EP1129633B1 - Barrière isolante thermique antifeu, procédé de fabrication d'une telle barrière, vêtement comprenant au moins une telle barrière en tant qu'isolant interne. - Google Patents

Barrière isolante thermique antifeu, procédé de fabrication d'une telle barrière, vêtement comprenant au moins une telle barrière en tant qu'isolant interne. Download PDF

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EP1129633B1
EP1129633B1 EP20010490008 EP01490008A EP1129633B1 EP 1129633 B1 EP1129633 B1 EP 1129633B1 EP 20010490008 EP20010490008 EP 20010490008 EP 01490008 A EP01490008 A EP 01490008A EP 1129633 B1 EP1129633 B1 EP 1129633B1
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EP
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barrier
fibres
insulation
thermal
insulation barrier
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Jacques Fourmeux
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Duflot Industrie SA
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Duflot Industrie SA
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    • A41D31/08—Heat resistant; Fire retardant
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2631—Coating or impregnation provides heat or fire protection

Definitions

  • the invention relates to the technical field of textile materials thermally insulating and fireproof.
  • thermal insulating is meant here textile materials with through which the heat flux densities are low, when they are subjected to a thermal gradient.
  • fire-resistant is meant here heat-stable textile materials, retaining good mechanical strength up to temperatures such as those from exposure to 400 ° C.
  • the invention relates in particular, but not exclusively, to linings thermally insulating fire safety clothing.
  • the clothing liners used in these different contexts activity must have, in addition to good barrier properties thermal and temperature resistance, as limited an impact as possible on the comfort of use of the garment.
  • an uncomfortable safety garment may not be constantly worn, and the feeling of discomfort may cause a drop in vigilance.
  • the presence of the liner should not ideally result in a excessive weight or volume of the garment.
  • the thermal barrier properties of the lining should not, in at the same time, suppressing the essential physical sensation of heat.
  • the presence of the fire-resistant insulating lining must guarantee that the interval between the pain threshold and the irreversible damage threshold is always greater than the reaction time of the person wearing the fire-resistant clothing.
  • fire-resistant thermal insulation liners are made of fibrous and porous material.
  • This transfer takes place by radiation, conduction, and convection natural.
  • Radiation is the most often dominant mode of transfer in fibrous materials, especially as the thermal gradient in which they are exposed is great.
  • the density of conduction flux depends on the porosity overall of the fibrous material, of the volume surface of fibers illustrating its state of division, anisotropy of fiber distribution.
  • the natural convection flux density is generally limited in thermally insulating fibrous materials.
  • the insulation obtained by a sheet of fibrous material is generally inversely proportional to the density of this material, to the density of the fibers the constituent and the thermal conductivity of these constituents.
  • This insulation is proportional to the thickness of the sheet.
  • a first example is linked to the choice of a porosity value for the lining material.
  • the air separating the fibers is a medium perfectly transparent to radiation, so that only fibers are involved in the diffusion, absorption and re-emission of radiation infrared. But maximum porosity can cause mechanical strength reduced, especially when washing and wearing, or too much lining important, hindering the movements of the wearer of the garment.
  • a second example is related to the choice of a material thickness of lining.
  • a significant thickness of lining certainly leads to a power high insulation, all the more so as the volume of fiber used per unit is reduced lining volume. But a significant thickness of lining can hinder the movements of the wearer of the garment. In addition, an insulating power high thermal for the lining should not be obtained at the expense of the physical sensation of pain, this pain threshold varying from one person to another.
  • a third example is more fundamentally linked to the choice of a high thermal insulation lining.
  • thermal barriers use non-woven, thermally stable fabrics and knitwear that are non-flammable by nature of the fibers used.
  • thermal barriers known in the prior art do not respond that imperfectly at the request of their users, in particular with regard to is their heat exchange capacity from their internal face to their face external.
  • the object of the invention is to propose a thermally insulating barrier thermostable, fire-resistant allowing increased evacuation of heat and body sweating, so as to maintain an impression of second skin for the person using a garment provided with such a barrier thermal, however retaining good protective properties fire and thermal flashes.
  • the invention relates, according to a first aspect, to a thermostable and fire-resistant thermal barrier, especially for protective clothing security as defined in claim 1.
  • this sheet is produced from a polymer material chosen from the group comprising: imide polyamides, polyimides such as P.84 (PI), aramides, para aramides, polyacrylates, aromatic copolyimides, polyacrylonitriles, polyester-ether-ketone, polybenzimidazol, polytetrafluoroethylene (PTFE), polysulfones (PSO), polyethersulfones (PES), ployphenylsulfones and phenylene polysulfides (PPS), mixtures of aramid and polybenzimidazole, mixtures of thermally stabilized polyacrylonitrile and polyamide, polytrifluorochlorethylenes (PTFCE), tetrafluorethene-perfluoroprene (FEP) copolymers, melamines (for example Basofil PI), aramides, para aramides, polyacrylates, aromatic copolyimides, polyacrylonitriles, polyester-ether-ketone, polybenzimida
  • the thermal barrier is developed from fibers of the above-mentioned polymeric materials, or mixtures of fibers at least two of these polymeric materials.
  • this thermal barrier is made of composite material provided with a matrix made from a material polymer chosen from those mentioned above and a fiber reinforcement short or long, woven or non-woven.
  • these reinforcing fibers are chosen among the group comprising metallic fibers, glass fibers, fibers of "flame retardant” viscose, carbon fibers, peroxidized carbon fibers, modacrylic fibers.
  • this thermal barrier is developed composite with reinforcement of recycled aramid fibers.
  • the invention relates, according to a second aspect, to a method of manufacturing a sheet as presented above, this process comprising a needling step.
  • the invention relates, according to a third aspect, to a garment of fire protection, comprising at least one thermal barrier thermostable fire resistant as presented above.
  • this garment also presents, from its face external towards its internal face: an aramid-based fabric, a micro membrane porous waterproof-breathable, said thermostable and fire-resistant thermal barrier, a lining.
  • the semi-permeable membrane is for example made from a phosphor polyurethane sheet or PTFE, assembled on a substrate aramid fibers.
  • a needled nonwoven 1 insulating thermal and fireproof for insulation of safety clothing is provided with perforations 2, 3.
  • This needled nonwoven is made from blends of fibers aramids such as Nomex ®, Isomex ® or Kevlar ® fibers from Dupont from Nemours, or Kermel ® fibers from Rhône Poulenc, Teijin fibers Conex ® or Technora ® from Teijin Ltd, Twaron ® from Akzo, Apyeil ® from the company Unitika, HMA ® from the company Hoechst.
  • fibers aramids such as Nomex ®, Isomex ® or Kevlar ® fibers from Dupont from Nemours, or Kermel ® fibers from Rhône Poulenc, Teijin fibers Conex ® or Technora ® from Teijin Ltd, Twaron ® from Akzo, Apyeil ® from the company Unitika, HMA ® from the company Hoechst.
  • the table below presents some properties of the non-woven non-perforated fabric made from an Isomex® 5119WSM913 felt, this felt comprising a mixture of meta-aramid and para-aramid fibers, of denier 1.4 / 1, 7 / 2.2 / 6.1 dtex and between 38 and 140mm in length.
  • Characteristics Test standards Values tolerances Surface mass ISO-9073-1 155 g / m2 + -8% Thickness under load of 0.5kPa ISO 9073-2 2.5 mm + -0.50
  • a surface mass of the nonwoven felt of between 100 and 200 g / m 2 is suitable.
  • the aramid fibers used can come from recycling, by example of falls.
  • the perforations made in the needled nonwoven sheet are, in the illustrated embodiment, circular holes 2, 3, of two diameters different.
  • the directions D1 and D2 are defined, to facilitate the understanding of the description, such as the longitudinal directions and cross.
  • the longitudinal and transverse terms are used in order to convenience and do not predict the direction of use of the sheet.
  • a first type of hole 2 is diameter on the order of three millimeters and a second type of hole 3 is diameter of the order of 2 millimeters.
  • the holes 2, of larger diameter, are arranged in a pattern with rectangular mesh.
  • the holes 3, of smaller diameter, are arranged in the same pattern with rectangular mesh, the two patterns being offset by half a side of mesh.
  • the large diameter holes are arranged in lines equidistant transverse, of identical spacing to those on which are arranged the holes of small diameters.
  • the four closest holes next to each small diameter hole 3 are large diameter holes 3, arranged along the mesh of their network.
  • the nearest four holes next to each large diameter 2 are holes of small diameter 3, arranged along the mesh of their network.
  • the density of holes is of the order of two to three holes per centimeter square.
  • the perforation allows a reduction in sheet weight of the order of 20 to 30%.
  • the thermal barrier can also include more than two types of holes.
  • the perforation density is not homogeneous.
  • thermal barrier 1 when the thermal barrier 1 is put in place as an insulator fire-resistant clothing, a higher density of holes may be provided for areas of the body which are little exposed a priori to the risks of direct burns or indirect.
  • the perforations may be more numerous to the right of the hood wearer's ears.
  • the perforations are arranged in a simple and regular pattern.
  • This type of implementation has, among other advantages, to facilitate the mechanical and thermal modeling of the barrier behavior thermostable thermal insulation fire.
  • thermostable insulating non-woven fire thermal barrier needled is flexible, with a thickness for example of the order of one to five millimeters.
  • Figure 2 is shown schematically in cross section a protective clothing structure, comprising at least one barrier thermal 1 as internal insulation.
  • the value of the evaporative resistance of garments of the above type, provided with a conventional lining generally varies between 22 and 30 bar.m 2 / W.
  • Such values are obtained for example when a needled nonwoven of Isomex® fibers of 100 g / m 2 is used.
  • Nomex ® fibers allows this value of evaporative resistance to be lowered to less than 22 bar.m 2 / W.
  • Perforation on a needled nonwoven fabric in Isomex ® improves the evaporative resistance value by 10 to 30%.
  • the external fabric 4 is substantially raincoat.
  • This property is particularly important for certain interventions firefighters, or when the intervention atmosphere is potentially harmful or toxic.
  • this outer fabric is provided with bands phosphorescent and / or fluorescent.
  • the microporous membrane 5 is, for example, of Gore-tex®, or of phosphorus polyurethane type, assembled on an aramid fiber substrate.
  • nonwoven thermal barrier 1 Depending on the expected exposure temperatures, various types of fibers can be used for the realization of a nonwoven thermal barrier 1.
  • the fibers mentioned above in particular polyaramides, can be mixed with glass fibers, carbon or silica.
  • the perforated needled nonwoven felt When mechanical resistance and resistance to washing are more particularly desired for the perforated needled nonwoven felt, it can be sewn, using non-rectilinear stitching lines but by sinuous example, on a fire-resistant membrane.

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Description

L'invention se rapporte au domaine technique des matériaux textiles thermiquement isolants et anti-feu.
Par « thermiquement isolants », on désigne ici des matériaux textiles au travers desquels les densités de flux de chaleur sont faibles, lorsqu'ils sont soumis à un gradient thermique.
Par « anti-feu », on désigne ici des matériaux textiles thermostables, conservant une bonne tenue mécanique jusqu'à des températures telles que celles issues d'une exposition à 400°C.
L'invention concerne notamment, mais non exclusivement, les doublures thermiquement isolantes de vêtement de sécurité anti-feu.
De tels matériaux sont déjà connus du document US-A-5136723, qui divulgue le préambule de la revendication 1.
De nombreuses activités professionnelles impliquent un risque de brûlure directe par flamme, arc électrique, projection de matière chaude, ou de brûlure indirecte par flash thermique.
Parmi ces activités, il faut bien entendu citer celles des pompiers, opérateurs de pyrométallurgie, mais aussi celles des militaires, gendarmes, pilotes d'avions, pilotes de course automobile, et bien d'autres encore dans les domaines de la chimie, de l'industrie sidérurgique, de la verrerie, de l'industrie de l'aluminium, de l'énergie ou du transport par exemple.
Les doublures de vêtements employées dans ces différents contextes d'activité doivent présenter, en plus de bonnes propriétés de barrière thermique et de résistance à la température, un impact aussi limité que possible sur le confort d'utilisation du vêtement.
En effet, un vêtement de sécurité peu confortable risque de ne pas être constamment porté, et la sensation d'inconfort peut entraíner une baisse de vigilance.
La présence de la doublure ne doit pas, dans l'idéal, se traduire par un poids ou un volume excessif du vêtement.
La présence de la doublure ne doit pas davantage, dans l'idéal, entraver les mouvements de la personne ou l'évaporation de sa transpiration.
Le problème de l'évacuation de la transpiration est d'autant plus aigu que certaines activités professionnelles, telles celles des pompiers lors d'incendies, doivent être menées dans des zones géographiques où le climat est chaud, dans un contexte de stress et d'efforts physiques intenses.
Ce problème est encore compliqué par le fait que la transpiration ne s'effectue pas de manière homogène sur toute la surface du corps.
Ce problème est d'autant plus sérieux que l'accumulation de transpiration dans le vêtement tend à augmenter sa conductivité thermique, réduisant sa capacité de barrière isolante.
Les propriétés de barrière thermique de la doublure ne doivent pas, dans le même temps, supprimer la sensation physique essentielle de chaleur.
En particulier, la présence de la doublure isolante anti-feu devra garantir que l'intervalle séparant le seuil de douleur du seuil de dommage irréversible soit toujours supérieur au temps de réaction de la personne portant le vêtement anti-feu.
Conventionnellement, les doublures d'isolation thermique anti-feu sont réalisées en matériau fibreux et poreux.
L'emploi de matériaux fibreux et poreux pour la constitution de ces doublures est justifié par leurs propriétés de transfert de chaleur.
Ce transfert s'effectue par rayonnement, conduction, et convection naturelle.
Le rayonnement est le mode de transfert le plus souvent dominant dans les matériaux fibreux, et ce d'autant que le gradient thermique dans lequel ils sont exposés est grand.
La densité de flux de conduction dépend, quant à elle, de la porosité globale du matériau fibreux, de la surface volumique de fibres illustrant son état de division, de l'anisotropie de la répartition des fibres.
La densité de flux de convection naturelle est en général limitée dans les matériaux fibreux thermiquement isolants.
L'isolation obtenue par une nappe de matériau fibreux est en général inversement proportionnelle à la densité de ce matériau, à la densité des fibres le constituant et à la conductibilité thermique de ces constituants.
Cette isolation est proportionnelle à l'épaisseur de la nappe.
Les éléments qui viennent d'être exposés montrent que la réalisation de doublures isolante anti-feu doit satisfaire à des exigences variées et parfois contradictoires.
Trois exemples de telles contradictions peuvent être donnés.
Un premier exemple est lié au choix d'une valeur de porosité pour le matériau de doublure.
Une porosité maximum pour le matériau fibreux et poreux de la doublure peut être recherchée. En effet, l'air séparant les fibres est un milieu parfaitement transparent au rayonnement, de sorte que seules les fibres sont impliquées dans la diffusion, l'absorption et la ré-émission du rayonnement infrarouge. Mais une porosité maximum peut entraíner une tenue mécanique réduite, en particulier aux lavages et au porter, ou un volume de doublure trop important, gênant les mouvements du porteur du vêtement.
Un deuxième exemple est lié au choix d'une épaisseur de matériau de doublure.
Une épaisseur importante de doublure conduit certes à un pouvoir isolant élevé, et ce d'autant qu'est réduit le volume de fibre employé par unité de volume de doublure. Mais une épaisseur importante de doublure peut gêner les mouvements du porteur du vêtement. De plus, un pouvoir d'isolation thermique élevé pour la doublure ne doit pas être obtenu au détriment de la sensation physique de douleur, ce seuil de douleur étant variable d'une personne à une autre.
Un troisième exemple est plus fondamentalement lié au choix d'une doublure de pouvoir d'isolation thermique élevé. Conventionnellement la mise en place d'une barrière thermique contre les gradients de température allant de l'extérieur du vêtement vers l'intérieur de celui ci, conduit ipso facto à la création d'une barrière thermique contre les gradients de température allant de l'intérieur du vêtement vers l'extérieur de celui ci. Ceci peut entraíner, notamment sous les climats chauds ou désertiques, une sensation d'inconfort, l'évacuation de la transpiration et de la chaleur corporelle étant empêchée par la présence de la doublure.
L'évacuation de chaleur et de transpiration est d'autant plus nécessaire que les vêtements de sécurité anti-feu sont épais et parfois lourds.
Conventionnellement, les vêtements de sécurité anti-feu comprennent en effet, de leur face externe vers leur face interne :
  • un tissu externe, le plus souvent à base aramide, la plupart du temps d'une masse surfacique de 200 à 250g/m2;
  • une membrane micro poreuse imper respirante, de type polyuréthane phosphoré ou PTFE, assemblée sur un substrat, le plus souvent en fibres aramides, ou assemblée sur une autre couche ;
  • une barrière thermique isolante, le plus souvent formée par un non tissé de fibres aramides;
  • une doublure de propreté, le plus souvent en 100% aramide ou 50% aramide 50% viscose FR, protégeant la barrière thermique.
Diverses réalisations de barrières thermiquement isolantes et anti-feu ont été proposées dans l'art antérieur.
Conventionnellement, ces barrières thermiques mettent en oeuvre des non tissés, des tissus ou tricots thermiquement stables et ininflammables par la nature des fibres employées.
Les barrières thermiques connues dans l'art antérieur ne répondent qu'imparfaitement à la demande de leurs utilisateurs, en particulier pour ce qui est de leurs capacité d'échange thermique de leur face interne vers leur face externe.
L'invention a pour but de proposer une barrière thermiquement isolante thermostable, anti-feu permettant une évacuation accrue de la chaleur et de la transpiration corporelle, de sorte à maintenir une impression de deuxième peau pour la personne utilisant un vêtement pourvu d'une telle barrière thermique, celle-ci conservant cependant de bonnes propriétés de protection au feu et aux flashs thermiques.
A cette fin, l'invention se rapporte, selon un premier aspect, à une barrière thermique thermostable et anti-feu, notamment pour vêtement de sécurité, comme défini dans la revendication 1.
La taille, la forme et la densité des trous sont telles que la chaleur naturelle du corps humain peut être plus facilement évacuée, l'effet de barrière thermique pour les sources de chaleur externes étant cependant maintenu.
Selon diverses réalisations, cette feuille est élaborée à partir d'un matériau polymère choisi parmi le groupe comprenant: les polyamides imides, les polyimides tels que P.84 (P.I.), les aramides, para aramides, les polyacrylates, les copolyimides aromatiques, les polyacrylonitriles, les polyester-ether-cétone, les polybenzimidazol, les polytétrafluoréthylène (P.T.F.E.), les polysulfones (P.S.O), les polyethersulfones (P.E.S.), les ployphénylsulfones et polysulfures de phénylènes (P.P.S.), les mélange d'aramide et de polybenzimidazole, les mélanges de polyacrylonitrile et de polyamide stabilisées thermiquement, les polytrifluorochloréthylènes (P.T.F.C.E.), les copolymères tétrafluoréthène-perfluoroprène (F.E.P.), les mélamines (par exemple Basofil ®), les phénoliques (par exemple Kynol®).
Dans certaines réalisations, la barrière thermique est élaborée à partir de fibres des matières polymères mentionnées ci dessus, ou de mélanges de fibres d'au moins deux de ces matières polymères.
Dans des modes particuliers de réalisation, cette barrière thermique est en matériau composite pourvue d'une matrice réalisée à partir d'une matière polymère choisie parmi celles mentionnées ci dessus et d'un renfort de fibres courtes ou longues, tissées ou non tissées.
Selon diverses variantes de réalisations ces fibres de renfort sont choisies parmi le groupe comprenant les fibres métalliques, les fibres de verre, les fibres de viscose « non feu », les fibres de carbone, les fibres de carbone péroxydé, les fibres modacryliques.
Selon une réalisation économique, cette barrière thermique est élaborée en composite à renfort de fibres aramides recyclées.
L'invention se rapporte, selon un deuxième aspect, à un procédé de fabrication d'une feuille telle que présentée ci-dessus, ce procédé comprenant une étape d'aiguilletage.
L'invention se rapporte, selon un troisième aspect, à un vêtement de protection anti-feu, comprenant au moins une barrière thermique thermostable anti-feu telle que présentée ci dessus.
Dans certaines réalisations, ce vêtement présente en outre, de sa face externe vers sa face interne : un tissu à base aramide, une membrane micro poreuse imper-respirante, ladite barrière thermique thermostable et anti-feu, une doublure de propreté.
La membrane semi-perméable est par exemple élaborée à partir d'une feuille de polyuréthane phosphoré ou PTFE, assemblée sur un substrat en fibres aramides.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaítront au cours de la description suivante de modes de réalisations, description qui va être effectuée en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue de face d'une partie de barrière thermique thermostable et anti-feu selon un mode de réalisation de l'invention ;
  • la figure 2 est une vue en coupe d'un vêtement anti-feu comprenant une barrière thermique telle que représentée en figure 1.
On se rapporte tout d'abord à la figure 1, illustrant un exemple de réalisation de l'invention.
Dans cet exemple de réalisation, un non tissé aiguilleté 1, isolant thermique et anti-feu pour isolation de vêtement de sécurité est pourvu de perforations 2, 3.
Ce non tissé aiguilleté est élaboré à partir de mélanges de fibres aramides telles que fibres Nomex ®, Isomex ® ou Kevlar ® de la société Dupont de Nemours, ou fibres Kermel ® de la société Rhône Poulenc, fibres Teijin Conex ® ou Technora ® de la société Teijin Ltd, Twaron ® de la société Akzo, Apyeil ® de la société Unitika, HMA ® de la société Hoechst.
Le tableau ci dessous présente quelques propriétés du non tissé -non perforé- réalisé à partir d'un feutre d'Isomex ® 5119WSM913, ce feutre comprenant un mélange de fibres méta-aramides et para-aramides, de denier 1,4/1,7/2,2/6,1 dtex et de longueur comprise entre 38 et 140mm.
Caractéristiques Normes d'essai Valeurs Tolérances
Masse surfacique ISO-9073-1 155 g/m2 +-8 %
Epaisseur sous charge de 0.5kPa ISO 9073-2 2.5 mm +-0.50
Résistance à la rupture en traction ISO 9073-3
Sens largeur 290 N >200
Sens longueur 290 N >200
Allongement à la rupture en traction ISO 9073-3 80 % <100
Sens largeur 55% <80
Sens longueur
D'autres fibres synthétiques thermostables peuvent être employées, telles que:
  • fibres de mélamine, par exemple Basofil ® ;
  • fibres polyamides aromatiques, par exemple P84 ® de la société Lenzing ;
  • fibres phénoliques, par exemple Kynol ® de la société Nippon Kynol ou Philene® de la société Saint Gobain;
  • fibres pan préox, par exemple Panox® de la société RK Carbon Ltd, ou Sigrafil ® de la société Sigri;
  • fibres polyacrylate, par exemple Inidex ® de la société Courtaulds ;
  • fibres de polybenzimidazole, par exemple PBI ® de la société Hoechst Celanese.
Pour la plupart des utilisations, une masse surfacique du feutre non tissé comprise entre 100 et 200g/m2 est convenable.
Les fibres aramides utilisées peuvent être issues d'un recyclage, par exemple de chutes.
Les perforations réalisées dans la feuille de non tissé aiguilleté sont, dans la réalisation représentée, des trous circulaires 2, 3, de deux diamètres différents.
Sur la figure 1, les directions D1 et D2 sont définies, pour faciliter la compréhension de la description, comme les directions longitudinales et transversales.
Les termes longitudinaux et transversaux sont employés afin de commodité et ne présagent pas du sens d'utilisation de la feuille.
Dans la réalisation représentée, un premier type de trou 2 est de diamètre de l'ordre de trois millimètres et un deuxième type de trous 3 est de diamètre de l'ordre de 2 millimètres.
Les trous 2, de plus grand diamètre, sont disposés suivant un motif à maille rectangulaire.
Les trous 3, de plus petit diamètre, sont disposés suivant le même motif à maille rectangulaire, les deux motifs étant décalés d'un demi-côté de maille.
De sorte que les trous de petits diamètres sont disposés suivant des lignes longitudinales équidistantes, d'écartement identique à celles sur lesquelles sont disposés les trous de petit diamètre.
De même, les trous de grand diamètre sont disposés suivant des lignes transversales équidistantes, d'écartement identique à celles sur lesquelles sont disposés les trous de petits diamètres.
Lorsque, vus selon deux directions obliques D3, D4 par rapport aux directions D1, D2, les trous 2,3 sont alignés.
Les quatre trous les plus proches voisins de chaque trou de petit diamètre 3 sont des trous de grand diamètre 3, disposés suivant la maille de leur réseau.
De même, les quatre trous les plus proches voisins de chaque trou de grand diamètre 2 sont des trous de petit diamètre 3, disposés suivant là maille de leur réseau.
La densité de trous est de l'ordre de deux à trois trous par centimètre carré.
La perforation permet une réduction de poids de la feuille de l'ordre de 20 à 30%.
D'autres formes de trous peuvent être envisagées, comme d'autres types de motifs de trous.
La barrière thermique peut également comporter plus de deux types de trous.
Dans certains modes de réalisation, la densité de perforation n'est pas homogène.
Ainsi, lorsque la barrière thermique 1 est mise en place comme isolant de vêtement anti-feu, une plus forte densité de trous peut être prévue pour les zones du corps qui sont peu exposées a priori aux risques de brûlure directe ou indirecte.
De même, si la barrière thermique 1 est employée comme isolant de cagoule de protection anti-feu, les perforations pourront être plus nombreuses au droit des oreilles du porteur de la cagoule.
Dans la réalisation représentée, les perforations sont disposées suivant un motif simple et régulier.
Ce type de réalisation présente entre autre l'avantage de faciliter la modélisation mécanique et thermique du comportement de la barrière thermique thermostable isolante anti-feu.
Bien entendu, des motifs irréguliers peuvent être envisagés, en fonction des besoins.
La barrière thermique thermostable isolante anti-feu en non tissé aiguilleté est souple, d'une épaisseur par exemple de l'ordre de un à cinq millimètres.
On se rapporte maintenant à la figure 2.
Sur la figure 2 est représentée schématiquement en coupe transversale une structure de vêtement de protection, comprenant au moins une barrière thermique 1 en tant qu'isolant interne.
Sur cette figure 2, afin de clarté, les différentes couches du vêtement sont écartées les unes des autres.
Les épaisseurs relatives des différentes couches ne sont pas respectées, l'épaisseur de la doublure étant exagérée, afin de clarté.
Ce vêtement de sécurité anti-feu comprend de sa face externe vers leur face interne :
  • un tissu externe 4 ;
  • une membrane micro poreuse 5 ;
  • ladite barrière thermique thermostable anti-feu;
  • une doublure de propreté interne 6.
La valeur de la résistance évaporative des vêtements du type ci-dessus, pourvus d'une doublure conventionnelle varie en général entre 22 et 30 bar.m2/W.
De telles valeurs sont obtenues par exemple lorsqu'un non tissé aiguilleté de fibres Isomex ® de 100g/m2 est employé.
L'emploi de fibres type Nomex ® permet d'abaisser cette valeur de résistance évaporative à moins de 22 bar.m2/W.
La réalisation de perforations sur un non tissé aiguilleté en Isomex ® permet d'améliorer la valeur de résistance évaporative de 10 à 30%.
Dans certains modes de réalisations, le tissu externe 4 est sensiblement imperméable.
Cette propriété est notamment importante pour certaines interventions des pompiers, ou lorsque l'atmosphère d'intervention est potentiellement nocive ou toxique.
Dans certains modes de réalisation, ce tissu externe est pourvu de bandes phosphorescentes et/ou fluorescentes.
La membrane micro poreuse 5 est, par exemple, en Gore-tex ®, ou de type polyuréthane phosphoré, assemblée sur un substrat en fibres aramides.
En fonction des températures d'exposition prévues, divers types de fibres peuvent être employés pour la réalisation d'une barrière thermique non tissée 1.
Pour des températures d'exposition élevées, peuvent être employées des fibres de type :
  • polyamides imides, polyimides (P.I.) ;
  • aramides tels que Kermel ®, Teijin Conex ®, Kevlar ®, Twaron ®, Tecnora ® ;
  • para aramides, méta aramides ;
  • polyacrylate tel qu'Inidex ® ;
  • copolyimide aromatique ;
  • polyacrylonitrile ;
  • polyester-éther-cétone ;
  • polybenzimidazole, par exemple fibres PBI ® de la société Celanise Corp. ;
  • polytétrafluoréthylène (P.T.F.E.)
  • modacryliques,
  • polyphénylsulfone,
  • polysulfure de phénylène (P.P.S).
Des mélanges de fibres du type ci-dessus peuvent également être employés, tels que notamment :
  • mélange d'aramide et de polybenzimidazole,
  • mélanges de polyacrylonitrile et de polyamide stabilisées thermiquement.
Le cas échéant, les fibres ci-dessus mentionnées, en particulier polyaramides, peuvent être mélangées à des fibres de verre, de carbone ou de silice.
Lorsque des températures d'exposition plus faibles sont prévues, peuvent être employées des fibres de type :
  • polytrifluorochloréthylène (P.T.F.C.E.) ;
  • copolymère tétrafluoréthène-perfluoroprène (F.E.P.) ;
  • polysulfone (P.S.O) ;
  • polyéthersulfone (P.E.S.).
Lorsqu'une résistance mécanique et une résistance au lavage sont souhaitées plus particulièrement pour le feutre non tissé aiguilleté perforé, celui-ci peut être cousu, à l'aide de lignes de coutures non rectilignes mais par exemple sinueuses, sur une membrane anti-feu.

Claims (12)

  1. Barrière d'isolation thermique thermostable et anti-feu, notamment pour vêtement de sécurité, comprenant une face avant destinée à venir en regard d'une source de chaleur ou de rayonnement extérieur, et une face arrière opposée à la face avant, cette barrière comprenant une pluralité de trous (2,3) débouchant chacun sur la face avant et la face arrière de cette barrière, ladite barrière se présentant sous la forme d'un non-tissé pourvu de trous circulaires, caractérisée en ce que la densité de trous étant de l'ordre de deux par centimètre carré, un premier type de trous étant de diamètre de l'ordre de trois millimètres, un deuxième type de trous étant de diamètre de l'ordre de deux millimètres.
  2. Barrière d'isolation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est élaborée à partir d'un matériau choisi parmi le groupe constitué par : les polyamides imides, les polyimides, les aramides, para aramides, méta aramides, les polyacrylates, les copolyimides aromatiques, les polyacrylonitriles, les polyester-ether-cétone, les polybenzimidazol, les polytétrafluoréthylène, les polysulfones, les polyethersulfones, les ployphénylsulfones et polysulfures de phénylènes, les mélange d'aramide et de polybenzimidazole, les mélanges de polyacrylonitrile et de polyamide stabilisées thermiquement, les polytrifluorochloréthylènes, les copolymères tétrafluoréthène-perfluoroprène.
  3. Barrière d'isolation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est élaborée en un matériau comprenant en outre des fibres choisies parmi le groupe comprenant les fibres métalliques, les fibres de verre, les fibres de viscose « non feu », les fibres de carbone, les fibres de carbone péroxydé, les fibres de silice, les fibres modacryliques.
  4. Barrière d'isolation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que les deux types de trous (2, 3) sont chacun disposés suivant un motif à maille rectangulaire.
  5. Barrière d'isolation selon la revendication 4 caractérisée en ce que les deux motifs rectangulaires sont identiques et décalés.
  6. Barrière d'isolation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les deux motifs sont décalés d'un demi-côté de la maille.
  7. Barrière d'isolation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que son épaisseur est de l'ordre de un à cinq millimètres.
  8. Barrière d'isolation selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce qu'elle est élaborée en fibres aramides recyclées.
  9. Procédé de fabrication d'une barrière d'isolation telle que présentée dans l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'aiguilletage, la barrière étant un non-tissé perforé aiguilleté.
  10. Vêtement de protection anti-feu, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une barrière thermique isolante (1) telle que présentée dans l'une quelconque des revendications 1 à 8, en tant qu'isolant interne.
  11. Vêtement selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend :
    un tissu externe à base aramide (4) ;
    une membrane micro poreuse imper-respirante (5) ;
    ladite barrière thermique isolante (1) ;
    une doublure de propreté interne (6).
  12. Vêtement de protection selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la membrane micro poreuse (4) est élaborée à partir d'une feuille de polyuréthane phosphoré, assemblée sur un substrat en fibres aramides.
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