribue à lui donner sa propriété essentielle d'incompressibilité, sans sacrifier à sa déformabilité.
Eu égard à l'allégement recherché, il est avantageux que la masse volumique des particules, exprimée en g/cm3, soit inférieure ou égale à 0,30, de préférence à 0,20 et, plus préférentiellement encore, est comprise entre 0,10 et 0,14.
Ces fourchettes de masses volumiques des particules correspondent à des valeurs de densités nominales réelles moyennes. La densité apparente de ces particules est inférieure d'environ 5/100ème à la densité nominale réelle moyenne, de sorte que l'intervalle préféré pour cette densité apparente est de 0,05 à 0,10 g/cm3.
Avantageusement, la matière constitutive des particules est choisie dans la liste suivante : verre, céramiques et leurs mélanges, le verre étant particulièrement préféré.
En pratique, le verre, qui constitue le matériau constitutif préféré, est choisi parmi les verres chimiquement stables (silice amorphe - borosilicate de chaux et de soufre ).
Pour améliorer encore les performances du matériau selon l'invention, il est préférable que les particules aient sensiblement la forme de microsphères, de préférence creuses, de granulométrie inférieure ou égale à 400 ,um, de préférence comprise entre 100 et 250 ,4m et, plus préférentiellement encore, entre 150 et 200 clam.
Ces microsphères (microballons ou microbilles) sont, avantageusement creuses et comprennent une coque rigide conférant des propriétés particulières à la matrice en gel élastomère incompressible dans laquelle elles sont noyées.
A titre d'exemples de particules, on peut citer les microsphères de verre de type 3M K1, commercialisées par la Société OMYA et ayant une densité nominale de 0,125 g/cm3.
La quantité de charges particulaires, introduites dans la matrice élastomère, est un paramètre important de l'invention. De préférence, cette charge particulaire représente entre 5 et 50 % en volume, de préférence entre 25 et 50 % en volume et, plus préférentiellement encore, de l'ordre de 40 % en volume.
En tout état de cause, les proportions en gel élastomère et en charges particulaires sont choisies de telle sorte que le matériau d'interface solide/solide possède une masse volumique, exprimée en g/cm3, inférieure à 1, de préférence inférieure à 0,8 et, plus préférentiellement encore, de l'ordre de 0,7.
il convient d'insister sur le fait que le matériau selon l'invention est thermostable entre environ 5 C et environ 80 C.
Par ailleurs, ses caractéristiques rhéologiques ou visco-élastiques sont telles qu'il présente: - une pénétrabilité au cône (NF T 77.104) comprise entre 10 et 30 mm à 25 C, - et une déformation rémanente (NF T 56.112) de - 5 mm à 25 C.
Selon une autre de ses caractéristiques, le matériau de rembourrage antiescarres selon l'invention peut être mis en forme par moulage, éventuellement thermomoulage ou rotomoulage.
La préparation dudit matériau peut être réalisée par simple mélange de la charge particulaire avec le gel élastomère incompressible, selon un mode discontinu ou continu.
Pour cela, on a recours à des moyens connus et appropriés en eux-mêmes, à savoir tout type de mélangeur à pales ou à turbines ou autres ...
Pour assurer un mélange homogène des charges particulaires au sein de la matrice élastomère, il est prévu, conformément à l'invention, de mettre en oeuvre un système d'agitation permanente des composants à homogénéiser.
Dans le cas où le gel élastomère est constitué par du polyuréthane, la demanderesse a eu le mérite de mettre en évidence qu'il est tout à fait avantageux d'incorporer la charge particulaire progressivement dans le mélange polyol/isocyanate, lors et/ou après la réalisation dudit mélange. De préférence, cette charge particulaire est introduite peu de temps après la mise en présence du ou des polyols avec le ou les isocyanates. Cette introduction peut, par exemple, intervenir entre quelques secondes et quelques minutes après la susdite mise en présence (e. g.
environ 10 secondes). Cette incorporation s'accompagne d'une mise sous agitation du milieu. En procédant ainsi, on exploite pleinement la baisse de viscosité du milieu due à l'exothermie du démarrage de la réaction du polyol avec l'isocyanate.
ll existe des dispositifs de mélange en continu qui sont parfaitement adaptables au mode de réalisation en continu du procédé de préparation du matériau selon l'invention. Les exemples ci-après en donneront une illustration.
S'agissant de ses applications, le matériau de rembourrage et/ou de protection selon l'invention trouve, bien évidemment, un débouché immédiat dans la fabrication d'articles améliorant le confort et/ou la protection des individus à l'interface solide/solide avec leur environnement de contact.
I1 s'ensuit que, selon un autre de ses aspects, l'invention a pour objet de tels articles comprenant le susdit matériau, lequel est contenu dans une poche, de préférence polymère, ladite poche étant éventuellement contenue dans au moins une housse ou toute autre enveloppe souple ou rigide.
Les articles considérés peuvent être des semelles ou des chaussons - en particulier des semelles ou des chaussons pour des chaussures à usages spécifiques (chaussures de skis, patins à glace, patins à roulettes), des coussins, des matelas, des surmatelas, des protections pour les coudes, les oreilles, les talons ou pour toute autre partie du corps, des pansements, des feuilles de garnissage et/ou de protection d'appareillages, des coussins ou analogues pour tous types de sièges (e. g. sièges de stades de sport ou de salles de spectacles, sièges de véhicules), des selles pour chevaux ou des substituts de pneumatiques de roulement pour véhicules à roues.
A titre d'exemples, on peut mentionner les coussins destinés aux traitements prophylactiques des escarres et constitués, principalement, par - une poche réalisée en matériau élastomère particulièrement résistant à la déchirure
et au vieillissement (par exemple en élastomère de polyuréthane thermoplastique
extrudé), - un gel élastomère incompressible, déformable et thermostable, qui est moulé à
l'intérieur de la poche et qui est formulé et additionné à une charge particulaire de
microsphères creuses en verre, de manière à avoir une densité largement inférieure
à 1 (concentration charges particulaires = environ 40 % en volume) - une éventuelle housse étanche enrobant la poche de gel et destinée à faciliter le
nettoyage de l'ensemble; - et une éventuelle housse de confort, par exemple en tissu molletonné ou non, de
préférence stérilisable.
et au vieillissement (par exemple en élastomère de polyuréthane thermoplastique
extrudé), - un gel élastomère incompressible, déformable et thermostable, qui est moulé à
l'intérieur de la poche et qui est formulé et additionné à une charge particulaire de
microsphères creuses en verre, de manière à avoir une densité largement inférieure
à 1 (concentration charges particulaires = environ 40 % en volume) - une éventuelle housse étanche enrobant la poche de gel et destinée à faciliter le
nettoyage de l'ensemble; - et une éventuelle housse de confort, par exemple en tissu molletonné ou non, de
préférence stérilisable.
De tels coussins sont particulièrement adaptés à titre d'articles anti-escarres fessiers.
De la même façon, on peut fabriquer des sur-matelas ou matelas antiescarres, notamment du décubitus.
L'invention sera mieux comprise à la lumière des exemples non limitatifs qui suivent, de préparation du matériau anti-escarres selon l'invention, selon un mode discontinu et un mode continu. Ces exemples feront, également, ressortir les variantes de réalisation et les avantages de l'invention.
La description de l'exemple du mode de préparation en continu se fera en référence à la figure unique annexée, qui représente un schéma simplifié d'un dispositif adapté pour la mise en oeuvre dudit procédé.
EXEMPLES
EXEMPLE 1 PRÉPÂRAON D'UN MATRIAU COMPOSTE ANTI-ESCARRES
SELON L'INVENTION : GEL DE POLYURÉTHANE DÉFORMABLE
INCOMPRESSIBLE/MrcROsPiiÊBEs CREUSES DE VERRE
MODE DISCONTINU.
EXEMPLE 1 PRÉPÂRAON D'UN MATRIAU COMPOSTE ANTI-ESCARRES
SELON L'INVENTION : GEL DE POLYURÉTHANE DÉFORMABLE
INCOMPRESSIBLE/MrcROsPiiÊBEs CREUSES DE VERRE
MODE DISCONTINU.
On prépare une quantité de 748 g d'isocyanates nécessaires au moulage d'une pièce, telle qu'un coussin de 400 x 400 x 23 mm. Cet isocyanate est un MDI du type 4,4'diphénylméthane-isocyanate commercialisé par la Société MAFFA
INTERNATIONAL, sous la marque "POLYGEL", référence 30 B.
INTERNATIONAL, sous la marque "POLYGEL", référence 30 B.
Cet isocyanate est soumis à une forte agitation puis stocké dans un récipient adapté.
On prépare la quantité de polyol nécessaire au moulage du susdit coussin, à raison de 312,5 % de la quantité d'isocyanates. Le polyol mis en oeuvre est un butane-diol, du type de celui commercialisé sous la marque "POLYGEL 30 A" par la
Société MAFFA INTERNATIONAL. Cela correspond à une quantité de 2 337 g.
Société MAFFA INTERNATIONAL. Cela correspond à une quantité de 2 337 g.
On prépare un volume de microsphères en verre de type 3M K1 de densité nominale = 0,125 g/cm3, commercialisée par la Société OMYA DISTRIBUTION, sous la marque "SCOTCHLITE@" de 3M.
Le volume requis est de 40 % du volume total isocyanate + polyol.
On introduit le polyol dans l'isocyanate et on agite fortement pendant 10 secondes.
On incorpore alors les microsphères à la surface du mélange et on secoue le récipient pour disperser ces microsphères. On introduit ensuite, progressivement, la quantité totale de microsphères.
Après deux minutes environ d'homogénéisation dans le récipient de mélange équipé de moyens d'agitation à pales tournant à 100 tours/minute.
On recueille ainsi un matériau élastomère composite incompressible et allégé, susceptible d'être utilisé comme rembourrage dans des articles anti-escarres, du type de ceux évoqués ci-dessus.
EXEMPLE 2- PRÉPARATION D'UN MATÉRSU COMPOSITE ANT1-ESCABES
SELON L'INVENTION : GEL DE POLYURÉTRANE DÉFORMABLE
INCOMPRESSIBLE/MICROSPHTRES CREUSES DE VERRE
MODE CONTINU.
SELON L'INVENTION : GEL DE POLYURÉTRANE DÉFORMABLE
INCOMPRESSIBLE/MICROSPHTRES CREUSES DE VERRE
MODE CONTINU.
Le dispositif à fonctionnement continu, mis en oeuvre dans le présent exemple, est représenté sur la figure unique annexée. ll comprend, d'une part, des moyens de mélange et de mise en présence du polyol et de l'isocyanate et, d'autre part, des moyens d'incorporation et d'homogénéisation de la charge particulaire dans le mélange réactif polyol/isocyanate.
Ces moyens 1 comprennent une cuve 3 d'isocyanate et une cuve 4 de polyol reliées l'une et l'autre à un organe de mélange 5, par l'intermédiaire de canalisations 6 équipées d'électrovannes 7.
L'organe 5 est une turbine pourvue d'un moteur M apte à mettre en rotation un arbre de mélange 8. Outre cette action de mélange, l'arbre 8 achemine le milieu isocyanate/polyol vers la tête 9 de sortie de l'organe 5. Cette tête 9 est reliée au moyen 2 par l'intermédiaire d'un flexible d'alimentation des moyens 2 en mélanges réactifs isocyanate/polyol.
Les moyens 2 comprennent une trémie 11 contenant les microsphères de verre et dont le conduit inférieur de sortie est en relation avec une vis doseuse de charge 12, actionnable par un moteur M. Cette trémie 11 est également équipée d'un vibreur 13 à alimentation pneumatique permettant de lutter contre le mottage de la charge particulaire.
La vis doseuse 12 des moyens 2 est apte à amener la quantité voulue de charges particulaires dans une turbine 13 équipée d'un arbre de mélange 14, lui-même animé par un moteur M. Cet arbre 14 permet l'homogénéisation de la charge particulaire avec le mélange réactif isocyanate/polyol. Le matériau composite résultant est expulsé de la turbine 13 par la tête de sortie 15, pour être recueilli ensuite et utilisé comme matière première de rembourrage et/ou de protection.
La méthodologie mise en oeuvre est la suivante.
L'isacyanate, le polyol et les microsphères sont identiques à celles de l'exemple 1.
On dégaze l'isocyanate après l'avoir chargé dans la cuve 3 et on fait de même pour le polyol contenu dans la cuve 4.
La trémie 11 est remplie avec les microsphères, de manière à pouvoir alimenter les moyens d'homogénéisation 2 (système de dosage et de distribution). Les microsphères chargées dans la trémie sont, au besoin, démottées à l'aide du vibreur 13.
On règle la vis doseuse 12, de même que les arbres 14 et 8 des turbines 13 et 5 respectivement, de telle sorte que le dosage du polyol par rapport au mélange polyol/isocyanate soit de 32 % en poids et de telle sorte que le titre volumique en charge particulaire du matériau composite soit de l'ordre de 40 % volume. Le réglage du débit d'alimentation de la turbine 5 par les cuves d'isocyanate 3 et de polyol 4 est effectué à l'aide de pompe doseuses non représentées sur le dessin.
Après mise en marche du dispositif on produit, de manière continue, le matériau composite selon l'invention.
Claims (10)
1 - Matériau: - susceptible d'être utilisé, notamment, pour la fabrication d'articles améliorant le
confort et/ou la protection des individus à l'interface solide-solide avec leur
environnement de contact, - et du type de ceux comprenant un gel élastomère,
caractérisé en ce qu'il comprend
- un gel élastomère non thermoplastique, déformable et
incompressible,
- et une charge incluse dans le gel et constituée par des particules
de masse volumique inférieure ou égale à celle du gel.
2 - Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gel élastomère comprend du polyuréthane, de préférence du type de ceux obtenables par différentes techniques de synthèse, dans lesquelles on fait réagir
o au moins un isocyanate, de préférence un diisocyanate, choisi,
plus préférentiellement encore, dans la liste suivante
- tolylène diisocyanate (TDI),
- TDI modifié,
- diphénylméthanediisocyanate (MDI),
- diisocyanates aliphatiques,
- et leurs mélanges,
avec au moins un composé à hydrogène mobile, de préférence
choisi parmi les alcools et, plus préférentiellement encore, parmi
les glycols.
3 - Matériau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la masse volumique des particules, exprimée en g/cm3, est inférieure ou égale à 0,30, de préférence à 0,20 et, plus préférentiellement encore, est comprise entre 0,10 et 0,14.
4 - Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière constitutive des particules est choisie dans la liste suivante verre, céramiques et leurs mélanges, le verre étant particulièrement préféré.
5 - Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les particules ont sensiblement la forme de microsphères, de préférence creuses, de granulométrie inférieure ou égale à 400 clam, de préférence comprise entre 100 et 250 ,um et, plus préférentiellement encore, entre 150 et 200 zm.
6 - Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que sa charge de particules représente entre 5 et 50 % en volume, de préférence entre 25 et 50 % en volume et, plus préférentiellement encore, de l'ordre de 40 % en volume.
7 - Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il possède une masse volumique, exprimée en g/cm3, inférieure à 1, de préférence inférieure à 0,8 et, plus préférentiellement encore, de l'ordre de 0,7.
8 - Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est thermostable entre environ 5 C et environ 80 C.
9 - Procédé de fabrication du matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le gel élastomère est un gel de polyuréthane et en ce que l'on incorpore la charge particulaire progressivement de le mélange polyol/isocyanate, lors et/ou après la réalisation dudit mélange.
10 - Article améliorant le confort et/ou la protection des individus à l'interface solide/solide avec leur environnement de contact, caractérisé en ce qu'il comprend du matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, contenu dans une poche, de préférence en polymère, ladite poche étant éventuellement contenue dans au moins une housse.
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