EP1098575A1 - Complexe textile pour la realisation de vetements de protection thermique - Google Patents

Complexe textile pour la realisation de vetements de protection thermique

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EP1098575A1
EP1098575A1 EP99932966A EP99932966A EP1098575A1 EP 1098575 A1 EP1098575 A1 EP 1098575A1 EP 99932966 A EP99932966 A EP 99932966A EP 99932966 A EP99932966 A EP 99932966A EP 1098575 A1 EP1098575 A1 EP 1098575A1
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EP
European Patent Office
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complex
lining
beads
fabric
textile
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EP99932966A
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EP1098575B2 (fr
EP1098575B1 (fr
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Thierry Lanier
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Original Assignee
Europrotect France SA
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Application granted granted Critical
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Definitions

  • the present invention relates to a textile complex for the production of thermal protection clothing.
  • the complex in question aims to provide thermal protection against heat and flame, by being used for the production of clothing for firefighters but also, more generally, in other areas of activity where there is a risk of burns due to heat or flame.
  • the firefighters used in France a leather jacket equipped with an interior lining of comfort in cotton or wool. Such a jacket does not have appropriate internal thermal protection.
  • the jackets used by firefighters are textile-based, either without a sealing barrier, which reduces thermal protection, or with a non-vapor permeable sealing barrier d water, which prevents evaporation of perspiration and increases the problem of heat stress.
  • Heat stress is a physiological phenomenon resulting from the rise in the internal temperature of the body, occurring under the effect of external factors such as a hot atmosphere, or under the effect of a significant and prolonged effort. Heat stress results in a rise in the internal temperature of the body which no longer manages to thermoregulate, which can lead to discomfort, even fainting or a heart attack.
  • a jacket must meet a certain number of criteria, in particular protection against radiant heat, protection against convective heat, have good thermal stability of the constituent materials, meet criteria of pure flammability, and have good waterproofing.
  • a jacket must allow an operator to protect it in extreme accidental conditions, in particular by providing him with a flight time. This is particularly how to protect a firefighter from a phenomenon of "flash-over". Flash-over is a very rapid transition stage in the development of an urban fire, which occurs when the gases and vapors present in a room reach a temperature of 500 to 600 ° C and suddenly ignite. In a fraction of a second, the temperature rises from 500 to 1000 ° C, corresponding to an incident heat flux of the order of 40 kW / m. An operator should be allowed to resist this sudden increase in temperature long enough to be able to move away from the fire.
  • Such a textile complex comprises an outer protective fabric made of a non-flammable material, for example based on aramid, meta-aramid or polyamide imide fiber.
  • This fabric incorporates thermal protection qualities, provides mechanical performance of resistance to abrasion and tears, and has undergone a water repellent treatment to make it water and water repellent in general.
  • Behind this protective fabric is a waterproof and breathable membrane, generally fixed on a textile surface ensuring its mechanical resistance, allowing to pass the water vapor resulting for example from the perspiration of a user, but not the water under its liquid form.
  • this membrane provides a windproof effect, which contributes to the thermal insulation of the jacket by slowing down the penetration of heat flows.
  • thermal insulator constituted by a three-dimensional knitted mesh, as described in the document EP 0443991, or by a felt capable of trapping air, as described in the document EP 0 364 370.
  • This thermal insulator is generally sewn on a lining.
  • Such a jacket has the advantage of ensuring excellent thermal protection under an extremely high heat flux of 40 kW / m 2 , of very high efficiency, or even too high because, by its high insulating power, it does not allow the user to be sensitive to heat to heat fluxes of 0 to 1 kW / m 2 'corresponding to the usual working conditions of the fire brigade, and to detect a possible danger.
  • the overprotected operator, under these conditions, may have to take risks that are not measured due to a deterioration in the perception of the heat flow.
  • Such a jacket is also uncomfortable insofar as it is thick and heavy, and where it is charged with water, in particular at the level of the thermal insulating material, which can result, in the event of a sudden rise in temperature, by a vaporization of this water which can burn the operator.
  • FIGS 1 and 2 represent two graphs which illustrate the behavior of different complexes intended to produce clothing for firefighters, taking into account the European standard EN 469.
  • FIG. 1 illustrates the evolution of the heat transmission factor TF% which is the ratio of the heat flow which has passed through the product over the incident heat flow Q 0 .
  • Incident heat flow is the heat flow generated by a thermal source to which the sample is exposed.
  • FIG. 2 illustrates the evolution of the alert time T. 12 as a function of the incident heat flow Q 0 .
  • the alert time is the time after which the user painfully feels the heat. We are trying to obtain a T.12 of around 15 seconds for an incident flux of 40 kW / m.
  • the products used are the following:
  • Fabric fabric reference 4781 from the company DMC Tissus Techniques, Twill 2/1, 195 g / m 2 , in Nomex Delta TA from Dupont de Nemours, blend of 75% meta aramid fibers, 23% para aramid fibers and 2% anti-static fibers.
  • Membrane Reference 89/55 from the company Proline, waterproof and breathable microporous membrane in flame retardant Polyurethane of about 40 g / m 2 , laminated on an Sontara Nomex SL Type E-89 nonwoven, mixture of meta and para aramid of about 90 g / m 2 .
  • Mesh three-dimensional mesh reference AR220 from the company TTI, 220 g / m 2 , in Nomex T450, 100% meta aramid.
  • Felt needle felt from DUFLOT, 120 g / m 2 , Nomex, 100% aramid.
  • the object of the invention is to provide a textile complex for making clothing, which is light and comfortable, which, under usual operating conditions (flux from 0 to 1 kW / m 2 approximately), transmits heat relatively well (which corresponds to a high TF%) and quickly alerts the operator of the presence of a danger (which corresponds to a low T. 12 ), and which, under critical conditions, such as a resulting heat flux a flash-over phenomenon (flow of around 40 kW / m), ensures for a sufficient period of time and in compliance with standards, a high insulation rate (i.e. a low TF%), in order to assure the operator a reasonable leak time.
  • this complex must allow rapid drying when wet.
  • the textile complex that it concerns of the type comprising at least one fabric or textile tablecloth, made of a non-flammable material, intended to form the external face of the complex and a lining of comfort and cleanliness intended to form the inner face of the complex, is characterized in that on the inner face of the fabric and / or on the outer face of the lining are arranged beads of textile material having substantially the same orientation, fixed by binding on the fabric and / or on the lining during its manufacture, to form an integral part thereof, and delimiting between the fabric and the lining of the air-filled channels.
  • the beads define with the lining, on the one hand, and the wall of the complex opposite the lining, on the other hand, channels which are filled with air.
  • the beads are made of a material which is not very compressible under the effect of an increase in heat. This maintains a sufficient volume of insulating air to provide protection, including under the effect of large heat flows (around 40 kW / m 2 for example).
  • each bead is made from thermostable fibers, such as para-aramid.
  • each bead is constituted by a bundle of wires assembled to each other, for example two twists of Nm 8/2 twisted together.
  • Such a structure is less compressible than an equivalent title yarn composed of one end.
  • each bead is fixed to the lining by binding with the threads of this lining, during the manufacture of the latter.
  • the thickness of each bead is greater than 0.3 mm, and preferably between 1 and 10 mm, and the spacing of the beads is greater at 2 mm, and preferably between 2 and 15 mm.
  • the beads and the channels which they delimit have a general longitudinal orientation clothing, especially vertical in the case of a jacket, promoting air circulation by a natural phenomenon of convection.
  • Figure 1 represents a series of curves showing the evolution of the heat transmission factor TF% as a function of the incident heat flow ⁇ 0 ;
  • Figure 2 represents a series of curves showing the evolution of the warning time T12 as a function of the incident heat flow ⁇ 0 ;
  • Figure 3 is an exploded perspective view of the various constituent layers of the complex
  • Figure 4 is a sectional view of this complex, transversely to the beads which comprises it;
  • Figure 5 is a partially cutaway perspective view of a jacket part made from the complex of Figures 1 and 2.
  • the complex shown in the drawing comprises an outer protective fabric 2 made of a non-flammable material, consisting of a fabric reference 4781 from the company DMC Tissus Techniques, Twill 2/1, 195 g / m 2 , in Nomex Delta TA from Dupont de Nemours, blend of 75% meta aramid fibers, 23% para aramid fibers and 2% antistatic fibers.
  • a waterproof and breathable membrane consisting of the reference 89/55 from the company Proline, microporous waterproof and breathable membrane in flame retardant polyurethane of about 40 g / m 2 , laminated on a non woven Sontara Nomex SL Type E-89, mixture of meta and para aramid of approximately 90 g / m 2 .
  • the complex finally comprises a lining 4 consisting for example of a fabric reference 4948 from the company DMC Tissus Techniques, Canvas 120 g / m 2 , in Nomexp / Viscose FR, mixture of 50% meta aramid fibers and 50% viscose fibers Flame retardant in the mass.
  • a series of continuous parallel beads 5 representing a surface mass of 70/80 g / m 2 , constituted in the present case of yarn of fibers made of 100% para aramid Nm 8/2/2 (twist of 2 ends of Nm 8/2).
  • the lining is constituted by a fabric, the connection of the beads with the fabric is obtained during weaving, by a particular evolution of certain bottom threads of said fabric.
  • each bead is of the order of 1 mm, and the spacing of the beads is of the order of 10 mm.
  • FIG. 5 represents a jacket 6 produced from the textile complex which has just been defined, and in which the beads 5 are oriented vertically.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate the behavior of a complex I according to the invention.
  • This complex has the advantage, compared to certain existing complexes, of being lighter and more flexible, the beads 5 advantageously replacing a felt intended to trap air. These beads are lighter and more flexible than such a felt or a three-dimensional knitted fabric.
  • the pumping and water storage capacities of the insulating complex of the invention are practically reduced to those of the lining used as support for the beads, which in its form of embodiment as described above represents 2.5 times its dry weight.
  • that of complex F using a felt, which acts like a sponge is 10 times its dry weight.
  • the lining serving as support for the complex of the invention is transformed into an exchange surface for the sweating water (which it absorbs) with the air circulating in the channels formed. by these so-called beads, accelerating evaporation and allowing the body to thermoregulate much faster. The appearance of thermal stress is thus delayed or even eliminated, in particular under the usual working conditions 0-1 kW / m 2 .
  • This low water absorption capacity of the complex according to the invention also has the advantage of limiting the risk of burning by vaporization of the water trapped in the jacket in the event of exposure to a brutal flow of heat.
  • the volume of air maintained in the channels ensures satisfactory thermal insulation by limiting rapid heat transmission under critical conditions (flow of the order of 40 kW / m 2 ).
  • the structure of this complex also ensures good sensitivity to heat under normal conditions of use, and therefore a low alert time T. 12 , due to its low areal mass, as shown in Figure 2.
  • This time alert under normal conditions approaches that of leather + lining complexes, recognized as being more reassuring than that of traditional textile complexes that are too insulating (curves E and F).
  • the complex according to the invention provides good comfort at low energy, 0 to 1 kW / m 2 (usual working conditions) comparable to that of the leather + lining complexes recognized as posing few thermal stress problems, which results in a relatively high TF% (good heat transmission).
  • TF% good heat transmission
  • it has, for high incident heat flows (around 40 kW / m 2 ), a heat transmission factor TF%, low (good insulation), comparable to that of much heavier complexes, less comfortable and retaining much more the water.
  • the invention is not limited to the sole embodiment of this textile complex nor to its sole application to the production of a jacket, on the contrary it embraces all variants.
  • the lining could be made of a material other than fabric, it could be associated with a membrane or a film, the beads could be discontinuous and / or could be made of another material, such as silicone, or fixed by other means such as by gluing or stitching on the lining, or that the complex could be constituted by two layers not linked together, such as pants and overpants on the face interior of which are arranged beads, without departing from the scope of the invention.

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Description

COMPLEXE TEXTILE POUR LA REALISATION DE VETEMENTS DE PROTECTION THERMIQUE
La présente invention a pour objet un complexe textile pour la réalisation de vêtements de protection thermique. Le complexe dont il s'agit vise à permettre d'assurer une protection thermique contre la chaleur et les flammes, en étant utilisé pour la réalisation de vêtements pour les sapeurs-pompiers mais aussi, d'une manière plus générale, dans d'autres domaines d'activité où existe un risque de brûlures lié à la chaleur ou aux flammes.
De façon assez ancienne, les sapeurs-pompiers utilisent en France une veste en cuir équipée d'une doublure intérieure de confort en coton ou en laine. Une telle veste ne comporte pas de protection thermique interne appropriée. Dans d'autres pays, les vestes utilisées par les sapeurs-pompiers sont à base de textile, soit sans barrière d'étanchéité, ce qui entraîne une réduction de la protection thermique, soit avec une barrière d'étanchéité non perméable à la vapeur d'eau, ce qui empêche l'évaporation de la transpiration et augmente le problème de stress thermique. Le stress thermique est un phénomène physiologique résultant de l'élévation de la température interne du corps, se produisant sous l'effet de facteurs extérieurs tels qu'une ambiance chaude, ou sous l'effet d'un effort important et prolongé. Le stress thermique se traduit par une élévation de la température interne du corps qui ne parvient plus à se thermoréguler, ce qui peut entraîner des malaises, voire une syncope ou un accident cardiaque. On sait aujourd'hui que lorsque la température du corps dépasse de + 1 ,5°C la température normale, les facultés de jugement et de réaction sont altérées au point d'entraîner des accidents en milieux dangereux. La dernière étude sur les décès de sapeurs pompiers au U.S.A. annonce seulement 8 % de décès par brûlure, 42 % des décès sont dus directement au stress thermique et les 50 % restants sont des accidents sans cause apparente mais que les spécialistes rapprochent de plus en plus d'accidents stupides liés à une altération du jugement liée au stress thermique.
Il existe une directive européenne relative aux équipements de protection individuelle utilisés notamment par les sapeurs-pompiers. Une veste doit posséder un certain nombre de critères, notamment de protection contre la chaleur radiante, de protection contre la chaleur convective, posséder une bonne stabilité thermique des matériaux constitutifs, remplir des critères d'ininflammabilité pure, et posséder une bonne imperméabilité.
En outre, une veste doit permettre à un opérateur de le protéger dans des conditions extrêmes à caractère accidentel, notamment en lui ménageant un temps de fuite. C'est ainsi notamment qu'il convient de protéger un sapeur-pompier vis à vis d'un phénomène de "flash-over" . Le flash-over est une étape de transition très rapide du développement d'un feu urbain et qui se produit lorsque les gaz et les vapeurs présents dans une pièce atteignent une température de 500 à 600° C et s'enflamment soudainement. En une fraction de seconde, la température monte de 500 à 1000° C, correspondant à un flux de chaleur incident de l'ordre de 40 kW/m . Il convient de permettre à un opérateur de résister à cette augmentation brutale de température suffisamment longtemps pour pouvoir s'écarter du foyer.
Il est connu de réaliser un complexe textile permettant d'atteindre ces objectifs. Un tel complexe textile comprend un tissu extérieur de protection réalisé en un matériau ininflammable, par exemple à base de fibre aramide, méta-aramide ou polyamide imide. Ce tissu intègre des qualités de protection thermique, apporte des performances mécaniques de résistance à l'abrasion et aux déchirures, et a subi un traitement hydrofuge pour le rendre déperlant à l'eau et aux liquides chimiques d'une manière générale. Derrière ce tissu de protection se trouve une membrane imperméable et respirante, généralement fixée sur une surface textile assurant sa tenue mécanique, permettant de laisser passer la vapeur d'eau résultant par exemple de la transpiration d'un utilisateur, mais pas l'eau sous sa forme liquide. En outre cette membrane procure un effet coupe-vent, qui participe à l'isolation thermique de la veste en ralentissant la pénétration des flux de chaleur. Sous la membrane est disposé un isolant thermique constitué par un tricot maille tridimensionnel, comme décrit dans le document EP 0443991 , ou par un feutre susceptible d'emprisonner de l'air, comme décrit dans le document EP 0 364 370. Cet isolant thermique est généralement cousu sur une doublure de propreté.
Une telle veste présente l'avantage d'assurer une excellente protection thermique sous un flux de chaleur extrêmement élevé de 40 kW/m2, d'une efficacité très importante, voire trop importante car de par son fort pouvoir isolant elle ne permet pas à l'utilisateur d'être sensible à la chaleur à des flux de chaleur de 0 à 1 kW/m2' correspondant aux conditions habituelles de travail des sapeurs pompiers, et de détecter un éventuel danger. L'opérateur surprotégé, dans ces conditions, peut être amené à prendre des risques non mesurés en raison d'une altération de la perception du flux de chaleur. Une telle veste est également peu confortable dans la mesure où elle est épaisse et lourde, et où elle se charge en eau, notamment au niveau du matériau isolant thermique, ce qui peut se traduire, en cas d'élévation brutale de température, par une vaporisation de cette eau susceptible de brûler l'opérateur.
En outre, lorsque la veste est mouillée, à la suite d'une intervention en milieu humide ou d'un lavage, le feutre ou le tricot maille absorbent beaucoup d'eau, ce qui entraîne une durée importante de séchage pendant laquelle la veste n'est pas utilisable. Les figures 1 et 2 représentent deux graphiques qui illustrent le comportement de différents complexes destinés à réaliser des vêtements pour sapeurs-pompiers, tenant compte de la norme européenne EN 469.
La figure 1 illustre l'évolution du facteur de transmission de chaleur TF% qui est le rapport du flux de chaleur qui a traversé le produit sur le flux de chaleur incident Q0. Le flux de chaleur incident est le flux de chaleur généré par une source thermique à laquelle l'échantillon est exposé.
La figure 2 illustre l'évolution du temps d'alerte T.12 en fonction du flux de chaleur incident Q0. Le temps d'alerte est le temps à l'issue duquel l'utilisateur ressent de façon douloureuse la chaleur. On cherche à obtenir un T.12 d'environ 15 secondes pour un flux incident de 40 kW/m .
Les différentes courbes représentées aux figures 1 et 2 ont été obtenues par réalisation de mesures sur les produits ou complexes suivants, selon la méthode de la norme EN 366 telle qu'elle est décrite dans son projet de révision CEN/TC162/WG2/N266 du 27/01/97 : A = cuir
B = cuir + doublure coton C = cuir + doublure laine
D = tissu + membrane + non tissé 90 g/m + doublure 120 g/m E = tissu + membrane + maille 220 g/m2 + doublure 120 g/m2
F ≈ tissu + membrane + feutre 120 g/m2 + doublure 120 g/m2 A titre d'exemples, les produits mis en oeuvre sont les suivants :
Tissu : tissu référence 4781 de la société DMC Tissus Techniques, Sergé 2/1 , 195 g/m2, en Nomex Delta TA de Dupont de Nemours, mélange de 75 % de fibres meta aramide, 23 % de fibres para aramide et 2 % de fibres antistatiques.
Membrane : Référence 89/55 de la société Proline, membrane microporeuse imperméable et respirante en Polyuréthanne ignifuge d'environ 40 g/m2, contrecollée sur un non tissé Sontara Nomex SL Type E-89, mélange de meta et para aramide d'environ 90 g/m2.
Doublure : tissu réf 4948 de la société DMC Tissus Techniques, Toile, 120 g/m2, en Nomex /Viscose FR, mélange de 50 % de fibres meta aramide et de 50 % de fibres viscose Ignifugée dans la masse. Non tissé : Sontara Nomex SL Type E-89, mélange de meta et para aramide d'environ 90 g/m2.
Maille : maille tridimensionnelle référence AR220 de la société TTI, 220 g/m2, en Nomex T450, 100 % meta aramide.
Feutre : feutre aiguilleté de la société DUFLOT, 120 g/m2, en Nomex , en 100 % aramide.
Ces différentes courbes récapitulent parfaitement les avantages et inconvénients des différentes vestes connues qui ont été présentées ci- dessus.
Le but de l'invention est de fournir un complexe textile pour réalisation de vêtements, qui soit léger et confortable, qui, en conditions habituelles d'intervention (flux de 0 à 1 kW/m2 environ), transmette relativement bien la chaleur (ce qui correspond à un TF % élevé) et alerte rapidement l'opérateur de la présence d'un danger (ce qui correspond à un T.12 faible), et qui, dans des conditions critiques, telles qu'un flux de chaleur résultant d'un phénomène de flash-over (flux de l'ordre de 40 kW/m ), assure pendant une période de temps suffisante et en conformité avec les normes, un fort taux d'isolation (soit un TF % faible), afin d'assurer à l'opérateur un temps de fuite raisonnable. En outre, ce complexe doit permettre un séchage rapide lorsqu'il est mouillé. A cet effet, le complexe textile qu'elle concerne, du type comportant au moins un tissu ou une nappe textile, réalisé en un matériau ininflammable, destiné à former la face extérieure du complexe et une doublure de confort et de propreté destinée à former la face intérieure du complexe, est caractérisé en ce que sur la face intérieure du tissu et/ou sur la face extérieure de la doublure sont disposés des bourrelets en matériau textile possédant sensiblement la même orientation, fixés par liage sur le tissu et/ou sur la doublure lors de sa fabrication, pour en faire partie intégrante, et délimitant entre le tissu et la doublure des canaux remplis d'air. Les bourrelets délimitent avec la doublure, d'une part, et la paroi du complexe en vis-à-vis de la doublure, d'autre part, des canaux qui sont remplis d'air. Cet air n'est pas statique mais peut circuler, dans la mesure où il n'est pas emprisonné, par un maillage serré, comme c'est le cas par exemple avec des structures de type tricot maille tridimensionnel ou filet. Ainsi, en conditions normales d'utilisation (0 à 1 kW/m2 de flux thermique), il n'y a pas de rétention d'eau dans ces canaux, ni de surchauffe importante de l'air. Inversement, lors d'une augmentation très brutale de température (environ 40 kW/m2 de flux thermique par exemple), la quantité d'air se trouvant dans les canaux délimités par les bourrelets constitue une isolation thermique suffisante, et satisfaisant à la norme EN 469, pour permettre à l'opérateur de s'éloigner du lieu dangereux.
Cette simplicité de structure contribue à la légèreté du vêtement obtenu, et par suite à son confort. Celui-ci est renfoncé par la circulation d'air dans les canaux, qui favorise l'évaporation de l'eau de sudation absorbée par la doublure. En effet, il est connu que pour aider la thermorégulation du corps, il est absolument primordial de permettre l'évaporation de l'eau de sudation. Lorsque la température du corps monte, le mécanisme de transpiration intervient pour refroidir le corps par évaporation de la sueur. Si l'eau de sudation ne peut pas s'évaporer et s'accumule sous forme liquide dans les différentes couches textiles, le mécanisme thermorégulant de la sudation est neutralisé et la température du corps continue de monter. Ces caractéristiques, d'une part, améliorent la thermorégulation du corps de l'opérateur et diminuent le stress thermique et, d'autre part, facilitent le séchage du vêtement lorsque celui- ci a été mouillé, au cours d'une intervention, ou pour son entretien. En effet, de par sa structure très réduite les capacités d'absorption et de stockage d'eau de l'invention se réduisent pratiquement à celles de la doublure supportant les bourrelets, comparativement à celles d'un feutre qui agit comme une éponge. L'inconvénient principal des complexes actuels, tels que les feutres ou tricots maille tridimensionnels, étant précisément leur faible propension à permettre l'évaporation de la transpiration. Ils ont au contraire tendance à l'absorber et à la stocker.
Avantageusement les bourrelets sont réalisés en un matériau peu compressible sous l'effet d'une augmentation de chaleur. Cela permet de maintenir un volume d'air isolant suffisant pour assurer la protection, y compris sous l'effet de flux de chaleur importants (environ 40 kW/m2 par exemple).
Suivant une première forme d'exécution de ce complexe, chaque bourrelet est réalisé à partir de fibres thermostables, telles qu'en para-aramide.
Avantageusement dans ce cas chaque bourrelet est constitué par un faisceau de fils assemblés les uns aux autres, par exemple deux retords de Nm 8/2 retordus ensemble. Une telle structure est moins compressible qu'un fil de titre équivalent composé d'un seul bout. Suivant une possibilité, toujours dans le cas de ce type de bourrelet, chaque bourrelet est fixé à la doublure par liage à l'aide de fils de cette doublure, lors de la fabrication de celle-ci.
Afin d'assurer le ménagement d'un volume d'air suffisant entre les bourrelets, l'épaisseur de chaque bourrelet est supérieure à 0,3 mm, et de préférence comprise entre 1 et 10 mm, et l'écartement des bourrelets est supérieur à 2 mm, et de préférence compris entre 2 et 15 mm.
Afin de favoriser la circulation de l'air, dans le cas d'un vêtement réalisé à partir d'un complexe textile, tel que celui qui vient d'être défini, les bourrelets et les canaux qu'ils délimitent possèdent une orientation générale longitudinale au vêtement, et notamment verticale dans le cas d'une veste, favorisant la circulation d'air par un phénomène naturel de convection.
Il est possible de prévoir entre le tissu extérieur de protection et la doublure une membrane imperméable et respirante laissant passer la vapeur d'eau mais pas l'eau sous forme liquide, cette membrane possédant également un effet de coupe-vent, favorable à la protection thermique.
De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemples non limitatifs, une forme d'exécution de ce complexe textile et une forme d'exécution d'une veste obtenue à l'aide de ce complexe :
Figure 1 représente une série de courbes montrant l'évolution du facteur de transmission de chaleur TF % en fonction du flux de chaleur incident φ0 ;
Figure 2 représente une série de courbes montrant l'évolution du temps d'alerte T12 en fonction du flux de chaleur incident φ0 ;
Figure 3 est une vue en perspective éclatée des différentes couches constitutives du complexe ; Figure 4 est une vue en coupe de ce complexe, transversalement aux bourrelets que comporte celui-ci ;
Figure 5 est une vue en perspective partiellement arrachée d'une partie de veste réalisée à partir du complexe de figures 1 et 2.
Le complexe représenté au dessin comprend un tissu extérieur de protection 2 réalisé en un matériau ininflammable, constitué d'un tissu référence 4781 de la société DMC Tissus Techniques, Sergé 2/1 , 195 g/m2, en Nomex Delta TA de Dupont de Nemours, mélange de 75 % de fibres meta aramide, 23 % de fibres para aramide et 2 % de fibres antistatiques. Contre ce tissu extérieur est disposée une membrane imperméable et respirante, constituée de la référence 89/55 de la société Proline, membrane microporeuse imperméable et respirante en Polyuréthanne ignifuge d'environ 40 g/m2, contrecollée sur un non tissé Sontara Nomex SL Type E-89, mélange de meta et para aramide d'environ 90 g/m2. Le complexe comprend enfin une doublure 4 constituée par exemple d'un tissu référence 4948 de la société DMC Tissus Techniques , Toile 120 g/m2, en Nomexp/Viscose FR, mélange de 50 % de fibres meta aramide et 50 % de fibres viscose Ignifugée dans la masse. Sur la doublure 4 est fixée, du côté tourné vers la membrane 3, une série de bourrelets continus 5 parallèles représentant une masse surfacique de 70/80 g/m2, constitués dans le cas présent de filé de fibres en 100 % para aramide Nm 8/2/2 (retord de 2 bouts de Nm 8/2). Dans la mesure où la doublure est constituée par un tissu, la liaison des bourrelets avec le tissu est obtenue lors du tissage, par une évolution particulière de certains fils de fond du dit tissu.
Il doit être précisé que, dans le complexe représenté aux figures 3 à 5, les couches 2, 3 et 4 ne sont généralement pas assemblées, mais simplement juxtaposées. Cependant il est tout à fait possible que certaines de ces couches soient assemblées par collage par exemple, dans le cas de besoins spécifiques.
L'épaisseur de chaque bourrelet est de l'ordre de 1 mm, et l'écartement des bourrelets est de l'ordre de 10 mm.
La figure 5 représente une veste 6 réalisée à partir du complexe textile qui vient d'être défini, et dans laquelle les bourrelets 5 sont orientés verticalement.
Les courbes des figures 1 et 2 illustrent le comportement d'un complexe I selon l'invention.
Ce complexe présente l'avantage, par rapport à certains complexes existants, d'être plus léger, et plus souple, les bourrelets 5 remplaçant avantageusement un feutre destiné à emprisonner de l'air. Ces bourrelets sont plus légers et plus souples qu'un tel feutre ou qu'un tricot maille tridimensionnel.
La capacité d'absorption en eau de ces bourrelets est très réduite comparativement à un tel feutre ou une maille tridimensionnelle, ce qui limite fortement le phénomène de pompage et de stockage de l'eau de sudation dans le vêtement.
Ainsi les capacités de pompage et de stockage en eau du complexe isolant de l'invention, se réduisent pratiquement à celles de la doublure utilisée comme support des bourrelets, ce qui dans sa forme de réalisation telle que décrite précédemment représente 2,5 fois son poids sec. En comparaison celle du complexe F utilisant un feutre, qui agit comme une éponge, est de 10 fois son poids sec.
Maintenue à distance de la membrane par les bourrelets, la doublure servant de support au complexe de l'invention se transforme en une surface d'échange de l'eau de sudation (qu'elle absorbe) avec l'air circulant dans les canaux formés par ces dits bourrelets, accélérant l'évaporation et permettant au corps de se thermoréguler beaucoup plus rapidement. L'apparition du stress thermique est ainsi retardée voir supprimée, notamment dans les conditions habituelles de travail 0-1 kW/m2.
Cette faible capacité d'absorption d'eau du complexe selon l'invention présente également l'avantage de limiter le risque de brûlure par vaporisation de l'eau piégée dans la veste en cas d'exposition à un flux de chaleur brutal.
Elle évite également la prise de poids du vêtement en opération, facteur aggravant de stress thermique. En effet, de récentes études physiologiques ont démontré que le poids des vestes d'intervention textiles des sapeurs pompiers avait une influence directe sur le stress thermique engendré.
Sur le plan de la protection, le volume d'air maintenu dans les canaux assure une isolation thermique satisfaisante en limitant une transmission rapide de la chaleur dans des conditions critiques (flux de l'ordre de 40 kW/m2). La structure de ce complexe assure également une bonne sensibilité à la chaleur dans les conditions normales d'utilisation, et donc un temps d'alerte T.12 faible, en raison de sa faible masse surfacique, comme montré à la figure 2. Ce temps d'alerte dans les conditions normales se rapproche de celui des complexes cuir + doublure, reconnus comme étant plus sécurisants que celui des complexes textiles traditionnels trop isolants (courbes E et F).
Il ressort de la figure 1 , qu'en terme de conduction thermique et de non confinement de la chaleur, le complexe selon l'invention assure un bon confort à faible énergie, 0 à 1 kW/m2 (conditions habituelles de travail) comparable à celui des complexes cuir + doublure reconnus comme posant peu de problèmes de stress thermique, ce qui se traduit par un TF% relativement élevé (bonne transmission de la chaleur). Il possède au contraire pour des flux de chaleur incidents élevés (40 kW/m2 environ), un facteur de transmission de chaleur TF %, faible (bonne isolation), comparable à celui de complexes beaucoup plus lourds, moins confortables et retenant beaucoup plus l'eau.
Le confort de ce complexe en terme de réduction de stress thermique, s'exprime également par une Ret (résistance évaporative) particulièrement basse comparativement aux produits existants du marché.
Plus le complexe de la veste permettra une bonne évaporation de la sueur, ce qui signifie qu'il aura une faible résistance à l'évaporation, mieux le corps pourra se thermoréguler et éviter l'accident.
Le tableau ci-dessous donne les Ret des différents complexes de la fig 1 (mesurées selon la norme EN31092)
- C : 85.0 m2.Pa/W - D : 26.7
- E : 28.5
- F : 31.0
- I : 25.6
Ce classement évolue parallèlement avec le T.12 qui illustre la sensibilité thermique du complexe. On a donc le double avantage en terme de confort de combiner faible isolation thermique (faible stockage de chaleur) en conditions normales et bonne évaporation, d'où un progrès important en terme de réduction du risque de stress thermique.
Comme il va de soi l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce complexe textile ni à sa seule application à la réalisation d'une veste, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que la doublure pourrait être réalisée en un matériau autre que du tissu, qu'elle pourrait être associée à une membrane ou à un film, que les bourrelets pourraient être discontinus et/ou pourraient être réalisés en un autre matériau, tel qu'en silicone, ou fixés par d'autres moyens tels que par collage ou couture sur la doublure, ou encore que le complexe pourrait être constitué par deux couches non liées entre elles, telles qu'un pantalon et un surpantalon sur la face intérieure de laquelle sont disposés des bourrelets, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Complexe textile pour la réalisation de vêtements de protection thermique, du type comportant au moins un tissu (2), ou une nappe textile, réalisé en un matériau ininflammable, destiné à former la face extérieure du complexe, et une doublure (4) de confort et de propreté, destinée à former la face intérieure du complexe, caractérisé en ce que sur la face intérieure du tissu et/ou sur la face extérieure de la doublure (4) sont disposés des bourrelets (5) en matériau textile possédant sensiblement la même orientation, fixés par liage sur le tissu et/ou sur la doublure lors de sa fabrication, pour en faire partie intégrante, et délimitant entre le tissu et la doublure des canaux remplis d'air.
2) Complexe textile selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les bourrelets (5) sont continus.
3) Complexe textile selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les bourrelets sont discontinus.
4) Complexe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la doublure (4) comporte, sur sa face tournée vers l'extérieur du complexe, des bourrelets (5) possédant sensiblement la même orientation, et délimitant avec la paroi du complexe en vis à vis, des canaux remplis d'air.
5) Complexe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bourrelets (5) sont réalisés en un matériau peu compressible sous l'effet d'une augmentation de chaleur.
6) Complexe selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque bourrelet (5) est réalisé en fibres thermostables telles qu'en para- aramide.
7) Complexe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque bourrelet (5) est constitué par un faisceau de fils assemblés les uns aux autres, tel que deux retords de Nm 8/2 retordus ensemble.
8) Complexe selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque bourrelet (5) est fixé à la doublure par liage à l'aide de fils de cette doublure, lors de la fabrication de celle-ci. 9) Complexe selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'épaisseur de chaque bourrelet (5) est supérieure à 0,3 mm, et de préférence comprise entre 1 et 10 mm.
10) Complexe selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'écartement des bourrelets (5) est supérieur à 2 mm, et de préférence compris entre 2 et 15 mm.
1 1 ) Vêtement réalisé à partir d'un complexe textile selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les bourrelets (5) et les canaux qu'ils délimitent possèdent une orientation générale longitudinale au vêtement, et notamment verticale dans le cas d'une veste.
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