EP1991075A2 - Procede de fabrication d'un vetement de protection et le vetement obtenu par le procede - Google Patents

Procede de fabrication d'un vetement de protection et le vetement obtenu par le procede

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EP1991075A2
EP1991075A2 EP07731701A EP07731701A EP1991075A2 EP 1991075 A2 EP1991075 A2 EP 1991075A2 EP 07731701 A EP07731701 A EP 07731701A EP 07731701 A EP07731701 A EP 07731701A EP 1991075 A2 EP1991075 A2 EP 1991075A2
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metal
sheet
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heat treatment
garment
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Philippe Jaunault
Sophie Jaunault
Franck Beneteau
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Manulatex France S A
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    • F41H1/02—Armoured or projectile- or missile-resistant garments; Composite protection fabrics
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    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/04—Aprons; Fastening devices for aprons
    • A41D13/043—Aprons resistant to mechanical aggressions, e.g. butcher's aprons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D31/00—Materials specially adapted for outerwear
    • A41D31/04—Materials specially adapted for outerwear characterised by special function or use
    • A41D31/24—Resistant to mechanical stress, e.g. pierce-proof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a protective clothing, such as a glove, apron, vest or other, or part of such a garment, comprising a sheet of metal particles assembled together.
  • These metal particle plies consist of chainmail fabrics formed by interlacing metal rings, or an assembly of metal plates by means of also metal rings. Very generally, these particles (rings and / or platelets) are made of stainless steel or aluminum.
  • Very hard and very strong metals are not used which would be able to obtain sheets having properties of resistance and hardness superior to conventional sheets, or having similar properties but whose weight would be lower because of the use of a lesser thickness.
  • the present invention proposes to remedy this disadvantage by using, as a base material, for the manufacture of metal particles, a metal (or metals) with a structural hardening, that is to say which, in a certain state , has characteristics of resistance and hardness relatively low and in any case compatible with the operations of cutting and forming the metal particles (and possibly shaping the metal sheet), and which after heat treatment, has much higher strength characteristics, and in particular greater than those compatible with cutting operations / shaping (and possibly shaping) above.
  • the heat treatment in question is advantageously carried out after as far as possible shaping of the metal particles or the metal sheet, depending on the desired structure in the garment that it is desired to obtain in the end.
  • the heat treatment is advantageously implemented on said finished web, after assembly of its constituent metal particles.
  • the heat treatment can also be performed on shaped and individual metal particles (in particular in the context of metal plates used to form the sheet), these particles then being only assembled to form the sheet.
  • the thermally treated web may not be completely in the form that will be used for the manufacture of the final garment.
  • the corresponding web will be finalized by any technique appropriate to the strength and hardness of the metal particles.
  • these rings can be made of a conventional stainless steel, having properties that meet the standards in force and can be bent without affecting preponderant way to the resistance of the entire web.
  • the metal in question is subjected to a mechanical deformation / stretching operation, of the wrought type, which makes it possible to obtain a work-hardening of said metal, adapted to come into operation. limit of the possibilities of shaping of said particles (according to the installations and techniques available). This feature makes it possible to optimize the subsequent heat treatment operation to obtain the highest possible resistance and hardness characteristics.
  • any type of structurally hardened metal may be used, provided that its strength and hardness characteristics, prior to heat treatment, permit the shaping of the metal particles, and from the moment when its strength and hardness characteristics are optimized after said heat treatment.
  • These characteristics of strength and hardness optimized allow the material obtained to be widely compatible with food standards (whose energies are of the order of 5 joules); they can even allow this material to come into compliance with certain relatively strict standards, such as the standards for protective clothing against knives (whose energies are, depending on the level, between 25 and 60 joules) .
  • This type of steel also has interesting qualities of resistance to abrasion and ductility before heat treatment.
  • a high air vacuum is carried out to eliminate oxygen as much as possible. Then, either the heat treatment is carried out under vacuum, or it is carried out after replacement of the air with a neutral gas, or a mixture of neutral gas (for example Argon or Argon + Hydrogen).
  • a neutral gas for example Argon or Argon + Hydrogen
  • the duration of the treatment and the treatment temperature will depend on the characteristics of the metal used. For example, the rise in temperature may last an hour; the treatment time may be from three to six hours at a temperature of between 400 and
  • the metal sheet obtained can have a strength and hardness of 1.1 to twice as much, or more, compared to the same sheets made with conventional steels or aluminum.
  • the metal sheet according to the invention can be a coat of mesh, obtained from a wire with a structural hardening, stainless steel or aluminum alloy type, to form the shaping of protective gloves (with or without a cuff), aprons, for example for the meat industry, or protective vests.
  • vests may be bullet-proof vests or white-armor vests in which the chainmail will be one of the protective layers, possibly in combination with one or more thicknesses of technical textile and / or other conventional material.
  • This coat of mail coat will be integrated by any appropriate means within the vest; it may be fixed for example by removable fastening means type tape (s) self-gripping (s) or button (s) pressure (s).
  • the sheet according to the invention may also consist of metal plates (generally rectangular, circular or other) assembled together by connecting rings (or other means of joining), to form protective aprons, including but not exclusively for the meat industry.
  • the wafers and the connecting wire may both be made of structurally hardened metal, in particular stainless steel or an aluminum alloy (in this case, the heat treatment is advantageously carried out once the layer has been assembled) .

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Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN VETEMENT DE PROTECTION ET LE VETEMENT OBTENU PAR LE PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un vêtement de protection, tel qu'un gant, tablier, gilet ou autre, ou d'une partie d'un tel vêtement, comprenant une nappe de particules métalliques assemblées entre elles.
Les vêtements de protection utilisés dans certaines industries (notamment l'industrie de la viande) ou pour la protection des personnes contre les agressions par projectiles (balles, etc.) ou armes blanches, utilisent fréquemment des nappes de particules métalliques appréciées en particulier pour leurs qualités intrinsèques de résistance à la coupure ou à la perforation.
Ces nappes de particules métalliques consistent en des tissus de cotte de mailles formés par entrelacement d'anneaux métalliques, ou en un assemblage de plaquettes métalliques au moyen d'anneaux également métalliques. Très généralement, ces particules (anneaux et/ou plaquettes) sont réalisées en acier inoxydable ou en aluminium.
Etant donné la fonction protectrice recherchée, on souhaite obtenir des nappes ayant des caractéristiques de résistance et de sécurité optimales.
Cependant, les techniques de fabrication des nappes, et en particulier les opérations nécessaires de découpe, d'emboutissage, de mise en forme, de cintrage et/ou de soudage des particules métalliques, limitent les possibilités d'utiliser des métaux très durs et très résistants.
Ainsi, jusqu'à maintenant, dans le secteur technique concerné, on utilise des aciers (316L, 304L, etc.) ou des alliages d'aluminium (séries 3000 et 5000, par exemple AG 3 (5754)), dont les caractéristiques de résistance et de dureté sont à la limite des possibilités de découpe, de façonnage et de soudage des particules constitutives des nappes précitées.
On n'utilise pas de métaux très durs et très résistants qui seraient susceptibles de permettre l'obtention de nappes ayant des propriétés de résistance et de dureté supérieures aux nappes classiques, ou ayant des propriétés similaires mais dont le poids serait inférieur du fait de l'utilisation d'une épaisseur moindre.
La présente invention propose de remédier à cet inconvénient en utilisant, à titre de matériau de base, pour la fabrication des particules métalliques, un métal (ou des métaux) à durcissement structural, c'est-à-dire qui, dans un certain état, présente des caractéristiques de résistance et de dureté relativement peu élevées et en tout cas compatibles avec les opérations de découpe et de façonnage des particules métalliques (et éventuellement de mise en forme de la nappe métallique), et qui, après traitement thermique, présente des caractéristiques de résistance beaucoup plus élevées, et en particulier supérieures à celles compatibles avec les opérations de découpage/façonnage (et éventuellement de mise en forme) précitées.
Le traitement thermique en question est avantageusement réalisé après un façonnage le plus poussé possible des particules métalliques ou de la nappe métallique, en fonction de la structure souhaitée dans le vêtement que l'on désire obtenir au final.
De manière intéressante, dans le cadre d'une nappe intégralement réalisée en matériau métallique à durcissement structural (par exemple une nappe d'anneaux type cotte de mailles ou plaquettes assemblées par des anneaux de jonction), le traitement thermique est avantageusement mis en œuvre sur ladite nappe finie, après assemblage de ses particules métalliques constitutives.
Dans le cadre de la présente invention, le traitement thermique peut encore être réalisé sur les particules métalliques façonnées et individuelles (en particulier dans le cadre de plaquettes métalliques utilisées pour former la nappe), ces particules étant ensuite seulement assemblées pour former la nappe.
Eventuellement, la nappe traitée thermiquement peut ne pas se présenter complètement dans la forme qui sera utilisée pour la fabrication du vêtement final. Dans ce cas, la nappe correspondante sera finalisée par toute technique appropriée à la résistance et à la dureté des particules métalliques. Par exemple, si cette finalisation de conformation nécessite la mise en place d'anneaux de solidarisation métalliques, ces anneaux pourront être réalisés en un acier inoxydable classique, ayant des propriétés répondant aux normes en vigueur et apte à être cintré, sans que cela nuise de manière prépondérante à la résistance de l'ensemble de la nappe. De préférence, avant façonnage des particules métalliques ou de la nappe, selon le cas, le métal en question est soumis à une opération mécanique de déformation/allongement, de type corroyage, qui permet d'obtenir un écrouissage dudit métal, adapté pour venir en limite des possibilités de façonnage desdites particules (en fonction des installations et techniques à disposition). Cette particularité permet d'optimiser l'opération ultérieure de traitement thermique pour obtenir des caractéristiques de résistance et de dureté les plus élevées possibles.
Tout type de métal à durcissement structural peut être utilisé, à partir du moment où ses caractéristiques de résistance et de dureté, avant traitement thermique, permettent la mise en forme des particules métalliques, et à partir du moment où ses caractéristiques de résistance et de dureté sont optimisées après ledit traitement thermique. Ces caractéristiques de résistance et de dureté optimisées permettent au matériau obtenu d'être largement compatible avec les normes agroalimentaires (dont les énergies sont de l'ordre de 5 joules) ; elles peuvent même permettre à ce matériau d'entrer en conformité avec certaines normes relativement sévères, telles que les normes relatives aux vêtements de protection contre les armes blanches (dont les énergies en jeu se situent, suivant les niveaux, entre 25 et 60 joules).
A titre d'exemple, on peut utiliser un acier inoxydable à durcissement structural issu de la recherche sur la nanotechnologie, qui utilise le principe des nanoparticules se formant lors du traitement thermique du matériau. Ces nanoparticules extrêmement dures confèrent au matériau à la fois dureté et résistance, deux propriétés normalement opposées en physique.
Ce type d'acier possède aussi d'intéressantes qualités de résistance à l'abrasion et de ductilité avant traitement thermique.
Encore à titre d'exemple on peut utiliser - un acier inoxydable de type Z 8 CNT 17.7 (norme AFNOR), ou - un alliage d'aluminium des séries 2000, 6000 et 7000 (en particulier 7075).
Le traitement thermique des particules métalliques ou de la nappe de particules
(ou éventuellement du vêtement semi-fini ou fini) est réalisé dans un four étanche.
Après mise en place du produit à traiter dans ce four, on procède à un vide d'air poussé pour éliminer au maximum l'oxygène. Ensuite, soit le traitement thermique est réalisé sous vide d'air, soit il est réalisé après remplacement de l'air par un gaz neutre, ou un mélange de gaz neutre (par exemple Argon ou Argon + Hydrogène).
La durée du traitement et la température de traitement seront fonction des caractéristiques du métal utilisé. Par exemple, la montée en température pourra durer une heure ; le temps de traitement pourra être de trois à six heures à une température comprise entre 400 et
6000C (fonction du métal ou des métaux utilisés), suivi d'un refroidissement d'une durée de deux à cinq heures, l'ensemble du traitement, jusqu'au refroidissement, étant réalisé sous vide d'air ou sous gaz neutre. En fonction du métal utilisé, la nappe métallique obtenue peut avoir une résistance et une dureté 1,1 à deux fois supérieure, voire plus, par rapport aux mêmes nappes réalisées avec des aciers ou aluminiums classiques.
Comme indiqué ci-avant, on peut soit mettre à profit ces caractéristiques de dureté/résistance optimales, soit développer des nappes ayant des caractéristiques de résistance et de dureté voisines de celles de l'état de la technique, mais d'un poids inférieur par unité de surface (caractéristique particulièrement importante dans le domaine du vêtement de protection).
La nappe métallique selon l'invention peut être une cotte de mailles, obtenue à partir d'un fil métallique à durcissement structural, type acier inoxydable ou alliage d'aluminium, pour réaliser le façonnage de gants de protection (avec ou sans manchette), de tabliers, par exemple pour l'industrie de la viande, ou de gilets de protection.
Ces gilets peuvent être des gilets pare-balles ou pare-armes blanches dans lesquels la cotte de mailles constituera l'une des couches de protection, en association éventuelle avec une ou plusieurs épaisseurs de textile technique et/ou autre matériau classique. Cette couche de cotte de mailles sera intégrée par tout moyen approprié au sein du gilet ; elle pourra être fixée par exemple par des moyens de solidarisation amovibles type bande(s) auto-agrippante(s) ou bouton(s) pression(s).
La nappe selon l'invention peut aussi être constituée de plaquettes métalliques (de forme générale rectangulaire, circulaire ou autre) assemblées entre elles par des anneaux de jonction (ou autre moyen de jonction), pour former des tabliers de protection, notamment mais non-exclusivement pour l'industrie de la viande. Dans ce cas les plaquettes et le fil de jonction peuvent tous deux être réalisés en métal à durcissement structural, notamment de l'acier inoxydable ou un alliage d'aluminium (dans ce cas, le traitement thermique est avantageusement réalisée une fois la nappe assemblée).
Il est aussi envisageable d'utiliser des plaquettes en métal à durcissement structural (acier inoxydable ou alliage d'aluminium) auxquelles on fait subir le traitement thermique avant leur assemblage entre elles au moyen d'anneaux métalliques standards (ou autre moyen), notamment en acier inoxydable classique.

Claims

- REVENDICATIONS -
1.- Procédé de fabrication d'un vêtement de protection ou d'une partie de vêtement de protection, de type gant, tablier, gilet ou autre, lequel vêtement ou laquelle partie de vêtement comprend une nappe de particules métalliques assemblées entre elles, genre nappe d'anneaux métalliques entrelacés, ou nappe de plaquettes métalliques assemblées par des anneaux métalliques ou autre moyen, lequel procédé comprend - des opérations de découpe et de façonnage desdites particules métalliques, - une opération d'assemblage entre elles desdites particules métalliques pour obtenir ladite nappe de particules recherchée, et - une opération finale, à partir de ladite nappe obtenue, de fabrication dudit vêtement de protection recherché ou de finalisation de la fabrication de ce vêtement, caractérisé en ce qu'il consiste :
- partant d'un métal ou de métaux à durcissement structural n'ayant pas subi de traitement thermique, à mettre en œuvre au moins lesdites opérations de découpe et de façonnage desdites particules métalliques, - puis à traiter thermiquement lesdites particules métalliques obtenues, ou ladite nappe métallique obtenue suite à ladite opération d'assemblage, ceci de manière adaptée pour augmenter les caractéristiques de résistance et de dureté des particules métalliques constitutives de ladite nappe,
- et enfin à mettre en œuvre ladite opération finale de fabrication du vêtement de protection ou de finalisation du vêtement.
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une opération mécanique d'écrasement/allongement du métal utilisé, de type corroyage, avant façonnage de la nappe métallique, cette opération de corroyage étant menée pour obtenir un écrouissage du métal dont les caractéristiques de résistance et de dureté sont adaptées aux valeurs limites des possibilités de découpage, de façonnage et éventuellement soudage des particules métalliques.
3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter thermiquement les particules métalliques ou la nappe métallique dans un four adapté, ceci pendant plusieurs heures, à une température comprise entre 400 et 6000C.
4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le traitement thermique est réalisé sous gaz neutre, après vide primaire du four de traitement.
5.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le traitement thermique est réalisé sous vide d'air, et en particulier en absence ou quasi absence d'oxygène.
6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste, partant d'un fil en métal à durcissement structural n'ayant pas subi de traitement thermique, à réaliser une nappe d'anneaux métalliques entrelacés formant un tissu de cotte de mailles, puis à mettre en œuvre l'opération de traitement thermique.
7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste, partant d'un fil en acier inoxydable à durcissement structural, à réaliser une nappe d'anneaux métalliques entrelacés formant un tissu de cotte de mailles.
8.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste, partant d'un fil en alliage d'aluminium à durcissement structural, à réaliser une nappe d'anneaux métalliques entrelacés formant un tissu de cotte de mailles.
9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste, partant de plaquettes en acier inoxydable et d'un fil en acier inoxydable, tous deux du type à durcissement structural n'ayant pas subi de traitement thermique, à réaliser une nappe de plaquettes métalliques assemblées entre elles, puis à mettre en œuvre l'opération de traitement thermique.
10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste, partant de plaquettes en matériau métallique du type à durcissement structural, ayant subi leur traitement thermique final, à réaliser leur assemblage au moyen d'anneaux ou autres, réalisés en fil d'acier inoxydable standard.
11.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il consiste, partant de plaquettes en acier inoxydable à durcissement structural ayant subi leur traitement thermique final, à réaliser leur assemblage au moyen d'anneaux ou autres, réalisés en fil d'acier inoxydable standard.
12.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il consiste, partant de plaquettes en alliage d'aluminium à durcissement structural ayant subi leur traitement thermique final, à réaliser leur assemblage au moyen d'anneaux ou autres, réalisés en fil d'acier inoxydable standard.
13.- Vêtement de protection de type gant, tablier ou gilet comprenant un tissu de cotte de mailles obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8.
14.- Vêtement de protection du genre tablier ou gilet comprenant une nappe de plaquettes métalliques assemblées entre elles, obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12.
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