MATERIAU ELASTOMERE ALLEGE INCROMPRESSIBLE ET ARTICLE DE CONFORT (ANTI-ESCARRES) ET/OU DE PROTECTION EN FAISANT APPLICATIONINCOMPRESSIBLE LIGHTWEIGHT ELASTOMERIC MATERIAL AND COMFORT ARTICLE (ANTI-SINKS) AND / OR PROTECTION USING THE SAME
DOMAINE TECHNIQUE :TECHNICAL AREA :
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.The field of the present invention is that of materials whose mechanical properties can be exploited to improve the comfort and / or the protection of individuals at the solid / solid interfaces with their contact environment.
ETAT DE LA TECHNIQUE :STATE OF THE ART:
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.The three most common positions for people are standing, sitting and lying down. In each of these positions, there are necessarily parts of the body arranged at the solid / solid interface of contact with the environment. Depending on whether one is standing, sitting or lying, this contact environment is, e. g., respectively the floor, a seat and a bed.
Pour améliorer le confort à ces interfaces, on peut avoir recours à des articles, tels que :To improve the comfort at these interfaces, we can have recourse to articles, such as:
- des semelles de chaussures pour ce qui est de la station debout,- shoe soles in terms of standing,
- des coussins de sièges pour ce qui est de la station assise,- seat cushions for the seating position,
- et des matelas pour ce qui est de la station couchée.- and mattresses for the reclining station.
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) entraînant des nécroses appelées "escarres".The problem of comfort at the solid / solid interface, when sitting or lying down, is more acute than for standing, due to the fact that the immobility, which characterizes these first two stations, is at origin of pathologies due to prolonged compressions of the tissues at the level of the bony protrusions (ischemia) leading to necrosis called "bedsores".
Il 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. Il 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.It is therefore particularly important to use materials of appropriate quality at the level of these solid / solid interfaces, in particular in a lying and sitting station. Provided that they have damping properties, such materials can also find their utility in other solid / solid interfaces of individuals, for protection purposes, in particular against shocks. It is therefore, in this case, instantaneous stresses. The present invention fits into this context and it relates to a material capable of being used, in particular, for the manufacture of articles improving the comfort and / or the protection of individuals at the solid / solid interface with their contact environment. , this material being of the type of those comprising an elastomeric gel. The invention also relates to certain specific arrangements for manufacturing such a material.
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. II 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.The invention finally encompasses comfort and / or protection articles, in particular anti-decubitus cushions and / or mattresses, made from the above material. In the prior art, there are various proposals, unfortunately unsuccessful, relating to so-called "static" interfaces, that is to say intended for solid / solid contact areas in prone and seated positions.
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.Thus known compressible synthetic foam materials which do not provide satisfaction in terms of comfort and / or protection at the solid / solid interface and even less for the resolution of the problem of bedsores.
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. Il 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.By way of illustration of this type of earlier proposal, mention may be made of patent application FR 2 676 360, which relates to anti-decubitus mattresses and cushions for medical use, constituted by a neoprene envelope with air bubbles, containing a polyurethane synthetic foam or any other "foamable" synthetic material. The space between the polyurethane foam and the neoprene cover is occupied by a synthetic gel, for example a polyurethane, a polysiloxane or the like. It is specified in this patent application that, in order to reduce the weight, it is possible to manufacture the cushions without gel between the cover and the foam. The compressible nature of this type of foam material is particularly disadvantageous, because it does not prevent wrinkling of the skin for the user subject, at the level of contact with the comfort article, for example the cushion made from this material. However, such dermal folds induce tissue shearing forces, which is conducive to the appearance of bedsores.
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).Water cushions or mattresses have also been proposed as a solid / solid static interface. These articles have two major drawbacks: they are heavy and they are very cold on the skin (23 ° C for a skin temperature of 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.Gases, such as air, have been substituted for water in this type of solid / solid interface (cushions, mattresses). The gain in lightness thus obtained is far from compensating for the structural defect of these articles, which is to deflate if they are not kept under pressure by an autonomous compressor. It is easy to see that this type of equipment is somewhat prohibitive in terms of cost and noise pollution.
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 deformable. 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. Il ne s'agit pas d'une solution optimale du point de vue confort.Furthermore, European patent application EP 0 421 540 is known which discloses a cushion capable of equalizing the pressure and consisting of an envelope filled with a large number of loose cubic parts, the latter being formed by a deformable foam. Each of these pieces is itself wrapped in a low friction material, such as nylon fabric. Such a structure does not seem likely to give satisfactory results in the prophylactic treatment of pressure sores. The option which seems to be retained at present, for lack of anything better, is that of the solid / solid interfaces made of compact, dense, therefore very heavy polyurethane gel. In addition to this excess weight, such materials have the drawback of imperfectly matching the shape of the body parts concerned and of not making it possible to avoid wrinkling of the skin, and therefore subsequent bedsores. It is not an optimal solution from the comfort point of view.
La demande de brevet FR 2 636524 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.Patent application FR 2 636524 relates to cushions, anti-decubitus mattresses for medical use, constituted by an envelope of neoprene with air bubbles, filled with a gel or, more precisely, a retractable polyurethane resin. The air bubbles in the neoprene shell are said to provide relief which, in all likelihood, remains insufficient.
En outre, la résine rétractable en polyuréthane nylon est, par définition,
compressible, ce qui est de nature à favoriser les escarres.In addition, the polyurethane nylon shrinkable resin is, by definition, compressible, which is likely to favor bedsores.
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.It is therefore clear that, in the prior art, there is a lack of materials capable of constituting solid / solid interfaces, intended for comfort and / or protection and which meet all the expected specifications. In this state of affairs, one of the essential objectives of the present invention is to propose a material capable of being used, in particular, for the manufacture of articles improving the comfort and / or the protection of individuals at the solid interface. / solid with their contact environment, said material having to be suitable for the prophylactic treatment of bedsores. Another objective of the invention is to provide a material for such solid / solid interfaces, which is capable of providing optimal comfort and which is light, so as to allow the provision of articles of the easy cushion or mattress type. To manipulate.
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).Another essential objective of the present invention is to provide a material of comfort and / or protection at the solid / solid interfaces, which is endowed with self-massaging properties, as well as mechanical and viscoelastic properties allowing it to perfectly fit the curve of the body (deformability), without however being compressible (suppression of wrinkles).
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.Another essential objective of the present invention is to provide a comfort and / or protection material for a solid / solid interface, which is a light elastomer, easy to obtain, effective for comfort and protection and / or damping against shock and economic.
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.Another essential objective of the present invention is to provide a process for the continuous production of the material aimed at in the objectives stated above. Another essential objective of the invention is to provide a process for continuously obtaining such a material which is easy to use and inexpensive in terms of operating cost and raw material cost.
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.Another essential objective of the present invention is to provide comfort and / or protective articles, such as anti-decubitus cushions and mattresses, protective elements (in particular ears, elbows or heels), dressings or many more lining and protection sheets for equipment, made from the solid / solid interface material mentioned in the objectives stated above.
RESUME DE L'INVENTION :SUMMARY OF THE INVENTION:
Une partie de ces objectifs, parmi d'autres, sont atteints par la présente invention qui concerne, en premier lieu, un matériau :Part of these objectives, among others, are achieved by the present invention which relates, first of all, to a material:
- 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,- likely to be used, in particular, for the manufacture of articles improving the comfort and / or protection of individuals at the solid-solid interface with their contact environment,
- et du type de ceux comprenant un gel élastomère, caractérisé en ce qu'il comprend :- And of the type of those comprising an elastomer gel, characterized in that it comprises:
- un gel élastomère non thermoplastique, deformable 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.- a non-thermoplastic, deformable and incompressible elastomer gel, - and a filler included in the gel and constituted by particles of density less than or equal to that of the gel. The material according to the invention is, at the same time, light, comfortable and effective in the prophylactic treatment of bedsores.
Le fait de sélectionner judicieusement un gel élastomère non thermoplastique, deformable 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.The judicious selection of a non-thermoplastic, deformable and incompressible elastomer gel, on the one hand, and the inclusion of a particular load of low density in this gel, on the other hand, corresponds to an inventive approach having led to characteristics original and advantageous which make it possible to avoid wrinkling of the skin at the solid / solid interface between the individual and the comfort and / or protection article produced from said material according to the invention. This has the consequence of minimizing the shear forces acting on the tissues and causing the ischemias which cause bedsores.
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.In addition, the material according to the invention has particularly appreciable self-massing properties. The fact that this material has two properties, a priori contradictory, namely, on the one hand, incompressibility (absence of change in volume under the effect of pressure) and, on the other hand, the deformability, allow it to perfectly fit the curve of the body of the user of the solid / solid interface based on said material. This light and incompressible elastomer produces such effects for the following reasons: the depression of the mass of gel by the part of the body coming to bear on it causes regular emergence, at the immediate periphery of the depressed surface, d '' a mass of a total volume equivalent to that pressed in, mass defining a contact surface with the additional body capable of contributing to the distribution of the driving force over a larger contact surface and therefore of significantly lowering the specific pressure at the body / gel interface. By incompressible is meant, within the meaning of the present invention, the ability of the material to have a substantially zero reduction in volume under the effect of a pressure of several bars.
EXPOSE DETAILLE DE L'INVENTION :DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION:
Il 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.It should be noted that the density of the elastomer gel, serving as a matrix for the particulate load, is advantageously between 1 and 1.25 g / cm 3 , preferably of the order of 1.10 g / cm 3 .
Suivant une disposition préférée de l'invention, ce gel élastomère comprend du polyuréthane.According to a preferred arrangement of the invention, this elastomeric gel comprises polyurethane.
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.This polyurethane elastomer gel has a shear stiffness capable of ensuring a "self-stabilizing" character to the articles in the constitution of which it would enter. In addition, this incompressible lightened polyurethane elastomer gel has very high punching resistance allowing it to withstand very high specific local pressures.
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).As a characteristic of this polyurethane gel, it is also possible to point out a total absence of thermoplastic behavior at use temperatures (for example + 10 ° C to + 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.In addition, the polyurethane gels selected in accordance with the invention have high chemical and physical stability. In particular, no change in the dimensional and mechanical characteristics of this type of gel is observed. Finally, it is not uninteresting to note that the polyurethane gel according to the invention has a non-flammable character.
Avantageusement, cet élastomère polyuréthane est du type de ceux obtenables par différentes techniques de synthèse, dans lesquelles on fait réagir : D au moins un isocyanate, de préférence un diisocyanate, choisi, plus préférentiellement encore, dans la liste suivante :Advantageously, this polyurethane elastomer is of the type obtainable by different synthesis techniques, in which one reacts: D at least one isocyanate, preferably a diisocyanate, chosen, more preferably still, from the following list:
- tolylène diisocyanate (TDI),- tolylene diisocyanate (TDI),
- TDI modifié,- modified TDI,
- diphénylméthanediisocyanate (MDI), - diisocyanates aliphatiques,- diphenylmethanediisocyanate (MDI), - aliphatic diisocyanates,
- et leurs mélanges, π 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 :- And mixtures thereof, π with at least one compound with mobile hydrogen, preferably chosen from alcohols and, more preferably still, from glycols. These preferred alcoholic comonomers, that are the glycols or diols, are selected, in practice, from the following list:
D alkylènediol, de préférence éthanediol, propanediol, butanediol, ° polyétherglycol, de préférence polyéthylèneglycol (PEG), polytétraméthylèneétherglycol (PTMEG), polypropylèneglycol (PPG), π polyesterglycol, de préférence polyadipate, polycaprolactone, π 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 butane- diol, de même que les PTMEG et les PPG. D alkylene diol, preferably ethanediol, propanediol, butanediol, ° polyether glycol, preferably polyethylene glycol (PEG), polytetramethylene ether glycol (PTMEG), polypropylene glycol (PPG), π polyesterglycol, preferably polyadipate, polycaprolactone, π and their mixtures. As examples of mobile hydrogen compounds which can be used to prepare the polyurethane gel of the material according to the invention, mention may be made of butanediol, as well as PTMEG and PPG.
Les MDI sont de bons exemples d'isocyanates appropriés.MDIs are good examples of suitable isocyanates.
Selon une variante, le polyuréthane peut être obtenu par réaction d'un isocyanate et d'un polyol de poids moléculaire élevé, tel qu'un macrodiolAlternatively, the polyurethane can be obtained by reaction of an isocyanate and a polyol of high molecular weight, such as a 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 :
π les alcools, de préférence les diols et/ou les triols et, plus préférentiellement encore, les alkylènediols (e. g. le butanediol) et leurs mélanges, G les aminés primaires ou secondaires (seules ou en mélange entre elles), de préférence la 4,4'-méthylène-bis(2-chloroaniline), π les polyols et/ou les polyamines, D 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.(polyether glycol and / or polyesterglycol). In this variant, it is possible to use, in addition to the polyol, a chain extender selected from: π alcohols, preferably diols and / or triols and, more preferably still, alkylene diols (eg butanediol) and their mixtures, G primary or secondary amines (alone or as a mixture between them), preferably 4, 4'-methylene-bis (2-chloroaniline), π polyols and / or polyamines, D and their mixtures. According to the invention, the particulate charge is of particular technical importance. It contributes to the lightening of the material of the solid / solid interface and contributes to giving it its essential property of incompressibility, without sacrificing its deformability.
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.In view of the reduction sought, it is advantageous for the density of the particles, expressed in g / cm 3 , to be less than or equal to 0.30, preferably to 0.20 and, more preferably still, is between 0 , 10 and 0, 14. These ranges of density of the particles correspond to values of average nominal real densities. The bulk density of these particles is approximately 5 / 100th less than the average actual nominal density, so the preferred range for this bulk density is 0.05 to 0.10 g / cm 3 .
Avantageusement, la matière constitutive des particules est choisie dans la liste suivante : verre, céramiques et leurs mélanges, le verre étant particulièrement préféré.Advantageously, the constituent material of the particles is chosen from the following list: glass, ceramics and their mixtures, glass being particularly preferred.
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 μm, de préférence comprise entre 100 et 250 μm et, plus préférentiellement encore, entre 150 et 200 μm. 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.In practice, glass, which constitutes the preferred constituent material, is chosen from chemically stable glasses (amorphous silica - borosilicate of lime and sulfur -). To further improve the performance of the material according to the invention, it is preferable that the particles have substantially the form of microspheres, preferably hollow, with a particle size less than or equal to 400 μm, preferably between 100 and 250 μm and, more preferably again, between 150 and 200 μm. These microspheres (microballoons or microbeads) are, advantageously hollow and comprise a rigid shell conferring particular properties on the matrix in incompressible elastomer gel in which they are embedded.
A titre d'exemples de particules, on peut citer les microsphères de verre de type 3M Kl, 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.As examples of particles, mention may be made of 3M Kl glass microspheres, sold by the company OMYA and having a nominal density of 0.125 g / cm 3 . The quantity of particulate fillers introduced into the elastomer matrix is an important parameter of the invention. Preferably, this particulate charge represents between 5 and 50% by volume, preferably between 25 and 50% by volume and, more preferably still, of the order of 40% by 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.In any event, the proportions of elastomer gel and of particulate fillers are chosen such that the solid / solid interface material has a density, expressed in g / cm 3 , of less than 1, preferably less than 0 , 8 and, more preferably still, of the order of 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 :It should be emphasized that the material according to the invention is thermostable between approximately 5 "C and approximately 80 'C. Furthermore, its rheological or viscoelastic characteristics are such that it has:
- une pénétrabilité au cône (NF T 77.104) comprise entre 10 et 30 mm à 25 °C,- cone penetration (NF T 77.104) between 10 and 30 mm at 25 ° C,
- et une déformation rémanente (NF T 56.112) de - 5 mm à 25 "C.- and a residual deformation (NF T 56.112) of - 5 mm at 25 "C.
Selon une autre de ses caractéristiques, le matériau de rembourrage anti- escarres selon l'invention peut être mis en forme par moulage, éventuellement thermomoulage ou rotomoulage.According to another of its characteristics, the anti-decubitus padding material according to the invention can be shaped by molding, optionally thermomolding or rotational molding.
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 ...The preparation of said material can be carried out by simple mixing of the particulate filler with the incompressible elastomer gel, in a discontinuous or continuous mode. For this, recourse is had to known and appropriate means in themselves, namely any type of mixer with blades or turbines or the like ...
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.To ensure a homogeneous mixture of the particulate fillers within the elastomer matrix, provision is made, in accordance with the invention, for implementing a system of permanent agitation of the components to be homogenized. In the case where the elastomer gel consists of polyurethane, the applicant has had the merit of highlighting that it is entirely advantageous gradually incorporating the particulate filler into the polyol / isocyanate mixture, during and / or after the preparation of said mixture. Preferably, this particulate filler is introduced shortly after bringing the polyol (s) into contact with the isocyanate (s). This introduction can, for example, take place between a few seconds and a few minutes after the aforementioned contact (eg about 10 seconds). This incorporation is accompanied by stirring of the medium. By proceeding in this way, the reduction in viscosity of the medium due to the exothermic start of the reaction of the polyol with the isocyanate is fully exploited.
Il 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.There are continuous mixing devices which are perfectly adaptable to the continuous embodiment of the process for preparing the material according to the invention. The examples below will illustrate this.
APPLICATIONS INDUSTRIELLES :INDUSTRIAL APPLICATIONS:
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. Il 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.As regards its applications, the padding and / or protection material according to the invention obviously finds an immediate outlet in the manufacture of articles improving the comfort and / or the protection of individuals with a solid interface / solid with their contact environment. It follows that, according to another of its aspects, the subject of the invention is such articles comprising the aforesaid material, which is contained in a pocket, preferably polymer, said pocket possibly being contained in at least one cover or any other flexible or rigid envelope.
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.The articles considered can be soles or slippers - in particular soles or slippers for shoes for specific uses (ski boots, ice skates, roller skates), cushions, mattresses, mattress toppers, protections for elbows, ears, heels or for any other part of the body, dressings, sheets for filling and / or protection of apparatus, cushions or the like for all types of seats (eg sports stadium seats or performance halls, vehicle seats), saddles for horses or replacement tires for wheeled vehicles.
A titre d'exemples, on peut mentionner les coussins destinés aux
traitements prophylactiques des escarres et constitués, principalement, par :By way of examples, mention may be made of the cushions intended for prophylactic treatment of pressure sores and consisting mainly of:
- 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, deformable 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) ;- a bag made of elastomeric material particularly resistant to tearing and aging (for example in extruded thermoplastic polyurethane elastomer), - an incompressible, deformable and thermostable elastomer gel, which is molded inside the bag and which is formulated and added to a particulate charge of hollow glass microspheres, so as to have a density much less than 1 (concentration of particulate charges = about 40% by volume);
- une éventuelle housse étanche enrobant la poche de gel et destinée à faciliter le nettoyage de l'ensemble ;- a possible waterproof cover coating the gel bag and intended to facilitate cleaning of the assembly;
- et une éventuelle housse de confort, par exemple en tissu molletonné ou non, de préférence stérilisable.- And a possible comfort cover, for example in fleece or not, preferably sterilizable.
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 anti- escarres, notamment du décubitus.Such cushions are particularly suitable as anti-bed sore articles. In the same way, it is possible to manufacture over-mattresses or anti-decubitus mattresses, in particular decubitus.
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.
The invention will be better understood in the light of the following nonlimiting examples of the preparation of the anti-decubitus material according to the invention, in a discontinuous mode and in a continuous mode. These examples will also highlight the alternative embodiments and the advantages of the invention. The description of the example of the continuous preparation method will be made with reference to the single appended figure, which represents a simplified diagram of a device suitable for the implementation of said method.
EXEMPLESEXAMPLES
EXEMPLE 1 - PRÉPARATION D'UN MATÉRIAU COMPOSITE ANTI-ESCARRES SELON L'INVENTION : GEL DE POLYURÉTHANE DEFORMABLE INCOMPRESSIBLE/MICROSPHÈRES CREUSES DE VERRE -EXAMPLE 1 PREPARATION OF A COMPOSITE ANTI-PRESSURE MATERIAL ACCORDING TO THE INVENTION: INCOMPRESSIBLE DEFORMABLE POLYURETHANE GEL / HOLLOW GLASS MICROSPHERES -
MODE DISCONTINU.DISCONTINUOUS MODE.
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 MAFFAA quantity of 748 g of isocyanates necessary for molding a part is prepared, such as a cushion of 400 x 400 x 23 mm. This isocyanate is an MDI of the 4,4'-diphenylmethane-isocyanate type sold by the company MAFFA
INTERNATIONAL, sous la marque "POLYGEL", référence 30 B.INTERNATIONAL, under the brand "POLYGEL", reference 30 B.
Cet isocyanate est soumis à une forte agitation puis stocké dans un récipient adapté.This isocyanate is subjected to strong stirring and then stored in a suitable container.
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 laThe quantity of polyol necessary for molding the above cushion is prepared, at a rate of 312.5% of the quantity of isocyanates. The polyol used is a butane diol, of the type sold under the brand "POLYGEL 30 A" by the
Société MAFFA INTERNATIONAL. Cela correspond à une quantité de 2 337 g.MAFFA INTERNATIONAL Company. This corresponds to an amount of 2,337 g.
On prépare un volume de microsphères en verre de type 3M Kl 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.A volume of 3M Kl type glass microspheres of nominal density = 0.125 g / cm 3 is prepared, sold by the company OMYA DISTRIBUTION, under the brand name "SCOTCHLITE ® " from 3M. The volume required is 40% of the total volume of isocyanate + polyol.
On introduit le polyol dans l'isocyanate et on agite fortement pendant 10 secondes.The polyol is introduced into the isocyanate and stirred vigorously for 10 seconds.
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.The microspheres are then incorporated into the surface of the mixture and the container is shaken to disperse these microspheres. The total amount of microspheres is then introduced gradually. After approximately two minutes of homogenization in the mixing container equipped with stirring means with blades rotating at 100 revolutions / 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 MATÉRIAU COMPOSITE ANΠ-ESCARRES SELON L'INVENTION : GEL DE POLYURÉTHANE DEFORMABLE INCOMPRESSIBLE/MICROSPHÈRES CREUSES DE VERRE - MODE CONTINU.An incompressible and lightened composite elastomeric material is thus collected, capable of being used as padding in anti-decubitus articles, of the type of those mentioned above. EXAMPLE 2 - PREPARATION OF A COMPOSITE MATERIAL ANΠ-PRESSURES ACCORDING TO THE INVENTION: INCOMPRESSIBLE DEFORMABLE POLYURETHANE GEL / HOLLOW GLASS MICROSPHERES - CONTINUOUS MODE.
Le dispositif à fonctionnement continu, mis en oeuvre dans le présent exemple, est représenté sur la figure unique annexée. Il 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.The continuously operating device, used in this example, is shown in the accompanying single figure. It comprises, on the one hand, means for mixing and bringing the polyol and the isocyanate into contact and, on the other hand, means for incorporating and homogenizing the particulate charge in the polyol / reactive mixture. 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.These means 1 comprise a tank 3 of isocyanate and a tank 4 of polyol connected one and the other to a mixing member 5, via pipes 6 equipped with solenoid valves 7. The member 5 is a turbine provided with a motor M capable of rotating a mixing shaft 8. In addition to this mixing action, the shaft 8 routes the isocyanate / polyol medium to the head 9 of the organ outlet 5. This head 9 is connected to means 2 by means of a supply hose for means 2 in isocyanate / polyol reactive mixtures. The means 2 comprise a hopper 11 containing the glass microspheres and the lower outlet conduit of which is in relation to a feed metering screw 12, actuable by a motor M. This hopper 11 is also equipped with a vibrator 13 with pneumatic supply allowing to fight against the caking of the particulate charge. The dosing screw 12 of the means 2 is capable of bringing the desired quantity of particulate charges into a turbine 13 equipped with a mixing shaft 14, itself driven by a motor M. This shaft 14 allows the homogenization of the particulate charge with the isocyanate / polyol reactive mixture. The resulting composite material is expelled from the turbine 13 by the outlet head 15, to then be collected and used as a raw material for padding and / or protection. The methodology implemented is as follows.
L'isocyanate, 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.The isocyanate, the polyol and the microspheres are identical to those of Example 1. The isocyanate is degassed after having loaded it into tank 3 and the same is done for the polyol contained in tank 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.The hopper 11 is filled with the microspheres, so as to be able to supply the homogenization means 2 (metering and distribution system). The microspheres loaded in the hopper are, if necessary, demolded using the vibrator 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.
The dosing screw 12 is adjusted, as are the shafts 14 and 8 of the turbines 13 and 5 respectively, so that the dosage of the polyol relative to the polyol / isocyanate mixture is 32% by weight and so that the titer volume by particulate charge of the composite material is of the order of 40% volume. The feed flow rate of the turbine 5 is adjusted by the isocyanate 3 and polyol 4 tanks using the metering pump not shown in the drawing. After switching on the device, the composite material according to the invention is produced continuously.