EP1788149A1 - Textile enduit - Google Patents
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- D06N2209/04—Properties of the materials having electrical or magnetic properties
- D06N2209/041—Conductive
Definitions
- the invention relates to the field of technical textiles, more particularly coated textiles. It is more particularly a coated textile that can be used in various applications to form tarpaulins and other flexible walls, in the field of industrial vehicles or architecture.
- the invention is particularly aimed at textiles equipped with an arrangement for electrically detecting a laceration performed on the textile.
- tarpaulins made of coated textile must have some resistance to laceration, so as to prevent accidental or intentional tearing, insofar as the tarpaulins are used to protect or contain goods.
- Various solutions have already been proposed to improve the mechanical properties of flexible tarpaulins made of coated textile, which therefore inherently have a certain fragility.
- it has been proposed to associate with the textile metal reinforcements which can be either contiguous to the coated textile, or integrated directly inside the coated textile, especially inside the textile core. .
- the object of the invention is to provide a laceration detection system which does not significantly modify the mechanical properties of the textile, and which does not generate significant additional costs in its manufacture.
- the invention therefore relates to a coated textile, which conventionally comprises a textile core covered on at least one of its faces with a coating layer.
- This textile comprises a continuous track, which is made from an electrically conductive material. This track is deposited on the coating layer, and forms an electrical resistance that travels at least one area of the textile.
- this track defines continuous patterns which form nested corrugations in one another.
- the invention consists in producing an electrical circuit by producing a printed pattern, or more generally deposited on the textile.
- This pattern thus defines a continuous circuit which, when cut, makes it possible to detect an attempted laceration.
- the conductive material deposited on the textile being very thin, the mechanical properties of the textile are virtually unchanged, so the textile retains its flexibility and flexibility.
- the printing of the characteristic pattern can be carried out on the textile during its manufacture, and more precisely after the coating operation, as a complementary finishing operation.
- the characteristic track has rectilinear portions that are not too long, so as to prevent a laceration that would be parallel to them is not effectively detected.
- the printed patterns have strong variations in direction, so that any laceration of sufficient length to be harmful, causes the cutting of the electrical circuit, and therefore its detection.
- the more the patterns are interleaved the more it is difficult to perform a cutting of the fabric following the non-conductive spaces between the portions of electrical tracks, especially since the electrical circuit will be disposed on a non-visible face of the 'outside.
- the tracks can be separated from each other by a distance of the order of one decimeter.
- distance between the tracks is meant the distance separating the border of a track from the border of the adjacent track, measured along a perpendicular to the border of the track.
- the textile may comprise two substantially identical tracks, and running side by side from each other, in a staggered manner.
- the two tracks each form half of the characteristic electric circuit. They can therefore be electrically connected to one of their ends, so as to close the circuit between the two tracks.
- the other two opposite ends form the two terminals of the circuit whose continuity must be monitored.
- the electronic sensing circuit connects in a specific region of the textile, without the need for a return conductor to provide continuity with the opposite end of the track if the latter was unique.
- one of the tracks acts as a return conductor advantageously occupying a portion of the surface of the textile.
- a protective layer it may be advantageous to cover the conductive track with a protective layer, so as to avoid any risk of short circuit, and to prevent the degradation of the track because of the different contacts to which the textile may be subjected.
- the characteristic track can be made in various ways, from conductive materials selected according to the application of the textile.
- an ink or a conductive varnish can be used either an ink or a conductive varnish.
- the ink or varnish can be deposited by inkjet printing, sublimation or transfer.
- the varnish can be deposited by various techniques, including heliography, by means of a cylinder manufactured by gravure.
- the track may be formed by the deposition of several superimposed layers.
- the track may be formed of a primary structure consisting of a polymeric base varnish, continuously deposited during the manufacture of the textile.
- the track also includes a secondary structure, deposited and connected to the primary structure by depositing a conductive ink, by inkjet printing in particular.
- This secondary structure makes it possible, for example, to make particular connections for specific applications.
- RFID radiofrequency identification tags
- the ink of the track can be chosen to be invisible in the light of day, to avoid showing the areas between tracks, according to which a cutout would not cause detection.
- the invention relates to a coated textile that can be used in multiple applications, and in particular for making the tarpaulins of trucks, but also the walls of capitals or other mobile architecture structure.
- the coated textile can be produced in a very varied manner, both in terms of the embodiment of the textile core or its coating layers.
- the coating layer it remains necessary, however, for the coating layer to have a satisfactory state of flatness in order to be able to receive, by a printing method, the characteristic tracks made with conductive ink.
- conductive inks can be used, depending on the one hand, the coating layer which will be the support, and on the other hand, the desired electrical properties, as well as physicochemical conditions which will be exposed later tracks characteristics.
- the inks include metal inks, including metal powders, and polymeric inks, in which conduction occurs through the properties conductive polymers such as polythiophene, polyaniline, and polypyrrole including.
- the deposition of these ink layers can be achieved in various ways, by various printing processes such as screen printing, printing by inkjet techniques, or even by the use of an ink roller ( 20) as shown in Figure 2.
- the shape and patterns of the conductive tracks can be very varied, and adopt in particular a configuration illustrated in Figure 1.
- two conductive tracks (2, 3) run parallel, that is to say, remaining at constant distance from each other.
- These two tracks (2, 3) are at one end connected to each other by an electrical bridging (4).
- the two tracks (2, 3) are connected to a device (5) illustrated schematically, and which is sensitive to a modification of the electrical resistance formed by a circuit formed by the two tracks (2, 3) .
- This resistance is, in a conventional manner, a function of the total length of the track, and its section.
- the inks used have resistances of a few tens to a few hundred square Ohms ( ⁇ ⁇ ), it being understood that this resistance is measured between the two sides of a square and therefore depends on the resistivity of the material and its thickness.
- the geometry of the characteristic tracks (2, 3) has an important influence on the ability of the textile to generate an alarm in case of laceration.
- Multiple geometries can be adopted, and in particular those illustrated in Figure 1.
- the tracks (2, 3) marry wavy shapes, in the form of zigzags along one side or the other of the equipped area .
- the peaks (12) or points of the corrugation (11) penetrate into the recessed areas (13) of the adjacent corrugation (10).
- the undetectable rectilinear laceration of maximum length can take place at the level of the dotted line (15) of FIG. 1, and has substantially the length L of a unit ripple segment.
- this unit segment length and more generally the pitch (p) of the corrugation, combined with the distance d separating two successive corrugations, as well as the width l of the tracks are chosen to limit the maximum size of the rectilinear lacerations from which it is desired to trigger an alarm.
- the circuit of FIG. 1 has two tracks (2, 3) with a width l of 5 centimeters, separated from each other by an insulating space approximately one centimeter wide.
- the pitch (p) between two undulations, that is to say at a distance separating two ripple peaks (13, 23), is of the order of 50 centimeters.
- the distance D between two successive corrugations (10, 11) measured perpendicular to the tracks is of the order of 10 centimeters.
- the invention covers multiple variants with respect to the geometry and shape of these tracks.
- the face of the textile supporting the conductive tracks may advantageously be covered with a complementary layer, typically a varnish of the insulating acrylic type.
- a complementary layer typically a varnish of the insulating acrylic type.
- Such a fabric may be used either alone or in combination with reinforcing structures, such as textiles based on metal son, marketed by the Applicant under the DEFENDER ®.
- the textile according to the invention has the advantage of allowing the establishment of an alarm system of changes in the mechanical parameters and / or the integrity of the textile, and without requiring the addition of a particular costly mechanism.
- the characteristic tracks can be present on the textile, and be connected to an alarm system at any time.
- the textile according to the invention can, as already mentioned, be used as a tarpaulin truck or more generally any flexible architectural structure.
- the characteristic electric tracks can be used for the detection of the attempted laceration, but also for the detection of mechanical stresses exerted on the fabric, the tracks playing the role of strain gauge. These gauges can for example be used to follow the evolution over time of the mechanical properties of large textile structures, and typically their elongation under load and fluings.
- This same electrical resistance can be used in the context of fire detection, since a significant rise in temperature can vary the electrical resistance of the tracks, a variation that can be detected by an appropriate device.
- the analysis of the variation of the electrical resistance makes it possible to measure the temperature and the solar flux received by the solar protection textiles.
- control / control servo devices can be interfaced with such sensors.
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Abstract
Description
- L'invention se rattache au domaine des textiles techniques, plus particulièrement des textiles enduits. Elle vise plus particulièrement un textile enduit qui peut être utilisé dans diverses applications pour former des bâches et autres parois souples, dans le domaine des véhicules industriels ou de l'architecture.
- L'invention vise tout particulièrement les textiles équipés d'un agencement permettant de détecter par voie électrique une lacération effectuée sur le textile.
- De manière générale, les bâches réalisées en textile enduit doivent présenter une certaine résistance à la lacération, de manière à empêcher toute déchirure accidentelle ou intentionnelle, dans la mesure où les bâches sont utilisées pour protéger ou contenir des marchandises. Diverses solutions ont déjà été proposées afin d'améliorer les propriétés mécaniques des bâches flexibles réalisées en textile enduit, qui possèdent donc intrinsèquement une certaine fragilité. Parmi les solutions mises en oeuvre industriellement, il a été proposé d'associer au textile des renforts métalliques qui peuvent être soit accolés au textile enduit, soit intégrés directement à l'intérieur du textile enduit, notamment à l'intérieur de l'âme textile.
- Dans la mesure où ces renforts sont métalliques, et qu'ils sont donc conducteurs électriquement, il a déjà été proposé, notamment par le Demandeur dans les documents
FR 2 830 539 FR 2 821 630 - Un système d'alarme relié au dispositif de détection permet donc de signaler toute tentative de lacération. Bien que satisfaisant, ces systèmes présentent toutefois certains inconvénients. En effet, la présence de fils métalliques à l'intérieur, ou sur une des faces du textile, peut modifier la planéité de la bâche, et surtout rendre cette dernière moins flexible. En outre, l'intégration de fils métalliques à l'intérieur du textile enduit, ou sur une face de ce dernier, engendre une augmentation du coût global du textile.
- L'objectif de l'invention est de fournir un système de détection de lacération qui ne modifie pas notablement les propriétés mécaniques du textile, et qui n'engendre pas de surcoûts importants dans sa fabrication.
- L'invention concerne donc un textile enduit, qui comprend de façon classique une âme textile recouverte sur au moins une de ses faces d'une couche d'enduction. Ce textile comporte une piste continue, qui est réalisée à base d'un matériau électriquement conducteur. Cette piste est déposée sur la couche d'enduction, et forme une résistance électrique qui parcourt au moins une zone du textile.
- Conformément à l'invention, cette piste définit des motifs continus qui forment des ondulations imbriquées les unes dans les autres.
- Autrement dit, l'invention consiste à réaliser un circuit électrique par réalisation d'un motif imprimé, ou plus généralement déposé sur le textile. Ce motif définit donc un circuit continu qui, lorsqu'il est coupé, permet de détecter une tentative de lacération. Le matériau conducteur déposé sur le textile étant de très faible épaisseur, les propriétés mécaniques du textile ne sont quasiment pas modifiées, de sorte le textile conserve sa souplesse et sa flexibilité. L'impression du motif caractéristique peut être réalisée sur le textile lors de sa fabrication, et plus précisément après l'opération d'enduction, en tant qu'opération complémentaire de finissage.
- Grâce à l'imbrication des ondulations, la piste caractéristique comporte des portions rectilignes qui ne sont pas de trop forte longueur, de manière à éviter qu'une lacération qui leur serait parallèle ne soit pas efficacement détectée.
- Au contraire, les motifs imprimés possèdent des fortes variations de direction, de manière à ce que toute lacération de longueur suffisante pour être dommageable, provoque la coupure du circuit électrique, et par conséquent sa détection. En effet, plus les motifs sont imbriqués, plus il est difficile de réaliser une découpe du tissu suivant les espaces non conducteurs entre les portions de pistes électriques, et ce d'autant plus que le circuit électrique sera disposé sur une face non visible de l'extérieur.
- En pratique, on considère que pour assurer une protection suffisante, il convient de prévenir et empêcher les déchirures ou lacérations qui permettent le passage d'un bras à l'intérieur de la bâche, et le retrait de marchandises d'une taille de l'ordre de la dizaine de centimètres. C'est pourquoi les pistes peuvent être éloignées les unes des autres d'une distance de l'ordre du décimètre. Par distance entre les pistes, on entend la distance séparant la bordure d'une piste de la bordure de la piste adjacente, mesurée selon une perpendiculaire à la bordure de la piste.
- Avantageusement en pratique, le textile peut comporter deux pistes sensiblement identiques, et cheminant côte à côte l'une de l'autre, de façon décalée. De cette manière, les deux pistes forment chacune la moitié du circuit électrique caractéristique. Elles peuvent donc être connectées électriquement à l'une de leurs extrémités, de manière à refermer le circuit entre les deux pistes. De la sorte, les deux autres extrémités opposées forment les deux bornes du circuit dont la continuité doit être surveillée. Grâce à cette caractéristique, le circuit électronique de détection se connecte dans une région précise du textile, sans qu'il soit nécessaire de prévoir de conducteur de retour pour assurer la continuité avec l'extrémité opposée de la piste si cette dernière était unique.
- En d'autres termes, l'une des pistes assure le rôle de conducteur retour en occupant avantageusement une portion de la surface du textile.
- En pratique, il peut être avantageux de recouvrir la piste conductrice d'une couche de protection, de manière à éviter tout risque de court-circuit, et pour prévenir la dégradation de la piste du fait des différents contacts auxquels peut être soumis le textile.
- Il est également possible le cas échéant d'associer un tel textile avec une couche de renforcement, qui peut elle-même intégrer des fils ou des renforts métalliques empêchant la propagation d'un début de lacération.
- En pratique, la piste caractéristique peut être réalisée de diverses manières, à partir de matériaux conducteurs choisis en fonction de l'application du textile. Ainsi, il est possible d'utiliser soit une encre soit un vernis conducteur. L'encre ou le vernis peut être déposée par impression jet d'encre, sublimation ou transfert. Le vernis peut être déposé par différentes techniques, et notamment, par héliographie, au moyen d'un cylindre fabriqué par héliogravure.
- Dans certains cas de figure, il peut être avantageux que la piste soit réalisée par le dépôt de plusieurs couches superposées. Ainsi, par exemple, la piste peut être formée d'une structure primaire constituée par un vernis polymérique de base, déposé en continu lors de la fabrication du textile. La piste inclut également une structure secondaire, déposée et connectée sur le la structure primaire par dépôt d'une encre conductrice, par impression jet d'encre notamment. Cette structure secondaire permet par exemple d'effectuer des connections particulières pour des applications spécifiques. On peut par exemple citer la réalisation d'antennes fractales, ou la formation d'étiquettes d'identification radiofréquence (RFID). Cette possibilité de combiner plusieurs structures superposées permet de réaliser des circuits très précis, typiquement avec des résolutions de l'ordre du dixième de millimètre sur des textiles incluant l'essentiel du réseau qui a déjà été pré-imprimé.
- Avantageusement en pratique, l'encre de la piste peut être choisie comme étant invisible à la lumière du jour, pour ne pas laisser apparaître les zones entre pistes, selon laquelle une découpe ne provoquerait pas de détection.
- La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées dans lesquelles :
- La figure 1 est une vue de face d'une feuille de textile enduit conforme à l'invention.
- La figure 2 est une vue de côté d'un cylindre d'impression permettant de réaliser le textile de la figure 1.
- Comme déjà évoqué, l'invention concerne un textile enduit qui peut être utilisé dans de multiples applications, et notamment pour réaliser les bâches de camions, mais également les parois de chapiteaux ou autre structure d'architecture mobile.
- De façon générale, le textile enduit peut être réalisé de manière très variée, tant au niveau de la réalisation de l'âme textile ou de ses couches d'enduction.
- Il reste toutefois nécessaire que la couche d'enduction présente un état de planéité satisfaisant pour pouvoir recevoir par un procédé d'impression les pistes caractéristiques réalisées à base d'encre conductrice. Différentes encres conductrices peuvent être utilisées, en fonction d'une part, de la couche d'enduction qui en sera le support, et d'autre part, des propriétés électriques souhaitées, ainsi que les conditions physico-chimiques auxquelles seront exposées ultérieurement les pistes caractéristiques. Parmi les encres susceptibles d'être utilisées, on peut citer les encres métalliques, incluant des poudres de métaux, et les encres polymériques, dans lesquelles la conduction intervient grâce aux propriétés conductrices de polymères tel que le polythiophène, le polyaniline, et le polypyrrole notamment.
- Le dépôt de ces couches d'encre peut se réaliser de différentes manières, par des procédés d'impression variés que sont la sérigraphie, l'impression par des techniques de jets d'encre, ou bien encore par l'emploi de rouleau encreur (20) tel qu'illustré à la figure 2.
- La forme et les motifs des pistes conductrices peuvent être très variées, et adopter notamment une configuration illustrée à la figure 1. Ainsi, on observe que deux pistes conductrices (2, 3) cheminent parallèlement, c'est-à-dire en restant à distance constante l'une de l'autre. Ces deux pistes (2, 3) sont à une extrémité reliée entre elles par un pontage électrique (4). A l'autre extrémité, les deux pistes (2, 3) sont reliées à un dispositif (5) illustré schématiquement, et qui est sensible à une modification de la résistance électrique formée par un circuit constitué par les deux pistes (2, 3). Cette résistance est, de manière classique, fonction de la longueur totale de la piste, et de sa section. A titre indicatif, les encres utilisées présentent des résistances de quelques dizaines à quelques centaines d'Ohms carrés (Ω□), étant entendu que cette résistance est mesurée entre les deux côtés d'un carré et dépend donc de la résistivité du matériau et de son épaisseur.
- La géométrie des pistes caractéristiques (2, 3) a une influence importante sur la capacité du textile à générer une alarme en cas de lacération. De multiples géométries peuvent être adoptées, et notamment celles illustrées à la figure 1. Dans ce cas, les pistes (2, 3) épousent des formes ondulées, sous forme de zigzags cheminant d'un côté ou de l'autre de la zone équipée. De la sorte, les sommets (12) ou pointes de l'ondulation (11) pénètrent dans les zones en creux (13) de l'ondulation adjacente (10). De tel sorte, la lacération rectiligne indétectable de longueur maximum peut avoir lieu au niveau selon la ligne pointillée (15) de la figure 1, et a sensiblement la longueur L d'un segment unitaire d'ondulation. Le choix de cette longueur de segment unitaire et plus généralement du pas (p) de l'ondulation, combiné avec la distance d séparant deux ondulations successives, ainsi que la largeur ℓ des pistes sont choisies pour limiter la taille maximum des lacérations rectilignes de laquelle on souhaite déclencher une alarme.
- A titre d'exemple, le circuit de la figure 1 possède deux pistes (2, 3) d'une largeur ℓ de 5 centimètres, séparées entre elles d'un espace isolant d'un centimètre de large environ. Le pas (p) entre deux ondulations, c'est-à-dire à distance séparant deux sommets (13, 23) d'ondulation est de l'ordre de 50 centimètres. La distance D séparant deux ondulations successives (10, 11) mesurées perpendiculairement aux pistes est de l'ordre de 10 centimètres.
- Bien entendu, l'invention couvre de multiples variantes en ce qui concerne la géométrie et la forme de ces pistes.
- La face du textile supportant les pistes conductrices peut avantageusement être recouverte d'une couche complémentaire, typiquement un vernis du type acrylique isolant. Un tel textile peut être utilisé soit seul, soit en combinaison avec des structures de renforcement, tels que des textiles à base de fils métalliques, commercialisés par le Demandeur sous la marque DEFENDER®.
- Il ressort de ce qui précède que le textile conforme à l'invention présente l'avantage de permettre la mise en place d'un système d'alarme des modifications des paramètres mécaniques et/ou de l'intégrité du textile, et ce sans nécessiter l'adjonction d'un mécanisme particulier coûteux.
- En d'autres termes, les pistes caractéristiques peuvent être présentes sur le textile, et être connectées à un système d'alarme à tout moment.
- Le textile conforme à l'invention peut, comme déjà évoqué, être utilisé en tant que bâche de camions ou plus généralement de toute structure d'architecture souple. Les pistes électriques caractéristiques peuvent être utilisées pour la détection de la tentative de lacération, mais également pour la détection de contraintes mécaniques exercées sur le tissu, les pistes jouant le rôle de jauge de contraintes. Ces jauges peuvent par exemple permettre de suivre l'évolution dans le temps des propriétés mécaniques des structures textiles de grandes dimension, et typiquement leur allongement sous charge et les fluages. Cette même résistance électrique peut être utilisée dans le cadre de la détection d'incendie, dans la mesure où une élévation importante de température peut faire varier la résistance électrique des pistes, variation qui peut être détectée par un dispositif approprié. De même, l'analyse de la variation de la résistance électrique permet de mesurer la température et le flux solaire reçu par les textiles de protection solaire. Ainsi, des dispositifs d'asservissement de contrôle/commande peuvent être interfacés avec de tels capteurs.
Claims (9)
- Textile enduit (1), comprenant une âme textile recouverte sur au moins une de ses faces de couche d'enduction comportant une piste continue (2, 3) réalisée à base d'un matériau électriquement conducteur déposé sur ladite couche d'enduction, et formant une résistance électrique parcourant au moins une zone du textile, caractérisé en ce que la piste définit un motif continu formant des ondulations (10, 11) imbriquées les unes dans les autres.
- Textile enduit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ondulations (10, 11) sont distantes les unes des autres d'une distance D de l'ordre du décimètre.
- Textile enduit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux pistes (2, 3) sensiblement identiques et cheminant côte à côte l'une de l'autre de façon décalée.
- Textile enduit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux pistes (2, 3) sont connectées électriquement à l'une de leurs extrémités (4).
- Textile enduit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une couche de protection recouvrant la piste conductrice.
- Textile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la piste est réalisée à partir d'une encre ou d'un vernis conducteur.
- Textile selon la revendication 6, caractérisé en ce que la piste est réalisée par héliographie, impression jet d'encre, sublimation ou transfert.
- Textile enduit selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'encre de la piste est invisible à la lumière du jour.
- Textile selon la revendication 1, caractérisée en ce que la piste est réalisée par le dépôt de plusieurs couches superposées.
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