Brevet FR2792657A1 — publié le 20001027

-1- PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE FABRICATION D'UNE BANDE DE CONTENTION, BANDE CORRESPONDANTE ET SON UTILISATION. La présente invention concerne les tissus élastiques sous forme de bandes plus ou moins larges utilisées principalement en phlébologie, en angéiologie, en orthopédie ou à usage sportif. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Les articles en tissu élastique, tels que bandes, genouillères, chevillères, coudières et autres orthèses, ou encore tels que ceintures, sont couramment utilisés, enroulés autour d'un membre ou autour du corps, dans des buts de contention et/ ou de soutien. Les bandes généralement connues sont soit des bandes élastiques incorporant en chaîne des fils élastiques, soit des bandes extensibles à élasticité limitée, sans véritable force de rappel et incorporant en chaîne des fils textures ou des fils rigides surtordus. Les bandes du premier type et leurs procédés de fabrication peuvent être illustrés par le brevet US-5.014.403 délivré à George Buese et publié le 14 mai 1991. Un tissu élastique constituant une étape de la production d'une bande destinée à servir de support à une résine polymérisable, version moderne du classique plâtre, pour l'immobilisation d'un membre en cas de fracture par exemple, est obtenu en tricotant des fils élastiques sous tension avec un tissu de fibre de verre. Les bandes du second type peuvent être illustrées par le brevet US-4.984. 566, publié le 15 janvier 1991 et accordé à Takayuki Sekine. Des fibres synthétiques enroulées en spirale sur elles-mêmes ou bien tricotées en zigzag confèerent au tissu résultant une élasticité supérieure à celle des bandes élastiques de l'art antérieur, comme le montrent précisément les courbes tension/allongement. Cependant, dans les deux cas, il est extrêmement difficile de matérialiser la position de la matière qui passe de l'état élastique à un état de déformation permanente. La tension de la bande croissant graduellement jusqu'à la limite d'élasticité, comme le montrent également les courbes publiées dans le brevet US-4.984.566, aucun signe avant-coureur annonce cette limite. -2- On avait donc cherché à évaluer une position d'allongement donné en utilisant des principes d'étalonnage, comme les met en oeuvre l'article de contention décrit dans la demande de brevet FR-2.544.982 déposée par les Etablissements Thuasne & Cie et la Société Thuasne-Paris, et publiée le 2 novembre 1984. Dans cette réalisation, un motif géométrique, en l'espèce les quatre sommets d'un rectangle, est imprimé sur la bande à l'état de repos. La transformation du rectangle en un carré permet de repérer visuellement l'allongement approprié. Toutefois, cette amélioration ne modifie pas en quoi que ce soit la courbe tension/allongement du tissu. Or, il existe des besoins thérapeutiques pour des bandes de contention dont l'allongement est limité, et qui exercent une pression modérée en deça de cette limite. Le brevet US-3.332.416 publié le 25 juillet 1967 décrit une telle bande. Les inventeurs, L. Brickman et al., se proposaient de fabriquer une bande de contention qui ne comprime pas trop la partie du corps traitée, et ne puisse être allongée au delà de sa limite pendant sa mise en place. La solution proposée consistait à utiliser un tissu comportant à la fois des fils élastiques et des fils inextensibles. A l'état de repos de la bande, les fils inextensibles forment des boucles dans le tissu. L'allongement du tissu est limité par les fils inextensibles qui sont totalement tendus quand le tissu est dans un état d'allongement maximum. Le procédé consistant à limiter l'allongement d'un fil élastique par un fil rigide est bien connu, et utilisé dans plusieurs autres domaines des manufactures. Par exemple, la demande de brevet EP-0.216.122 déposée par la Société B.F. Goodrich, et publiée le ler avril 1987, montre comment l'extensibilité d'une courroie peut être contrôlée en disposant en serpentin des fils rigides à l'intérieur du matériau constituant celleci. La mise en oeuvre du procédé est souvent compliquée, et aboutit à la nécessité de fabriquer un tissu spécifiquement conçu dans ce but. La demande de brevet FR-2.509.169 déposée par la Société Molinier S.A, et publiée le 14 janvier 1983, est caractéristique de cette approche. La bande de contention qui est divulguée est exécutée sur des métiers à tricoter à aiguilles du type Rachel, et présente une structure maillée complexe. La bande est principalement caractérisée en ce que l'on réalise longitudinalement une combinaison de chaînettes de fils inextensibles maillés et de fils de chaîne élastiques non maillés mais entrelacés avec les chaînettes -3- inextensibles. Les fils longitudinaux extensibles sont tissés tendus, de sorte qu'après la fabrication, les chaînettes en fils inextensibles sont rétractées et donnent à la bande un aspect gaufré, différent de l'aspect des bandes conventionnelles. Il ressort de l'état de la technique tel que décrit dans les documents cités ci-dessus que l'homme de l'art a clairement identifié les caractéristiques de la bande de contention idéale répondant au mieux aux divers besoins thérapeutiques, mais qu'il n'existe à ce jour sur le marché aucun produit, à la fois facilement manufacturable, et facile à poser pour le praticien et facile à supporter pour le patient. DESCRIPTION GÉNÉRALE DE L'INVENTION La présente invention concerne donc les tissus élastiques sous forme de bandes utilisées principalement en phlébologie, en angéiologie, en orthopédie ou à usage sportif. Elle a précisément pour objets (a) un procédé de fabrication d'une bande de contention élastique d'extensibilité limitée dans le sens longitudinal, (b) le dispositif pour mettre en oeuvre le procédé, et (c) la bande correspondante et son utilisation. De façon conventionnelle, le procédé consiste à combiner longitudinalement, dans un tissu constituant la bande, des fils élastiques et des fils non élastiques, lesquels fils non élastiques sont totalement tendus quand l'allongement du tissu est maximum. Les fils non élastiques peuvent être soit inextensibles, soit texturés donc non rectilignes, mais alors non doués d'élasticité. Toutefois, dans toute la description qui va suivre, et pour une meilleure compréhension de l'invention, les deux formes de tels fils non élastiques seront réunies sous le même vocable de "fils inextensibles". Selon l'invention, la caractéristique essentielle du procédé est que: a) le tissu élastique formé par les fils élastiques est un tissu préexistant élastique; b) les fils inextensibles sont insérés dans le tissu préexistant au moyen d'une machine à coudre formant des points disposés parallèlement les uns aux autres dans le sens longitudinal de la bande, lequel -4- tissu préexistant est soumis pendant le piquage à un allongement relatif prédéterminé. Une caractéristique additionnelle du procédé de fabrication selon l'invention est que ces points sont du type "point de chaînette". Fort avantageusement, la bande est fabriquée en continu, la machine à coudre étant alimentée en amont avec le tissu élastique à une vitesse linéaire inférieure à la vitesse linéaire des moyens de réception en aval, la différence relative de ces vitesses linéaires étant égale à l'allongement relatif du tissu. Un dispositif spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comporte: a) un premier train de cylindres de traction, destinés à alimenter le dispositif avec le tissu élastique, animés d'une première vitesse tangentielle réglable. b) une machine à coudre destinée à former des points avec les fils inextensibles dans le tissu élastique. c) un second train de cylindres de traction, destinés à recevoir le tissu élastique après piquage, animés d'une seconde vitesse tangentielle réglable. Les trains de cylindres sont agencés de telle manière que l'écart relatif entre la première vitesse et la seconde vitesse est égal à l'allongement relatif prédéterminé du tissu. De plus, la machine à coudre comporte un programme pour former des chaînettes disposées parallèlement les unes aux autres dans le sens longitudinal de la bande. De manière avantageuse, les premier et second trains de cylindres sont entraînés par des moteurs pas à pas dont les impulsions de commande sont synchronisées avec le cycle d'introduction des aiguilles de la machine à coudre. La bande de contention fabriquée par le procédé et au moyen du dispositif selon l'invention se caractérise par le fait que la pente de la courbe représentant la tension de la bande en fonction de son allongement relatif augmente brusquement pour une valeur correspondant audit allongement relatif prédéterminé et devient pratiquement infinie. Une caractéristique additionnelle de la bande est que les chaînettes se placent dans le tissu élastique suivant des lignes brisées lorsque celui-ci est en position de repos. -5- La bande de contention selon l'invention constitue une indication thérapeutique pour les cas nécessitant à la fois un enveloppement souple des contours anatomiques et un effet de barrière contrôlant ou empêchant toute déformation. Elle est utilisée préférentiellement en orthopédie, l'effet de barrière étant assimilable à un support rigide, notamment un plâtre, et en phlébologie, cet effet se traduisant par une variation de la pression exercée par la bande favorisant la circulation veineuse et lymphatique. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Les Figures la et lb sont respectivement les courbes tension/allongement relatif d'une bande de contention élastique conventionnelle et d'une bande de contention élastique selon l'invention. La Figure 2 est une vue schématique du dispositif de fabrication selon l'invention. La Figure 3a est une vue en perspective d'une portion de la bande de contention élastique selon l'invention, dans un état d'allongement maximum montrant, à la surface de celle-ci, les chaînettes longitudinales de fils inextensibles parfaitement alignées. La Figure 3b est une vue de profil montrant la bande dans son état d'allongement maximum et dans son état de repos, o les chaînettes forment des lignes brisées. DESCRIPTION D'UNE FORME D'EXÉCUTION PRÉFÉRÉE DE L'INVENTION Les références aux Figures la et lb serviront à expliquer le principe général de l'invention. L'objet du procédé selon l'invention est la modification de la relation tension/allongement d'un tissu élastique de base représentée par la Figure la de façon à obtenir la courbe du type illustré par la Figure lb. La Figure la montre que la tension (T) nécessaire pour produire un allongement relatif (AL/L) donné croît progressivement à partir de l'état de repos (O) pour tendre vers un palier (A) qui marque le passage -6- à un état de déformation permanente, puis augmente de nouveau fortement jusqu'à la limite de rupture (B). En pratique, le dépassement du point d'inflexion (A) est difficile à apprécier. Il n'en est pas de même pour un tissu présentant les caractéristiques illustrées par la Figure lb. La courbe présente un point anguleux (C) correspondant à une brusque augmentation de la pente, qui devient très grande, pratiquement infinie, jusqu'à la limite de rupture (D). En ce point anguleux (C) le tissu passe brusquement de l'état souple à l'état rigide. La pente étant importante, on comprend que ce changement d'état permet de réaliser une véritable barrière sans pour cela engendrer initialement une force considérable, ce qui rend le produit équipé de cette bande facile à poser et facile à supporter. Le procédé selon l'invention assure cette transformation sans modifier sensiblement l'aspect et la texture du tissu d'origine, comme les références aux Figures 2 et 3 serviront à l'expliquer. Il consiste à insérer dans le tissu constituant la bande (1), au moyen d'une machine à coudre (2) du type "point de chaînette", des fils parallèles les uns aux autres et disposés dans le sens longitudinal de la bande (1). Les aiguilles (3) réalisent un mouvement de pénétration et, par l'intermédiaire de leur boucleur, forment les chaînettes (4). Ce sont elles qui vont bloquer et identifier la position d'allongement maximum (point anguleux (C) de la courbe de la Figure lb) obtenue bande (1) tendue. Lorsque le tissu vient en position de repos, sans tension, les chaînettes se positionnent dans le tissu suivant une ligne brisée. Un écart (AL) déterminé entre la position allongée et la position de repos de la bande est obtenu par un réglage approprié du dispositif selon l'invention, qui sera décrit en liaison avec la Figure 2. Un premier train (5) de cylindres (6) de traction alimente la machine à coudre (2) en tissu élastique, qui est reçu après piquage par un second train (7) de cylindres (8). Les deux trains (5, 7), animés respectivement de deux vitesses tangentielles réglables V1 et V2, tendent la bande élastique (1). Leur écart de vitesse en pourcentage se traduit par un allongement relatif de la bande (1) de même valeur. Autrement dit, l'allongement de la bande (1) est obtenu par le différentiel de vitesse entre les deux trains (5, 7) de cylindres. Un asservissement électronique pilote le réglage et la commande de la machine à coudre (2). Pour synchroniser l'ensemble, les -7- moteurs pas à pas qui commandent les trains de rouleaux (5, 7) reçoivent leurs impulsions à partir de l'arbre moteur de la machine à coudre (2). Il est préférable pour la fiabilité de la formation des mailles (4) de caler l'avancement de la bande (1) sur le cycle d'introduction des aiguilles (3). Le tissu élastique ainsi modifié procure des fonctions de service non disponibles aujourd'hui sur le marché. A titre d'exemples non limitatifs, on peut citer, en orthopédie, les sangles à usage de "strapping" et, en phlébologie, les bandes pour faciliter le retour veineux ou lymphatique. En orthopédie ou usage sportif, l'utilisation de cette sangle permet d'envelopper les contours anatomiques ( cheville, genou, coude,...) grâce à la première zone élastique (OC). La bande ainsi posée à la limite de son élasticité n'exerce pas de pression élevée, et elle est donc parfaitement supportable. Si l'articulation de la cheville est soumise, par exemple, à un varus de l'arrière pied, cette position ne pourra pas être atteinte grâce au passage instantané de la bande à l'état rigide, état à partir duquel s'exerce une contre- force très importante s'opposant à celle qui pouvait provoquer l'élongation des ligaments et l'entorse. Dans cette position, la bande crée un effet de barrière assimilable à un plâtre ou à tout autre renfort rigide. En phlébologie et en angéiologie, la bande selon l'invention offre deux avantages: - la possibilité de poser la bande sous une pression maîtrisée et connue, par exemple 30 hPa; la pression de pose est grande et reproductible. - à la marche, sous l'effet de la variation de volume des muscles, elle crée une différence de pression qui facilite la circulation dans le système veineux profond. Cet effet est également provoqué par le franchissement du point anguleux (C). Dans la zone élastique (OC), la bande exerce la pression souhaitée, par exemple 30hPa. Quand les muscles se gonflent, la zone "rigide" est atteinte, la matière textile s'oppose alors à la variation de volume et la pression augmente sensiblement, par exemple à 35hPa. A cet égard, on pourra se reporter utilement aux Figures la et lb. On sait, par application de la loi de Laplace, qu'une bande (1) qui entoure un membre dont, pour simplification, on qualifiera la section de circulaire exerce une pression P=T/R, T étant la tension de la bande et R le rayon de la section précitée. A la suite d'une mise en mouvement du système musculaire, le rayon R1 augmente jusqu'à la valeur R2, la bande (1) étant alors soumise à un allongement L2-L1 tel que L2/Ll=R2/R1. -8- Le bandage offre une grande résistance à la compression exercée par la mobilisation musculaire et la mobilisation des articulations qui tendent à faire varier R1 vers R2. Avec l'emploi d'une bande conventionnelle, cette variation de R1 en R2 augmente la tension Ti donnée à l'origine à la bande (1) en une valeur T2 normalement assez proche de T1 (voir Figure la). En revanche, avec l'emploi de la bande selon l'invention, si la tension donnée à l'origine est maximale et telle qu'elle correspond au point anguleux (C), il est bien clair qu'à toute augmentation de Ri en R2 du rayon du membre entouré par la bande correspond une augmentation considérable de la tension de T1 en T2, même si la différence entre R1 et R2 est infime (voir Figure lb). La bande selon l'invention assure alors un effet de massage important en superficiel et en profondeur, concourant à la réduction de la stase veineuse et à l'accélération du débit. L'effet de massage se caractérise par l'écart de pression exercé par le tissu élastique entre la position des muscles au repos et la position sous effort musculaire. Par développement de la formule de Laplace vue ci-dessus, la relation entre les deux pressions est de la forme: T2 Ri P2=P1. Tl R2 Pour une variation de 5 % de la circonférence du membre, par exemple à la cheville, et pour une bande donnée, on mesure les résultats suivants en considérant la courbe tension/allongement relatif d'une bande de contention élastique conventionnelle et la courbe tension/allongement relatif d'une bande de contention élastique conforme à l'invention (les valeurs indiquées ci-après sont données pour un recouvrement de deux spires de chaque bande élastique). Exemple 1 - Bande de contention élastique conventionnelle R1 =4 cm, R2 = 4,2 cm Allongement à la pose 30 % Deux spires de recouvrement Tension exercée pour deux spires: 50cN/cm x 2 = 100 cN/cm Tension exercée pour deux spires avec l'accroissement d'allongement: 56 x 2 = 112 cN/cm -9- 112 4 P2=P1.., soit P2 = 1,06 P1 4,2 Exemple 2 - Bande de contention élastique conforme à l'invention Rl = 4 cm, R2 = 4,2 cm Allongement à la pose 30 % Deux spires de recouvrement Tension exercée pour deux spires: 50 cN/cm x 2 = 100cN/cm Tension exercée pour deux spires au changement de pente (C): 84 x 2 = 168 cN/cm 168 4 P2 = P1... soit P2 = 1,60 P1 4,2 On observe un écart très important de pression entre la phase repos et la phase d'effort musculaire. La bande objet de l'invention permet au repos un remplissage saphénien par sa contention élastique et, au moment du changement de pente (C), une action sur les veines profondes. Il s'agit donc bien d'une véritable assistance musculaire permanente. Autrement dit, la bande selon l'invention concilie les avantages des bandes élastiques et des bandes extensibles, sans présenter l'inconvénient des bandes extensibles dont on sait qu'elles perdent très rapidement leur niveau de contention. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode d'exécution ci-dessus, donné à titre d'exemple; elle embrasse, au contraire, toutes les variantes possibles de réalisations. -10- REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'une bande (1) de contention élastique d'extensibilité limitée dans le sens longitudinal, consistant à combiner longitudinalement, dans un tissu constituant ladite bande, des fils élastiques et des fils inextensibles, lesdits fils inextensibles étant totalement tendus quand l'allongement dudit tissu est maximum, caractérisé en ce que: a) le tissu élastique formé par lesdits fils élastiques est un tissu préexistant élastique, b) lesdits fils inextensibles sont insérés dans ledit tissu préexistant au moyen d'une machine à coudre (2) formant des points (4) disposés parallèlement les uns aux autres dans le sens longitudinal de ladite bande (1), ledit tissu préexistant étant soumis pendant le piquage à un allongement relatif (AL/L) prédéterminé. 2) Procédé de fabrication d'une bande (1) de contention selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points (4) sont du type "point de chaînette". 3) Procédé de fabrication de bande de contention selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite bande (4) est fabriquée en continu, la machine à coudre (2) étant alimentée en amont avec le tissu élastique à une vitesse linéaire (Vl) inférieure à la vitesse linéaire (V2) des moyens de réception (7) en aval, la différence relative desdites vitesses linéaires (Vl, V2) étant égale à l'allongement relatif (AL/L). 4) Dispositif de fabrication d'une bande (1) de contention spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte: a) un premier train (5) de cylindres de traction (6), destinés à alimenter ledit dispositif avec le tissu élastique, animés d'une première vitesse tangentielle (Vl) réglable, b) une machine à coudre (2) destinée à former des points (4) avec les fils inextensibles dans ledit tissu élastique, c) un second train (7) de cylindres de traction (8), destinés à recevoir ledit tissu élastique après piquage, animés d'une seconde vitesse tangentielle (V2) réglable, et en ce que l'écart relatif entre ladite première vitesse (Vl) et ladite seconde vitesse (V2) est égal audit allongement relatif (AT/T). -11- ) Dispositif de fabrication d'une bande de contention selon la revendication 4, caractérisé en ce que la machine à coudre (4) comporte un programme pour former des chaînettes (4) disposées parallèlement les unes aux autres dans le sens longitudinal de la bande (1). 6) Dispositif de fabrication d'une bande (1) de contention selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les premier et second trains (5, 7) de cylindres (6, 8) sont entraînés par des moteurs pas à pas dont les impulsions de commande sont synchronisées avec le cycle d'introduction des aiguilles de la machine à coudre (2). 7) Bande (1) de contention fabriquée par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et au moyen du dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la pente de la courbe représentant la tension de ladite bande (1) en fonction de son allongement relatif ( L/L) augmente brusquement pour une valeur correspondant audit allongement relatif prédéterminé, et devient pratiquement infinie. 8) Bande (1) de contention selon la revendication 7, caractérisée en ce que les chaînettes (4) se placent dans ledit tissu élastique suivant des lignes brisées lorsque ledit tissu élastique est en position de repos.