Brevet FR2950512A1 — publié le 20110401

Dispositif de protection contre les rayures d'un casque de protection Domaine technique de l'invention L'invention concerne un dispositif de protection contre les rayures, les impacts de graviers et d'insectes applicable aux casques de protection utilisés dans le cadre de sports mécaniques ou autres, tels que les courses de moto, de karting, de voitures. 10 Etat de la technique Les casques de protection, tels que portés par des conducteurs de motos, de kartings, de voitures de courses ou de quads, font souvent l'objet d'une personnalisation par décoration, ou portent des messages publicitaires. Cela permet de valoriser le sponsor 15 ou de renforcer l'image visuelle que le porteur du casque souhaite se donner. Cette personnalisation peut se faire de deux manières, à savoir par des autocollants ou par peinture. On trouve de nombreux autocollants (« stickers ») dans le commerce ; ils sont peu onéreux, amovibles et donc remplaçables. La décoration haut de gamme se fait cependant exclusivement par peinture. Les exigences des clients en matière 20 d'aspect de surface étant élevées, on utilise principalement la technique de la peinture à l'aérographe ; cette technique de décoration convient particulièrement bien pour les casques en fibre polyester ou fibre de carbone. C'est un travail manuel de caractère artistique qui vaut cher. Selon l'état de la technique, on applique sur cette peinture un vernis de protection transparent qui protège les décors et les rend plus durables, mais 25 il est néanmoins difficile d'éviter des éclats de peinture dus à l'impact de grains de sable, graviers, cailloux, insectes ou autres corps solides. Sur une surface d'aspect initialement très soignée, le plus souvent en finition poli-lustré, le moindre éclat est très visible. Il est possible de réparer un éclat, mais cela est, comme la décoration elle-même, un travail de spécialiste qui engendre un coût. Avant de reprendre totalement 30 un décor, il faut décaper l'ancien décor et recréer une surface lisse, exempte de défaut comme substrat pour le nouveau décor. Selon l'état de la technique tel que représenté par des documents brevet, on peut protéger les décors d'un casque de protection par un écran ou film transparent. L'une 35 des difficultés est d'appliquer un film protecteur sur une surface galbée de manière à obtenir un aspect de surface irréprochable. Une autre difficulté est de fixer ce film ou écran sur une surface galbée de manière simple et durable et sans former de bulles5 lors de son application. Une autre difficulté est de fixer ce film de manière amovible, sans endommager le décor lors du démontage du film ou écran. Le brevet US RE 29,742 (société 3M) décrit un casque rigide sur lequel est appliqué une couche de matériau rétro-réfléchissant recouvert ensuite par une coque en matériau transparent, et ceci sur la majeure partie de sa surface. Dans un exemple de réalisation, le matériau transparent de recouvrement est du PVC mis en forme par formage à chaud dans un moule, de manière à entourer le casque de manière élastique, puis collé à l'aide d'un adhésif sur le casque. Cette solution suppose la protection de l'ensemble du casque, ou au moins d'une partie suffisamment grande pour que la coque puisse tenir sur le casque de manière élastique. Une éventuelle pièce de rechange à fournir aurait une forme de type sphérique, serait fragile, encombrante et coûteuse. Le brevet US 4 993 082 (Gentes et. Al.) décrit un procédé de réalisation de couvercle pour un casque de cycliste dans lequel on réalise d'abord une décoration sur un film en matériau transparent, puis on réalise un couvercle de décoration et protection du casque par moulage et l'on fixe enfin par des moyens mécaniques le couvercle de protection au casque. Cette solution de fixation ne fonctionne que sur un casque de vélo pourvu de trous d'aération ; ces trous n'existent pas sur un casque de moto. La demande de brevet FR 2 680 305 (Bonneroy) décrit un couvre-casque amovible et interchangeable confectionné dans un matériau souple. Il a une forme générale ovale dont la partie arrière est resserrée et comporte des moyens de fixation coopérant avec des moyens de fixation présents sur le casque. Le moyen de fixation peut être par exemple un adhésif, un élastique, un lien inséré dans l'ourlet de pourtour du couvre- casque, ou le couvre-casque peut être fabriqué, entièrement ou partiellement, en un matériau auto-adhésif, non-spécifié. Aucun exemple concret n'est donné. Cette solution suppose que le couvre-casque entoure la majeure partie du casque. Le brevet US 5 732 414 (Monica) décrit un casque et un revêtement amovible pour casque. Le revêtement est réalisé à partir d'un film transparent en un matériau polymère souple. Le film peut être appliqué avec ou sans adhésif sur le casque, puis être retiré facilement en le pelant. Afin d'adapter un film plan à une surface tridimensionnelle de casque, on réalise plusieurs entailles dans le revêtement. Ces entailles doivent être réalisées à des endroits bien définis, de manière bien contrôlée, et elles resteront visibles par la suite.35 La demande de brevet US 2006/0117463 (Spinelli) décrit un casque comportant un film de protection et décoration pour casque. Le film est à base de matériau thermorétractable, tel du PVC, ayant de bonnes propriétés de transparence. Le film, sous la forme d'un segment de tube, est prédécoupé et posé autour du casque. Il est appliqué sur le casque, puis est chauffé en utilisant un sèche-cheveux. Le film peut être retiré en le découpant et remplacé par un autre film. Cette solution est peu onéreuse et amovible, mais nécessite une découpe manuelle après l'application du film. L'application au sèche-cheveux peut donner un résultat visuellement imparfait, inhomogène. Selon les connaissances de l'inventeur de la présente demande, aucun de ces produits décrits dans la littérature brevets n'existe sur le marché. La présente invention vise à proposer un film ou écran de protection pour les décors d'un casque de protection, qui soit facile à poser et facile à remplacer sans endommager le décor, et qui ne présente pas les inconvénients des films ou écrans selon l'état de la technique. Objets de l'invention Un premier objet de l'invention est un dispositif de protection contre les rayures et impacts d'un casque de protection, caractérisé en ce que ledit dispositif a été réalisé en un film de polychlorure de vinyle thermoformé. Avantageusement, ledit dispositif a été mis en forme par thermoformage de manière à épouser la forme du segment du casque sur lequel il est destiné d'être apposé. De préférence, le dispositif a été réalisé en polychlorure de vinyle caoutchouteux. Ledit dispositif peut se présenter sous la forme d'une découpe souple pouvant être apposée sur la mentonnière dudit casque ou sur la partie supérieure dudit casque. II peut être fixé sur le casque par simple pression, sans l'utilisation d'une colle ou d'un adhésif ; en cas de besoin, un tel dispositif destiné à être fixé sur la partie supérieure du casque peut être fixé également mécaniquement, à l'aide des vis de fixation de la visière dudit casque, et/ou moyennant des entretoises fixées sur lesdites vis. Un second objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un dispositif selon l'invention, dans lequel : (a) on approvisionne une feuille ou un film en polychlorure de vinyle, (b) on chauffe ladite feuille ou ledit film à une température supérieure à sa température de ramollissement, (c) on applique ladite feuille ou ledit film sur la surface d'une matrice, ladite surface étant galbée, (d) on refroidit ladite feuille ou ledit film. Un dernier objet de l'invention est un procédé d'application d'un tel dispositif sur un casque de protection, dans lequel (a) on approvisionne un dispositif selon l'invention, (b) on applique ledit dispositif par pression sur l'endroit prévu de la surface du casque, ladite surface ayant été préalablement nettoyée. Figures Les figures 1 à 3 se réfèrent à l'invention et montrent différents modes de sa réalisation. La figure 1 montre un dispositif de protection appliqué sur la partie supérieure d'un casque de protection. Les figures 2a et 2b montrent deux variantes d'un dispositif de protection appliqué sur la partie supérieure d'un autre modèle de casque de protection. La figure 3 montre un dispositif de protection appliqué sur la partie inférieure d'un casque de protection. Description de l'invention Selon l'invention, le problème est résolu par un dispositif de protection 1,2,4 transparent thermoformé, qui est apposé contre la surface externe à protéger du casque 7 et qui tient en place par son seul pouvoir collant et électrostatique. De préférence, le thermoformage est effectué de manière à ce que la feuille épouse la forme de la surface sur laquelle il est destiné d'être appliqué. Ce dispositif de protection 1,2,4 peut être fabriqué pour différents marques et modèles de casques 7, car il peut être fabriqué facilement en formes et découpes spécifiques. Les rayons de courbure des casques sont très serrés, ils sont en règle générale inférieurs à 140 mm pour les casques d'adulte et inférieurs à 120 mm pour les casques d'enfants. Le dispositif de protection 1,2,4 selon l'invention est fabriqué en polychlorure de vinyle. Ce matériau est employé sous la forme d'un film ou d'une feuille ayant des dimensions préétablies (ces deux termes étant utilisés ici de manière synonyme). L'épaisseur du film peut typiquement être comprise entre 0,5 et 3 mm, de préférence comprise entre 0,8 mm et 2 mm. On préfère limiter l'épaisseur du film aux dimensions précitées afin d'obtenir un dispositif de protection très fin, en étant complètement transparent, et qui est donc très peu visible sur le casque, qui permet l'ouverture et la fermeture de la visière, tout en assurant une bonne protection du casque contre les rayures et impacts. On préfère un polychlorure de vinyle caoutchouteux à fort pouvoir collant et électrostatique. Un tel matériau est caractérisé par un fort taux d'agent plastifiant, de préférence compris entre 30 et 70% massiques et plus préférentiellement entre 35 et 55%. L'agent plastifiant peut être un plastifiant ou un mélange de plastifiants connus de manière générale. Le plastifiant, de préférence sous forme liquide, peut être choisi avantageusement parmi les dérivés, et de préférence les esters, des acides ou anhydrides phtalique, adipique, sébacique, azélaïque, citrique, glutarique, laurique, trimellitique et phosphorique, tels que le phtalate de di-2-éthylhexyle, le phtalate de diisi-heptyle, le phtalate de di-iso-octyle, le phtalate de di-iso-nonyle, le phtalate de diiso-décyle, le phtalate de n-octyle et de n-décyle, le phtalate de butylbenzyle, les phtalates de alkyle-benzyle, phtalate le phtalate de di-hexyl, le phtalate de butyl-octyle, le phtalate de di-capryle, l'isophtalate de di-2-éthylhexyle, l'adipate de di-2-éthylhexyle, l'adipate de n-octyle et de n'décyle, l'adipate de di-iso-décyle, l'azélate de di-2-éthylhexyle, le trimellitate de tri-2-éthyl-hexyle, le trimellitate de tri-n-octyle, le trimellitate de n-octyle et de n-décyle, le tri-butyl-citrate, le tri-éyhyl-citrate, l'acetyltributyl-citrate, le di-iso-nonyl-adipate, le tri-decyl-adipate. A titre d'exemple, et de manière avantageuse, on peut utiliser, seul ou en mélange, le phtalate de di-octyle (DOP), le phtalate de di-butyle (DBP), le phtalate butyl-benzylique (BBP), le phtalate de di-isononyle (DINP), ou de manière préférée le pthalate de diisodécyle (DIDP) ou le di-2-éthyle-hexyle adipate.35 Le film peut contenir d'autres additifs, tels que des agents stabilisants (par exemple des composé organique de l'étain, du 2,5-thiophenediylbis(5-ter-butyl-1,3-benzoxasol), des agents antistatiques, des agents colorants, des agents ignifugeants. Pour réaliser le dispositif 1,2,4 selon l'invention et lui conférer une bonne résistance aux impacts et une bonne protection du casque en-dessous, on utilise de manière avantageuse un film en polychlorure de vinyle caoutchouteux qui présente les caractéristiques physiques suivantes : un allongement à rupture (selon EN ISO 527) compris entre 300% et 420%; une résistance au déchirement selon DIN 53515 comprise entre 24 et 32 N/mm, une température de rupture au froid (selon ISO 8570) inférieure à -20°C ; une aptitude à la charge selon IEC 61087 « Oui ». On préfère que la température de ramollissement (Vicat) (selon EN ISO 306) soit comprise entre 42 et 54°C. Le dispositif 1,2,4 selon l'invention peut être fabriqué facilement par thermoformage, selon un procédé qui comprend les étapes de mise en place de la feuille thermoplastique, de préférence prédécoupée, le chauffage de ladite feuille à une température supérieure à sa température de ramollissement, sa mise en forme dans ou sur une matrice galbée (qui a avantageusement la même forme que le segment du casque sur lequel le dispositif 1,2,4 doit se coller, ou au moins une forme similaire) et accompagné typiquement de son aspiration à travers des orifices aménagés dans ladite matrice, le refroidissement de la feuille. En refroidissant, la feuille formée garde la forme galbée imposée par le thermoformage sur la matrice. Après refroidissement, en fonction du taux de retrait observé, un découpage sur tout ou partie du pourtour du dispositif, voire des découpages à l'intérieur de celui-ci, peuvent également être envisagés, pour réaliser le dispositif aux dimensions finales. Ce découpage peut être effectué par toute technique appropriée, telle que : le découpage à l'aide d'un outil mécanique (cutter par exemple), le découpage au jet d'eau, le découpage au laser. Le découpage mécanique est préféré, alors que le découpage au laser est susceptible de générer des gaz comportant des composés de chlore, qui peuvent être nocifs. La température de la feuille lors du thermoformage doit être supérieure à son point de ramollissement. Avantageusement, et en particulier pour des feuilles d'une épaisseur comprise entre 0,7 et 2,5 mm, est elle comprise entre 70°C et 110°C, et de préférence entre 75°C et 105°C. Elle dépend légèrement de l'épaisseur de ladite feuille ; à titre d'exemple, pour une feuille d'une épaisseur d'environ 1 mm, la température optimale est comprise entre 75°C et 85°C, alors que pour une feuille d'une épaisseur d'environ 2 mm, la température optimale est située entre 95°C et 105°C. L'inventeur a constaté que le thermoformage ne modifie pratiquement pas la souplesse de la feuille, et ne modifie pas non plus le caractère collant de la feuille. Grâce au thermoformage, le dispositif 1,2,4 épouse parfaitement la forme de la surface sur laquelle il doit être collé. Cela donne un résultat esthétiquement parfait, en permettant l'application aisée du dispositif 1,2,4 sur le casque 7 dont il épouse parfaitement la forme, sans former de bulles d'air. Un film qui convient bien pour la mise en oeuvre de l'invention est un film de PVC souple transparent d'une épaisseur d'environ 1 mm, qui présente les caractéristiques techniques suivantes : Transmission à la lumière visible selon ASTM D 1003: 85% ; Filtration des UV/IR (capacité à filtrer le rayonnement lumineux émis par le soudage à l'arc) selon EN 1598: « Filtre » ; Dureté shore A selon EN ISO 868: 65 Sh A ; Résistance au déchirement selon DIN 53515: 28 N/mm ; Contrainte à la rupture selon EN ISO 527: 12 N/mm2 ; Allongement à la rupture selon EN ISO 527: 390 % ; Allongement après rupture selon EN ISO 527: 76 % ; Conductivité thermique selon ASTM C 177: 0,16 W/mK ; Température de rupture au froid selon ISO 8570 : -40°C ; Température d'utilisation selon EN 1878: mini -25°C, maxi +30°C ; Température de ramollissement (Vicat) selon EN ISO 306: 48°C ; Capacité thermique selon ISO 11357: 1,6 kj/kg K ; Résistance aux UV selon ISO 4892: « Oui » ; Aptitude à la charge (observation d'étincelles ou non après frottement du matériaux mis à la terre) selon IEC 61067: « Oui » ; Résistance surfacique (mesurée en appliquant une tension de 500 V) selon IEC 60093: 4 x 1013 S2/^ ; Absorption d'eau (variation de masse du matériau après séjour dans des conditions d'humidité définies) selon EN ISO 62 : - 0,2% ; Densité selon ASTM D 792: 1,18 g/cm3. A titre d'exemple, pour réaliser le dispositif de protection 2 de la figure 2a, on a utilisé un film polychlorure de vinyle à fort pouvoir collant et électrostatique d'une épaisseur de 1 mm, présentant les propriétés décrites dans le paragraphe précédent. Ce film, qui se présente généralement sous forme d'un rouleau de largeur prédéterminée, est introduit à l'intérieur d'un dispositif comportant une matrice présentant une surface galbée qui représente approximativement la même forme tridimensionnelle que le segment du casque sur lequel sera apposé ledit dispositif de protection. On chauffe le film jusqu'à une température d'environ 80°C, puis on met en marche une pompe à vide pour aspirer l'air existant entre la découpe et la matrice. Ensuite, le film ainsi mis en forme est laissé se refroidir. Après refroidissement, il est procédé à des découpes externes et internes du dispositif de protection 2, notamment pour permettre le passage des charnières 6 de la visière 5 et de la vis de fixation 9 ou des orifices d'aération 10. Après étirement sur la matrice, l'épaisseur du dispositif obtenu est d'environ 0,7 à 0,8 mm. Dans un autre exemple, on utilise un film ayant une épaisseur de 2 mm. Après chauffage à environ 100°C et étirement sur la matrice, l'épaisseur du dispositif mis en forme par thermoformage est d'environ 1,5 mm à 1,6 mm. Dans une variante du procédé, le film est chauffé et positionné à chaud directement sur l'endroit du casque 7 qui est destiné à être protégé par le dispositif 1,2,4, éventuellement après avoir protégé le casque par une couche de matériau thermiquement isolant pour éviter son échauffement. Ainsi, le casque 7 lui-même est utilisé comme matrice, et il suffit deux outils pour fabriquer ledit dispositif : un dispositif de préchauffage du film, qui n'est pas spécifique au casque 7 visé et un gabarit pour découper le dispositif, ce gabarit étant spécifique au casque visé. Un tel procédé de fabrication comporte donc les étapes suivantes : l'approvisionnement du film, le préchauffage dudit film, le formage dudit film sur la partie à protéger du casque 7, le refroidissement, puis la découpe du dispositif. Le dispositif 1,2,4 selon l'invention peut être apposé facilement et durablement sur la surface à protéger du casque 7. Dans un tel procédé d'application selon l'invention protection, on approvisionne un dispositif 1,2,4 selon l'invention, et on applique ledit dispositif par pression sur l'endroit prévu de la surface du casque 7, ladite surface ayant été préalablement nettoyée (typiquement lavée à l'eau et au savon) ou avec un autre produit et une méthode adaptés. Cette application du dispositif 1,2,4 sur la surface du casque 7 ne fait pas intervenir d'outils spécifiques et peut être réalisée de manière très simple par l'utilisateur lui-même. Le dispositif 1,2,4 peut aussi être déposé facilement et sans laisser de trace, par exemple pour être lavé. H est lavable et réutilisable. Après lavage, il peut être apposé de nouveau sur la surface à protéger. La résistance au froid du matériau étant satisfaisante, il garde une souplesse suffisante jusqu'à à une température au-dessous de -10°C. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif 1 selon l'invention s'applique sur la partie supérieure du casque 7 (voir la figure 1), en étant muni de passage pour les 35 orifices d'aération 10. Selon un autre mode de réalisation, qui peut être combiné avec le précédent, le dispositif 4 selon l'invention s'applique sur la mentonnière du casque 7 (voir la figure 3). Selon encore un autre mode de réalisation (voir les figures 2a et 2b), qui peut être combiné avec chacun des deux autres, le dispositif 2 est conçu pour être placé avec ses deux extrémités inférieures sous la visière 5, en prévoyant des passages pour les vis de fixation 6 de la visière 5, et/ou des charnières 9, les entretoises 8 assurant le coulissement pour l'ouverture et la fermeture de la visière 5 (entretoises réalisées typiquement en PVC rigide d'épaisseur égale à 0,4 mm) Ce mode de fixation renforce le maintien du dispositif 2 sur le casque 7, ce qui fait que cette variante convient particulièrement aux pilotes évoluant à très grande vitesse. Le dispositif selon l'invention est peu onéreux. Sa durée de vie est importante car il peut être apposé, puis retiré et lavé avant de procéder à une nouvelle application sur casque. Le matériau de départ est peu coûteux et disponible dans le commerce. Le procédé de fabrication du dispositif est simple. Son apposition sur le casque ne nécessite pas de matériel spécifique, et en cas d'erreur de positionnement, il peut être déposé et repositionné sans dommage. Le résultat esthétique est excellent, aucune bulle d'air n'apparaissant lors de son application. Le dispositif reste ainsi accroché au casque de par ses propriétés d'électricité statique, et ceci même lorsqu'il est utilisé pour se déplacer à des grandes vitesses, sans qu'il se décolle ou qu'il flotte dans l'air. Dans une variante (non illustrée sur les figures), un logo et/ou un dessin pourraient être imprimés sur le dispositif de protection, celui-ci restant en grande partie transparent. 25 La présente invention n'est bien évidemment pas limitée à la protection de décors sur un casque 7. Elle peut aussi viser à protéger une couche réfléchissante, appliquée dans un but d'accroître la sécurité de son porteur, ou plus généralement tout type de surface de casque de protection. Par ailleurs, en utilisant des agents stabilisants 30 adéquats, le dispositif de l'invention peut également être prévu pour protéger la peinture du casque contre les rayonnements UV, ce qui améliore encore sa durée de vie. REVENDICATIONS1. Dispositif de protection (1,2,4) contre les rayures et impacts d'un casque de protection (7), caractérisé en ce que ledit dispositif a été réalisé en un film de polychlorure de vinyle thermoformé. 2. Dispositif (1,2,4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif a été mis en forme par thermoformage de manière à épouser la forme du segment du casque (7) sur lequel il est destiné d'être apposé. 3. Dispositif (1,2,4) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit dispositif (1,2,4) a été réalisé en polychlorure de vinyle caoutchouteux. 4. Dispositif (1,2,4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif (1,2,4) a été réalisé en polychlorure de vinyle comportant une proportion massique d'agent plastifiant comprise entre 30% et 70%, et de préférence entre 35% et 55%. 5. Dispositif (1,2,4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif (1,2,4) se présente sous la forme d'une découpe souple pouvant être apposée sur la mentonnière dudit casque (7) etlou sur la partie supérieure dudit casque (7). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est fixé sur le casque (7) par simple pression, sans l'utilisation d'une colle ou d'un adhésif. 7. Procédé de fabrication d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel : a. on approvisionne une feuille ou un film en polychlorure de vinyle, b. on chauffe ladite feuille ou ledit film à une température supérieure à sa température de ramollissement , c. on applique ladite feuille ou ledit film sur la surface d'une matrice, ladite surface étant galbée, d. on refroidit ladite feuille ou ledit film. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite feuille ou ledit film est constitué de polychlorure de vinyle comportant une proportion massique d'agent plastifiant comprise entre 30% et 70%, et de préférence entre 35% et 55%. 9. Procédé d'application d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 sur un casque de protection, dans lequel a. on approvisionne un dispositif (1,2,4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, b. on l'applique ledit dispositif par pression sur l'endroit prévu de la surface du casque (7), ladite surface ayant été préalablement nettoyée. 10. Casque de protection pour sport automobile caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 6.15