Brevet FR3032868A1 — publié le 20160826

STRUCTURE ET COMPOSITION D'UN EMBOUT DE PROTECTION NON METALLIQUE POUR CHAUSSURE DE SECURITE La présente invention concerne un embout de chaussure de sécurité dont les parois sont composées : d'une enveloppe extérieure et d'une enveloppe intérieure reliées entr'elles par des cloisons. Ces parois et ces cloisons, en matière non métallique possède un module d'élasticité élevé et forment des alvéoles remplies d'élastomère vulcanisable à chaud. Les embouts de sécurité sont répartis en deux groupes : les embouts métalliques, et les embouts en matières organiques. Soit les matières thermo plastiques injectées et les matières thermo durcissables compressées ou stratifiées. Les embouts métalliques tendent à être remplacés par les embouts non métalliques pour leurs avantages, de poids, de résistance chimique, électrique et magnétique. Les inconvénients principaux des non métalliques sont les mauvaises propriétés mécaniques pour les embouts injectés, et le coût élevé pour les thermodur stratifié ou composites. Des solutions de renforcement mécanique des parois par nervurage ont été proposé (Brevet WO 2014007818 ) cette amélioration mécanique permet de gagner du poids mais ne résous pas l'absorption d'énergie de l'impact. D'autre part la complexité de réalisation des moules rend couteuse l'application industrielle. La présente invention de structure et composition d'un embout de protection pour chaussure de sécurité a pour but de remédier à ces inconvénients, car elle permet d'obtenir des propriétés mécaniques importantes, comme la rigidité et la résistance au choc.. Dans tous les cas satisfaisant aux critères de la norme ISO 20344 :2004. La structure Fig. 1A suivant l'invention est basée sur la combinaison de deux matières caractérisée par : Un polymère, ou résine possédant un module d'élasticité compris entre 5 et 20 GPa de préférence d'au moins 15 Giga Pascal .et une résistance à la traction comprise entre 80 et 200 MPa, de préférence de 150 MPa. Ce polymère ou résine constitue les parois extérieure (1 a ) et intérieures (lb) ainsi que les cloisons (1 c) formant des alvéoles vides.(2) Ces alvéoles peuvent avoir une géométrie quelconque, définie par te programme numérique de l'imprimante 3 D. 3032868 2 Un élastomère caoutchouc ou silicone(3) est injecté dans les alvéoles vides(2). Cet élastomère est caractérisé par une vulcanisation ou réticulation à chaud. D'une température d'injection comprise entre 15 et 30°C, de préférence 25 °C, et d'une température de vulcanisation ou de réticulation comprise entre 110 et 200°C 5 de préférence 160°C.La quantité de chaleur nécessaire à cette réaction sera empruntée aux cloisons (1c) formant les alvéoles,(2) ainsi que des parois (1a) et (1 b) contribuant ainsi au refroidissement de l'ensemble. Les propriétés mécaniques du vulcanisat sont caractérisées par un allongement compris entre 200 et 1000% de préférence 500% et d'une dureté Shore comprise 10 entre 30 et 100Sh.de préférence 75 sh. De manière avantageuse, la technologie de fabrication par apport de matière en fusion dénommée encore impression 3D, permet l'injection d'élastomères dans les alvéoles.(2) de forme quelconque de préférence hexagonale. 15 On peut remplir les alvéoles (2)avec un élastomère à froid, mais dans ce cas on ne bénéficiera pas du pompage de chaleur, donc au refroidissement interne de l'embout. Une autre disposition de structure de l'embout de protection représentée FIG. 1B consiste à superposer plusieurs structures élémentaires FIG. lA comme il 20 est décrit ci-dessus. Cet arrangement permet d'obtenir les performances mécaniques désirées, en faisant varier les paramètres d'épaisseur et de volume des alvéoles(3) des cloisons (1c) et de la paroi intermédiaire (1d). L'invention sera mieux comprise avec l'aide de dessins et de la description suivante : 25 La FIG lA représente le principe de la structure d'un d'embout de chaussure de sécurité. Les parois extérieure (1a) intérieure (1b) et cloisons (1c) sont en polymère ou résine possédant un module d'élasticité élevé. L'élastomère (2) est inclus dans les alvéoles (3 ).limité par les cloisons (1c). La Fig. 1B représente une structure complexe à plusieurs structures 30 élémentaires 1A. La FIG. 2 représente la vue de dessus d'un embout de protection de chaussure de sécurité. La FIG. 3 représente la vue en coupe BB de la FIG 2 La FIG 4 représente la vue en coupe CC de la FIG 3 L'invention n'est pas limitée au applications de chaussures de sécurité, mais peut 35 être étendue à tous les articles nécessitant une protection au choc. REVENDICATIONS1) Embout de protection non métallique pour chaussure de sécurité caractérisé en ce qu'il comporte une paroi intérieure (1 b) , une paroi extérieure (1 a) et des cloisons formant des alvéoles vides (2) réalisées en polymère ou résine. 2) Embout selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un élastomère caoutchouc ou silicone (3) est injecté dans les alvéoles (2). 3) Embout selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'injection d'élastomère (3) est réalisé par apport de matière en fusion également dénommée impression 3D. 4) Embout selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le polymère ou la résine présentent un module d'élasticité compris entre 5 et 20 GPa de préférence au moins 15 GPa et une résistance à la traction comprise entre 80 et 200 MPa de préférence 150 MPa. 5) Embout selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les alvéoles (2) ont une forme hexagonale. 6) Embout selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'élastomère (3) possède un allongement compris entre 200 et 1000% de préférence 500% et d'une dureté Shore comprise entre 30 et 100 Sh. de préférence 75 Sh. 7) Procédé de fabrication d'un embout de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en que l'élastomère est vulcanisé ou réticulé à chaud, la température d'injection étant comprise entre 15 et 30°C, de préférence 25°C et la température de vulcanisation ou de réticulation étant comprise entre 110°C et 200°C de préférence 160°C.