EP1098575B1 - Complexe textile pour la realisation de vetements de protection thermique - Google Patents

Complexe textile pour la realisation de vetements de protection thermique Download PDF

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EP1098575B1
EP1098575B1 EP99932966A EP99932966A EP1098575B1 EP 1098575 B1 EP1098575 B1 EP 1098575B1 EP 99932966 A EP99932966 A EP 99932966A EP 99932966 A EP99932966 A EP 99932966A EP 1098575 B1 EP1098575 B1 EP 1098575B1
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EP
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lining
beads
fabric
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textile
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EP1098575A1 (fr
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Thierry Lanier
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Europrotect France
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Definitions

  • the subject of the present invention is a textile complex for realization of thermal protective clothing.
  • Thermal stress is reflected in an elevation of the internal temperature of the body that is no longer able to thermoregulate, which can lead to discomfort, or even a syncope or a heart attack.
  • the latest study on the deaths of firefighters U.S.A. announces only 8% of burn deaths, 42% of deaths are directly due to heat stress and the remaining 50% are accidents with no apparent cause but that specialists bring closer to more and more intelligent accidents related to impaired judgment related to thermal stress.
  • a jacket must have a number of criteria, including protection against radiant heat, protection against heat convective, possess good thermal stability of materials constituents, fulfill criteria of pure non-flammability, and possess a good impermeability.
  • a jacket must allow an operator to protect it in extreme conditions of an accidental nature, including by providing a time of escape.
  • it is necessary to protect a firefighter against a phenomenon of "flash-over". Flash-over is a very fast transition stage in the development of a city fire and occurs when gases and vapors in a room reach a temperature of 500 to 600 ° C and ignite suddenly. 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 2 .
  • An operator should be allowed to resist this sudden increase in temperature long enough to be able to move away from home.
  • Such a textile complex comprises a fabric outer protection made of non-flammable material, for example base of aramid fiber, meta-aramid or polyamide imide.
  • This fabric integrates thermal protection qualities, brings performance mechanical resistance to abrasion and tearing, and suffered a water repellent treatment to make it water and water repellent in general.
  • Behind this protective fabric find a waterproof and breathable membrane, usually fixed on a textile surface ensuring its mechanical strength, allowing to leave pass the resulting water vapor for example from the perspiration of a user, but not water in its liquid form.
  • this membrane provides a windbreak effect, which contributes to the thermal insulation of the jacket by slowing the penetration of heat flows.
  • thermal insulation constituted by a mesh knit three-dimensional, as described in EP 0443991, or by a felt likely to trap air, as described in the document EP 0 364 370. This thermal insulation is generally sewn on a lining of cleanliness.
  • Such a jacket has the advantage of providing excellent thermal protection under an extremely high heat flow of 40 kW / m 2 , a very important efficiency, even too important because of its high insulating power it does not allow to the user to be sensitive to heat to heat flows of 0 to 1 kW / m 2, corresponding to the usual working conditions of firefighters, and to detect a possible danger. Under these conditions, the overprotected operator may have to take unmeasured risks due to an alteration of the perception of the heat flow.
  • Such a jacket is also uncomfortable insofar as it is thick and heavy, and where it is loaded with water, especially at the level of the thermal insulating material, which can be translated, in case of sudden rise in temperature, by a vaporization of this water likely to burn the operator.
  • Figures 1 and 2 show two graphs that illustrate the behavior of different complexes to make clothes for firefighters, taking into account the European standard EN 469.
  • FIG. 1 illustrates the evolution of the heat transfer factor TF%, which is the ratio of the heat flux that has passed through the product to the incident heat flux Q o .
  • the incident heat flux is the heat flux generated by a thermal source to which the sample is exposed.
  • FIG. 2 illustrates the evolution of the warning time T. 12 as a function of the incident heat flux Q o .
  • the warning time is the time after which the user painfully feels the heat. It is sought to obtain a T. 12 of about 15 seconds for an incident flux of 40 kW / m 2 .
  • the object of the invention is to provide a textile complex for clothing production, which is light and comfortable, which, under usual conditions of intervention (flow of 0 to 1 kW / m 2 approximately), transmits the heat relatively well (which corresponds to a high TF%) and quickly alerts the operator of the presence of a hazard (which corresponds to a low T. 12 ), and which, in critical conditions, such as a resulting heat flow a flash-over phenomenon (flow of the order of 40 kW / m 2 ), ensures for a sufficient period of time and in compliance with the standards, a high insulation rate (ie a low TF%), to ensure the operator a reasonable time of escape.
  • this complex must allow rapid drying when wet.
  • the textile complex concerned of the type comprising at least one fabric or textile web, made of a material non-flammable, intended to form the outer 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 side of the fabric and / or on the outer face of the lining are arranged beads in textile material having substantially the same orientation, fixed by binding on the fabric and / or the lining during its manufacture, to make integral part and delimiting between the fabric and the lining of the channels filled with air.
  • the beads delimit with the lining, on the one hand, and the wall of the complex vis-à-vis the lining, on the other hand, channels that are filled with air.
  • This air is not static but can circulate, insofar as it is not trapped, by a tight mesh, as is the case for example with structures of knit type three-dimensional mesh or net.
  • the amount of air in the channels defined by the beads constitutes a sufficient thermal insulation, and meets the standard EN 469, to allow the operator to move away from the dangerous place.
  • thermoregulation of the operator's body and reduce stress and on the other hand facilitate the drying of the garment when the latter has been wet during an intervention or for maintenance.
  • absorption and storage of water of the invention are practically reduced to those of the lining supporting the beads, compared to those of a felt which acts like a sponge.
  • the beads are made of a material not very compressible under the effect of an increase of heat.
  • each bead is made from heat-stable fibers, such as para-aramid.
  • each bead is constituted by a bundle of son assembled to each other, for example two Nm 8/2 retords twisted together.
  • Such a structure is less compressible than an equivalent title thread composed of a single end.
  • each bead is attached to the liner by bonding with threads of this lining, during the manufacture thereof.
  • 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 than 2 mm, and preferably between 2 and 15 mm.
  • the beads and the channels they delimit have a general longitudinal orientation to the garment, and in particular vertical in the case of a jacket, promoting the circulation of air by a phenomenon natural convection.
  • the complex represented in the drawing comprises an outer protective fabric 2 made of a non-flammable material, consisting of a fabric reference 4781 from 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% aramid fibers and 2% antistatic fibers.
  • a waterproof and breathable membrane consisting of the 89/55 company Proline, waterproof and breathable microporous membrane in flame retardant polyurethane of about 40 g / m 2 , laminated on a nonwoven Sontara ⁇ Nomex ⁇ SL Type E-89, mixture of meta and para aramid of about 90 g / m 2 .
  • the complex finally comprises a liner 4 consisting for example of a fabric reference 4948 from DMC Tissus Techniques, Canvas 120 g / m 2 , made of Nomex® / Viscose FR, a blend of 50% of meta-aramid fibers and 50% of fibers. viscose flame retardant in the mass.
  • a liner 4 consisting for example of a fabric reference 4948 from DMC Tissus Techniques, Canvas 120 g / m 2 , made of Nomex® / Viscose FR, a blend of 50% of meta-aramid fibers and 50% of fibers. viscose flame retardant in the mass.
  • a series of continuous parallel beads 5 representing a mass per unit area of 70/80 g / m 2 , in this case made of 100% Nm aramid fiber yarn. 8/2/2 (doubling 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 background threads of said fabric.
  • the layers 2, 3 and 4 are generally not assembled, but simply juxtaposed. However it is quite possible that some of these layers are assembled by gluing for example, in the case of specific needs.
  • 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 made from the complex textile 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 some existing complexes, to be lighter, and more flexible, the bulges 5 advantageously replacing a felt for trapping air. These beads are lighter and more flexible than such felt or knit three-dimensional mesh.
  • the pumping and water storage capacities of the insulation complex of the invention are practically reduced to those of the lining used as support beads, which in its form embodiment as described above represents 2.5 times its weight dry.
  • the F complex using a felt, which acts like a sponge is 10 times its dry weight.
  • the lining serving as a support for the complex of the invention is converted into an exchange surface of the sweat water (which it absorbs) with the air circulating in the formed channels. by these so-called beads, accelerating evaporation and allowing the body to thermoregulate much more quickly.
  • the onset of heat stress is delayed or suppressed, especially under the usual working conditions of 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 burns by spraying the water trapped in the jacket in the event of exposure to a brutal heat flow.
  • the volume of air maintained in the channels ensures a satisfactory thermal insulation by limiting a rapid transmission of heat 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 warning time T. 12 , due to its low surface area, as shown in FIG. Warning in normal conditions is similar to that of leather + lining complexes, recognized as being more reassuring than that of traditional textiles too insulating (curves E and F).
  • the complex according to the invention provides a good comfort at low energy, 0 to 1 kW / m 2 (usual working conditions) comparable to that of leather + lining complexes recognized as posing few problems of heat stress, which results in a relatively high TF% (good heat transfer).
  • it has high incident heat fluxes (about 40 kW / m 2 ), a TF% heat transmission factor, 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 only form execution of this textile complex or its sole application to the realization of a jacket, it embraces all the variants.
  • the lining could be made of a material other than tissue, that it could be associated with a membrane or a film, that the beads could be discontinuous and / or could be made in another material, such as silicone, or fixed by other means such as by gluing or sewing on the lining, or that the complex could two unrelated layers, such as trousers and an overpantal on the inner side of which are arranged beads, without it being beyond the scope of the invention.

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Description

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 entraíne 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 entraíner 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'entraíner 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.
Un complexe textile pour la réalisation de tels équipements est connu du document US.A- 5 274 849, qui représente le préambule de la revendication 1.
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/m2. 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 O 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 entraíne 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 Qo. 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 Qo. 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/m2.
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/m2 + doublure 120 g/m2
  • 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/m2), 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 ϕo ;
  • Figure 2 représente une série de courbes montrant l'évolution du temps d'alerte T12 en fonction du flux de chaleur incident ϕo ;
  • 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 Nomex℘/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 (11)

    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, sur la face intérieure du tissu et/ou sur la face extérieure de la doublure (4) étant disposés des bourrelets (5) possédant sensiblement la même orientation, fixés par liage sur le tissu et/ou sur la doublure , et délimitant entre le tissu et la doublure des canaux remplis d'air, caractérisé en ce que les dits bourrelets sont en matériau textile et fixés sur le tissus et/ou sur la doublure lors de sa fabrication, pour en faire partie intégrante.
    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, 5 caractérisé en ce que l'écartement des bourrelets (5) est supérieur à 2 mm, et de préférence compris entre 2 et 15 mm.
    11. 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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