EP3064888B1 - Article résistant aux balles, notamment un vêtement de protection contre les balles - Google Patents

Article résistant aux balles, notamment un vêtement de protection contre les balles Download PDF

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EP3064888B1
EP3064888B1 EP16157643.4A EP16157643A EP3064888B1 EP 3064888 B1 EP3064888 B1 EP 3064888B1 EP 16157643 A EP16157643 A EP 16157643A EP 3064888 B1 EP3064888 B1 EP 3064888B1
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EP
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panels
panel
woven
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fabric
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EP16157643.4A
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EP3064888A1 (fr
Inventor
Hakim Hoepffner
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Protecop SA
Original Assignee
Protecop SA
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0478—Fibre- or fabric-reinforced layers in combination with plastics layers

Definitions

  • the present invention relates to an article resistant to bullets and / or knives, particularly needle-type, including a protective clothing against bullets, for example a bulletproof vest.
  • a protective clothing against bullets for example a bulletproof vest.
  • Such an article is known from the document GB 2,258,389 A .
  • a bulletproof vest comprising a stack of panels, namely at least a first nonwoven panel, preferably disposed in the stack on the outer side or opposite to the body of the wearer of the article resistant to bales, the or each first non-woven panel consisting of at least one ply of textile fibers, preferably unidirectional, consolidated into a thermoplastic film, and, on the body side, at least one second woven panel, the or each second panel comprising a fabric, especially a woven material, in particular aramid.
  • a vest comprising a stack of panels, consisting of a so-called ballistic packet and a so-called stab package, put together in a pocket so that the so-called stab package is on the outside, it is to say on the opposite side to the body.
  • the so-called knife-resistant package comprises a knife-resistant panel or layer formed in succession from a rubber layer, an EVA glue film, a woven fabric, an EVA glue film and a a layer of rubber.
  • the bullet-proof vests described in these documents of the prior art have the advantage of being light and allow, however, to properly stop the bullets by limiting as much as possible the deformation of the part against the body to avoid any trauma to it, we still want to improve things by aiming for a product still light, but which allows even better stop the bullets and limit the trauma resulting from the impact of the bullet on the vest vis-à-vis the body of the wearer.
  • the web has a thickness greater than the thickness of the one-faced fiber fabric of which it is attached.
  • the thickness is measured perpendicular to the main faces of the fabric, ie in the stacking direction of the panels.
  • thermoplastic web is the outermost element of the or each second panel of which it is part.
  • the stack there is provided in the stack, on the side opposite the first (s) panel (s) nonwoven (s), at least a third nonwoven panel, the or each third nonwoven panel having at least one consolidated fold of fibers, the panel or panels of the at least one third nonwoven panel being identical to the first panel (s).
  • This provides a particularly effective article against both bullets and knives and / or needles while maintaining excellent ergonomics in terms of weight and / or flexibility and / or thickness.
  • the number of first nonwoven panels is greater than the number of third nonwoven panels, in particular there is provided from 5 to 25 first nonwoven panels, preferably from 10 to 20 first non-woven panels, by Example 15 first non-woven panels, and provided from 1 to 5 third nonwoven panels, preferably from 2 to 4 third nonwoven panels, for example 3 third panels.
  • At least two second woven panels are provided and it is interposed between two second successive woven panels of the fourth nonwoven panels, which may in particular be identical to the first and / or third panels, each fourth panel consisting of at least one consolidated fold of fibers.
  • thermoplastic webs attached to the fabrics of the second woven panels is increasing from the second woven panel closest to the first one or the first panels to a second panel woven further from the first panel or panels, particularly to the second panel farthest from the first panel or panels.
  • the first (s), third (s) and fourth (s) panels are identical to each other.
  • the first (s) and / or second (s) and / or third (s) panels comprise at least 2 consolidated folds of monodirectional fibers, extending 90 ° from each other.
  • the first (s) and / or third (s) and / or fourth (s) panels comprise 4 consolidated folds of crossed polyethylene fibers 2 to 2, for example by a matrix in a polymeric material, in particular thermoplastic material.
  • a matrix is understood to mean a material which, in particular, binds the fibers, for example aramid or polyethylene fibers, of each of the aramid fiber plies, in particular aligned in one-way directions, and thus stabilizes the fibers inside them. of each or each of the folds of fibers and, after possible interleaving of the folds of fibers, binds them to one another.
  • cross or crisscross folds are understood to mean an arrangement of at least two monodirectional aligned fiber plies, wherein the at least two one-way aligned fiber plies are bonded to one another so that the fibers aligned of the two folds make an angle, preferably 90 °.
  • consolidated fold is understood to mean that the fibers of the fold or folds, in particular monodirectional aligned, are held together, in particular bonded to each other by addition of a matrix material, by covering them with two films, or by a combination of the two techniques.
  • fibers means an oblong body whose length dimension is much greater than a transverse dimension in width and width. thickness. Accordingly, fibers include fibers or monofilaments, multifilament fibers, ribbons, tapes, staple fibers, and yarns made from one or more of the foregoing examples, for example, multifilament yarns or yarns. short fiber base. Particularly preferably, fibers mean multifilament yarns.
  • the cross sections of the fibers to be used in the present invention can vary to a very large extent. They can be circular, flat, oblong in cross section. They may also be of regular or irregular shape, have a plurality of regular or irregular lobes protruding from the longitudinal axis, for example a filament. Preferably, the fibers have a substantially circular cross section.
  • aramid fibers are understood to mean fibers produced from an aromatic polyamide as the polymer forming the fiber.
  • aromatic polyamides P-aramid.
  • poly (p-phenyleneterephthalamide) is the most preferred.
  • Poly (p-phenyleneterephthalamide) results from the mole to mole polarization of p-phenylenediamine and terephthalic acid dichloride.
  • Fibers, consisting for example of multifilament yarns made from poly (p-phenyleneterephthalamide), can be obtained under the trademark TWARON.
  • aramid fibers useful for forming fabrics or folds of fibers in the panels of articles Bullet resistant according to the present invention are those formed from the aromatic copolymer as the polymer forming the fiber.
  • a p-phenylene diamine and / or a terephthalic acid dichloride are partially or completely substituted by other aromatic diamines and / or dicarboxylic acid chlorides.
  • Each first panel comprising the stack of first panels preferably contains at least two consolidated folds of unidirectional aligned fibers, the fibers, in particular of polyethylene or aramid, being provided with a matrix material, the number of aligned fiber layers. monodirectional being limited for practical reasons, mainly by the practical requirement that the consolidated panel should preferably be able to be wound.
  • each first panel comprises from 2 to 10 consolidated folds of monodirectional aligned fibers.
  • each first consolidated panel consists of 2 to 6 folds of aligned monodirectional aligned fibers, in particular very high density polyethylene said UHMWPE.
  • Each first panel contains at least two crossed folds of fibers, in particular polyethylene, in particular UHMWPE, monodirectional aligned, the fibers being provided with a first matrix material, the first matrix material comprising a first polymer, preferably a first organic polymer .
  • the first, preferably organic, polymer is present on the monodirectional fibers in a percentage of weight sufficient to bind the at least two folds of monodirectional aligned fibers to one another. Therefore, it is not necessary that any space between the monodirectional aligned fibers be filled with the first polymer. It is sufficient that the applied amount of the first polymer allows sufficient bonding of the at least two monodirectional aligned fiber layers to one another.
  • the first polymer can be distributed along points on the fibers and between the fibers.
  • the weight of each first panel of polyethylene fibers, especially UHMWPE, in particular monodirectional aligned is between 75 and 260 g / m 2 .
  • the first polymer is a random copolymer of styrene-butadiene, that is to say a copolymer in which the copolymerization parameters of styrene and butadiene determine a random frequency of styrene and butadiene in the copolymer chain.
  • the weight of each second woven panel of aramid fibers may be between 400 and 1000 g / m 2 , especially between 440 and 840 g / m 2 .
  • a woven fabric of the second panel is made from aramid yarns 930 dTex having 1000 filaments.
  • the woven fabric preferably has a weft / column ratio of 2040.
  • the pitch of the wefts and the mesh columns is 85 / 10cm and the mass is between 300 and 500 g / m 2 .
  • the fabric may comprise aromatic polyamide fibers and / or polyethylene fibers.
  • aromatic polyamide fibers and / or polyethylene fibers.
  • polyethylene fibers In particular, ultra-high molecular molecular polyethylene.
  • resin is understood to mean synthetic resins, mainly obtained by the addition of polymerization and polycondensation, which are intermediates in the synthesis of high molecular plastics. More particularly, phenolic resins are polycondensation products of phenols and aldehydes, in particular phenol and formaldehyde.
  • polyurethanes As a matrix material, it is also possible to target polyurethanes, ethylene acrylic acids and polyvinyl butyral.
  • Each first panel and / or second panel may comprise films on its outer surfaces, films which are adhered to the two surfaces of each layer, such as polyolefin films, linear low density polyethylene (LLDPE) films and ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) films, as well as polyester films, nylon films, polycarbonate films and the like. These films can have any desired thickness, typically between 2 and 20 microns.
  • films which are adhered to the two surfaces of each layer, such as polyolefin films, linear low density polyethylene (LLDPE) films and ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) films, as well as polyester films, nylon films, polycarbonate films and the like.
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • UHMWPE ultra high molecular weight polyethylene
  • the panels are preferably arranged one above the other to form the first and second cells without being bonded together. However, they can also be tied together, especially by sewing.
  • the weight of the roll of resin laminated on the fabric corresponds to more than 50%, in particular more than 60%, in particular more than 70%, of the weight of the second panel.
  • the or each web is attached to a respective woven fabric so as to form a respective unit panel forming a respective second panel.
  • the bulletproof vest comprises a stack of panels, including first 15 panels 1, 2 second panels 2, 3 third panels 3 and 3 fourth panels 4.
  • the first panels are on the outside and the fourth panels are located on the opposite side, that is to say on the side of the body.
  • the first, third and fourth panels are identical.
  • each first panel 1 consists of 4 consolidated folds of aligned monodirectional fibers of high density polyethylene, intersecting two by two at 90 °.
  • a resin matrix ensures the consolidation of the four plies and the assembly is sandwiched between two thermoplastic films.
  • the second panels 2 and 2 ', shown in section at the figure 2 each comprise a layer consisting of a 6.6 'weave of aramid fibers. It can in particular be the TWARON 2040, 930 dTex f1000, having a density of 13.9 and a weight of 480 g / m 2 .
  • thermoplastic material in particular vinyl, for example polyvinyl butyral
  • an adhesive for example an EVA polymer film or the like
  • Another favorable material for the webs 7, 7 ' is polypropylene.
  • the thickness of the ply 7.7 ' is greater than that of the respective woven 6.6' to which it is attached.
  • the thickness of the ply 7 made of thermoplastic material of the second panel 2 closest to the first panels 1 is greater than 0.1 mm and may especially be between 0.5 and 5 mm, especially between 1 and 4 mm.
  • the ratio of the thicknesses of the two plies 7 and 7 'can for example be between 1.5 and 5, preferably between 2 and 3.
  • Both woven 6, 6 ' have the same thickness.
  • This thickness may be between 0.1 and 5 mm, in particular between 0.2 and 1 mm, for example equal to 0.25 mm.
  • the total thickness of the second thinnest panel 2 may for example be between 0.4 and 0.6 mm.
  • the total thickness of the second thickest panel 2 ' may for example be between 0.65 and 0.85 mm, these values also apply to embodiments comprising more than two second panels.
  • the third panels 3, which are closest to the body, are for example 3 and are identical to the first panels. However, it could be made of another material, for example, rather than polyethylene, could be used aramid. It could also provide a number of different folds.
  • the second proximal panel 2 ' is disposed closer to the body than the second distal panel 2.
  • the second proximal panel 2 ' comprises a ply 7' of thermoplastic material thicker than the ply 7 of thermoplastic material of the second distal panel 2, the tissues 6 and 6 'distal and proximal being preferably identical.
  • each panel may have a basis weight of between 75 and 260 g / m 2 . It can be made of polyethylene, especially at high density, but can also be made of aramid or other similar material.
  • thermoplastic material is preferably little or not elastic.
  • an elastomer for example a rubber, is not a thermoplastic material within the meaning of the invention.
  • elastic material is meant a material such that a film or a sheet, consisting solely of this material, is elastic.
  • Elasticity is the physical property of a body to resume its original form after suppression of the solicitation.
  • elastic film or sheet is understood to mean a film or sheet which, according to the elasticity test below, has a remanence or SET less than 20%, preferably less than 15%, more preferably less than 10%, still more preferably less than 5% for a stretch of 100% of its initial width.
  • the elasticity of a film or a web can be determined by determining the remanence as follows: The sample is conditioned in a normal atmosphere, as defined in ASTDM 5170, temperature of 23 ° C ⁇ 2 ° C and relative humidity of 50% ⁇ 5%.
  • the sample is prepared by cutting with the cutter or scissors the product (for example the web of the invention or the film) in a sample of 45mm in width and 60 mm in length (in which direction the elasticity is measured).
  • Reinforcements are positioned, for example a non-woven layer, to prevent slipping and the beginning of breakage of the sample between the jaws by fixing them with double-sided sides of the zone. elastic to test and on each side;

Landscapes

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Description

  • La présente invention se rapporte à un article résistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment de type aiguille, notamment un vêtement de protection contre les balles, par exemple un gilet pare-balles. Un tel article est connu du document GB 2 258 389 A .
  • On connaît déjà dans l'art antérieur, par exemple du brevet européen 1 729 084 au nom de la demanderesse, un gilet pare-balles comportant un empilement de panneaux, à savoir au moins un premier panneau non-tissé, de préférence disposé dans l'empilement du côté extérieur ou opposé au corps du porteur de l'article résistant aux balles, le ou chaque premier panneau non-tissé étant constitué d'au moins un pli de fibres textiles, de préférence unidirectionnelles, consolidé en un film thermoplastique, et, du côté du corps, au moins un second panneau tissé, le ou chaque second panneau comportant un tissu, notamment un tissé, notamment d'aramide.
  • On connaît aussi de US 2007/0173150 , un gilet comportant un empilement de panneaux, constitué d'un paquet dit balistique et d'un paquet dit de coup de couteau, mis ensemble dans une poche de sorte que le paquet dit de coup de couteau soit du côté extérieur, c'est à dire du côté opposé au corps. Le paquet dit résistant au coup de couteau comporte un panneau ou couche résistant au coup de couteau constitué en succession d'une couche de caoutchouc, d'un film de colle EVA, d'un tissé, d'un film de colle EVA et d'une couche de caoutchouc.
  • Bien que les gilets pare-balles décrits dans ces documents de l'art antérieur présente l'avantage d'être légers et de permettre cependant de bien arrêter les balles en limitant le plus possible la déformation de la partie située contre le corps pour éviter tout traumatisme à celui-ci, on souhaite encore améliorer les choses en visant un produit toujours aussi léger, mais qui permet d'encore mieux arrêter les balles et limiter le traumatisme résultant de l'impact de la balle sur le gilet vis-à-vis du corps du porteur.
  • Suivant la revendication indépendante 1, un article résistant aux balles, notamment un vêtement, par exemple un gilet pare-balles, comprenant un empilement de panneaux comportant des fibres, comportant :
    • au moins un premier panneau non-tissé, notamment du côté extérieur, de préférence une pluralité de premiers panneaux non-tissés, et
    • au moins un deuxième panneau tissé, notamment plus proche du corps que le ou chaque premier panneau non-tissé,
    le ou chaque premier panneau non-tissé comportant au moins un pli de fibres, notamment unidirectionnelles, consolidé, et le au moins un deuxième panneau tissé comportant un tissu de fibres, notamment un tissé de fibres, notamment d'aramide, l'article comprenant une nappe en matière thermoplastique, notamment vinylique, fixée sur une face, notamment la face du côté du ou des premiers panneaux, du tissu de fibres du deuxième panneau ou d'au moins l'un des deuxièmes panneaux ; et
    la nappe en matière thermoplastique n'est pas un film, en ayant notamment une épaisseur supérieure à 0,1mm, de préférence supérieure à 0,2mm, notamment supérieure à 0,3 mm, encore plus préférablement supérieure à 0,4 mm, par exemple comprise entre 0,5 mm et 5mm, la fixation de la nappe en matière thermoplastique au tissu de fibres étant telle que la nappe et le tissu forment un panneau dans son ensemble.
  • De préférence, la nappe a une épaisseur supérieure à l'épaisseur du tissu de fibre à une face duquel elle est fixée.
  • L'épaisseur est mesurée perpendiculairement aux faces principales du tissu, c'est à dire dans la direction d'empilement des panneaux.
  • De préférence, la nappe thermoplastique est l'élément le plus à l'extérieur du ou de chaque deuxième panneau dont elle fait partie.
  • De préférence, il est prévu dans l'empilement, du côté opposé au(x) premier(s) panneau(x) non-tissé(s), au moins un troisième panneau non-tissé, le ou chaque troisième panneau non-tissé comportant au moins un pli de fibres consolidé, le ou les panneaux du au moins un troisième panneau non-tissé pouvant être identique(s) au(x) premier(s) panneau(x).
  • On obtient ainsi un article particulièrement efficace aussi bien contre les balles que contre les armes blanches et/ou aiguilles tout en conservant une excellente ergonomie en terme de poids et/ou souplesse et/ou épaisseur.
  • Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le nombre de premiers panneaux non-tissés est supérieur au nombre de troisièmes panneaux non-tissés, notamment il est prévu de 5 à 25 premiers panneaux non-tissés, de préférence de 10 à 20 premiers panneaux non-tissés, par exemple 15 premiers panneaux non tissés, et il prévu de 1 à 5 troisièmes panneaux non-tissés, de préférence de 2 à 4 troisièmes panneaux non-tissés, par exemple 3 troisièmes panneaux.
  • Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, il est prévu au moins deux deuxièmes panneaux tissés et il est intercalé entre deux deuxièmes panneaux tissés successifs des quatrièmes panneaux non-tissés, pouvant notamment être identiques aux premiers et/ou troisièmes panneaux, chaque quatrième panneau étant constitué d'au moins un pli de fibres consolidé.
  • Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, il est prévu une pluralité de deuxièmes panneaux, et l'épaisseur respective des nappes thermoplastiques fixées sur les tissus des deuxième panneaux tissés est croissante du deuxième panneau tissé le plus proche du ou des premiers panneaux vers un deuxième panneau tissé plus éloigné du ou des premiers panneaux, notamment vers le deuxième panneau le plus éloigné du ou des premiers panneaux.
  • Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu 2 deuxièmes panneaux, entre 5 et 25 premiers panneaux, entre 1 et 4 troisièmes panneaux et entre 1 et 4 quatrièmes panneaux interposés entre les deux deuxièmes panneaux.
  • De préférence, les premier(s), troisième(s) et quatrième(s) panneaux sont identiques les uns aux autres.
  • Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, les premier(s) et/ou deuxième(s) et/ou troisième(s) panneaux comportent au moins 2 plis croisés consolidés de fibres monodirectionnelles, s'étendant à 90° l'un de l'autre.
  • Suivant un autre mode de réalisation préféré de l'invention, les premier(s) et/ou troisième(s) et/ou quatrième(s) panneaux comportent 4 plis consolidés de fibres de polyéthylène croisés 2 à 2, par exemple par une matrice en un matériau polymère, notamment thermoplastique.
  • Dans la présente invention, on entend par une matrice un matériau qui notamment lie les fibres, par exemple d'aramide ou de polyéthylène, de chacun des plis de fibres d'aramide, notamment alignées monodirectionnelles, et stabilise ainsi les fibres à l'intérieur du ou de chacun des plis de fibres et, après entrecroisement éventuel des plis de fibres les lie l'un à l'autre.
  • Dans la présente invention, on entend par plis croisés ou entrecroisés un agencement d'au moins deux plis de fibres alignées monodirectionnelles, dans lesquels les au moins deux plis de fibres alignées monodirectionnelles sont liés l'un à l'autre de sorte que les fibres alignées des deux plis font un angle, de préférence de 90°.
  • Dans la présente invention, on entend par pli(s) consolidé(s) le fait que les fibres du pli ou des plis, notamment alignées monodirectionnelles, sont maintenues ensemble, notamment liées les unes aux autres par ajout d'un matériau de matrice, par leur recouvrement par deux films, ou par une combinaison des deux techniques.
  • Suivant la présente invention, on entend par fibres un corps oblong, dont la dimension en longueur est bien plus grande qu'une dimension transversale en largeur et en épaisseur. Par conséquent, des fibres incluent des fibres ou monofilaments, des fibres multifilaments, des rubans, des bandes, des fibres courtes et des fils réalisés à partir d'un ou de plusieurs des exemples qui précèdent, par exemple des fils multifilaments ou des fils à base de fibres courtes. De manière particulièrement préférée, fibres signifient des fils multifilaments. Les sections transversales des fibres à utiliser dans la présente invention peuvent varier dans une très large mesure. Ils peuvent être circulaires, plats, oblongs en section transversale. Ils peuvent également être de forme régulière ou irrégulière, avoir un plusieurs lobes réguliers ou irréguliers faisant saillie de l'axe longitudinal, de par exemple un filament. De préférence, les fibres présentent une section transversale sensiblement circulaire.
  • Suivant la présente invention, on entend par fibres aramides des fibres produites à partir d'un polyamide aromatique en tant que le polymère formant la fibre. Dans le polymère formant la fibre, au moins 85% des liaisons amides (-CO-NH-) sont directement liées sur deux couronnes aromatiques. Notamment préférés sont des polyamides aromatiques P-aramide. Parmi les P-aramide, le poly(p-phénylènetéréphtalamide) est le plus préféré. Le poly(p-phénylènetéréphtalamide) résulte de la polarisation mole à mole du p-phénylènediamine et du dichlorure d'acide téréphtalique. Des fibres, constituées par exemple de fils multifilaments réalisés à partir de poly(p-phénylènetéréphtalamide), peuvent être obtenues sous la marque TWARON.
  • D'autres fibres aramides utiles pour former les tissus ou les plis de fibres dans les panneaux des articles résistants aux balles suivant la présente invention sont celles formées à partir du copolymère aromatique en tant que le polymère formant la fibre. Dans le copolymère aromatique en question, une diamine p-phénylène et/ou un dichlorure d'acide téréphtalique sont partiellement ou complètement substitués par d'autres diamines aromatiques et/ou chlorures d'acide dicarboxylique.
  • Chaque premier panneau que comporte la pile de premiers panneaux contient de préférence au moins deux plis croisés consolidés de fibres alignées monodirectionnelles, les fibres, notamment en polyéthylène ou en aramide, étant munies d'un matériau de matrice, le nombre de couches de fibres alignées monodirectionnelles étant limitées pour des raisons pratiques, principalement par l'exigence pratique que le panneau consolidé doit de préférence pouvoir être enroulé.
  • Dans un mode de réalisation préféré de l'article suivant l'invention, chaque premier panneau comporte de 2 à 10 plis consolidés de fibres alignées monodirectionnelles.
  • Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré, conformément à la présente invention, chaque premier panneau consolidé est constitué de 2 à 6 plis de fibres alignées monodirectionnelles croisés en alternance, notamment en polyéthylène à très grande densité dit UHMWPE. Chaque premier panneau contient au moins deux plis croisés de fibres, notamment en polyéthylène, notamment UHMWPE, alignées monodirectionnelles, les fibres étant munies d'un premier matériau de matrice, le premier matériau de matrice comportant un premier polymère, de préférence un premier polymère organique. Le premier polymère, de préférence organique est présent sur les fibres monodirectionnelles en un pourcentage de poids suffisant pour lier les au moins deux plis de fibres alignées monodirectionnelles l'un à l'autre. Par conséquent, il n'est pas nécessaire que tout espace entre les fibres alignées monodirectionnelles soit empli du premier polymère. Il suffit que la quantité appliquée du premier polymère permette une liaison suffisante des au moins deux couches de fibres alignées monodirectionnelles l'une à l'autre. Par exemple, le premier polymère peut être réparti suivant des points sur les fibres et entre les fibres.
  • Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le poids de chaque premier panneau de fibres en polyéthylène, notamment UHMWPE, notamment alignées monodirectionnelles, est compris entre 75 et 260 g/m2.
  • Suivant un exemple particulièrement préféré, le premier polymère est un copolymère au hasard de styrène-butadiène, c'est-à-dire un copolymère dans lequel les paramètres de copolymérisation du styrène et du butadiène déterminent une fréquence au hasard du styrène et du butadiène dans la chaîne copolymère.
  • Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le poids de chaque deuxième panneau tissé de fibres d'aramides peut être compris entre 400 et 1000 g/m2, notamment entre 440 et 840 g/m2.
  • De préférence, un tissu tissé du deuxième panneau est réalisé à partir de fils d'aramide 930 dTex ayant 1 000 filaments. Le tissé a de préférence un rapport trame/colonne de mailles de 2040. Le pas des trames et des colonnes de mailles est de 85/10cm et la masse est comprise entre 300 et 500 g/m2.
  • De préférence, le tissu peut comporter des fibres de polyamide aromatique et/ou des fibres de polyéthylène. Notamment, du polyéthylène moléculaire à ultra haute molécularité.
  • Suivant la présente invention, on entend par résine des résines synthétiques, principalement obtenues par addition de polymérisation et de polycondensation, qui sont des intermédiaires dans la synthèse de plastique à masse moléculaire élevée. Plus particulièrement, des résines phénoliques sont des produits de polycondensation de phénols et d'aldéhydes, en particulier le phénol et le formaldéhyde.
  • Comme matériau de matrice, on peut également viser des polyuréthanes, des acides acryliques éthylène et du polyvinylbutyral.
  • Chaque premier panneau et/ou deuxième panneau peut comporter des films à ses surfaces extérieures, des films que l'on fait adhérer aux deux surfaces de chaque couche, tels que des films en polyoléfine, des films en polyéthylène basse densité linéaire (LLDPE) et films en polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE), ainsi que des films de polyester, des films en nylon, des films en polycarbonate et analogue. Ces films peuvent avoir n'importe quelle épaisseur souhaitée, classiquement comprise entre 2 et 20 µm.
  • Les panneaux sont de préférence agencés les uns au dessus des autres pour former les première et deuxième piles sans être liés ensemble. Cependant, on peut également les lier ensemble, notamment par couture.
  • De préférence, le poids de la nappe de résine laminée sur le tissu correspond à plus de 50%, notamment plus de 60%, en particulier plus de 70%, du poids du second panneau.
  • Suivant l'invention, la ou chaque nappe est fixée à un tissu tissé respectif de manière à former un panneau unitaire respectif formant un deuxième panneau respectif.
  • A titre d'exemple, on décrit maintenant un mode de réalisation préféré de l'invention en se reportant aux dessins dans lesquels :
    • la figure 1
    est une vue en perspective d'un gilet pare balle comportant une poche avant dans laquelle est reçu l'empilement de premiers, deuxièmes, troisièmes et quatrièmes panneaux suivant un mode de réalisation de l'invention ;
    la figure 2
    représente, vue en coupe transversale l'empilement des panneaux de la figure 1.
  • Comme représenté à la figure 1, le gilet pare-balles comporte un empilement de panneaux, notamment 15 premiers panneaux 1, 2 deuxièmes panneaux 2, 3 troisièmes panneaux 3 et 3 quatrièmes panneaux 4. De préférence, les premiers panneaux se trouvent du côté extérieur et les quatrièmes panneaux se trouvent du côté opposé, c'est-à-dire du côté du corps. De préférence, mais on pourrait également utiliser des fibres et/ou des agencements différents, notamment en terme de nombre de plis, de matériaux, de résines de matrices de consolidation, de films de consolidation, d'agencements respectifs des plis, etc., les premiers, troisièmes et quatrièmes panneaux sont identiques.
  • Dans le mode de réalisation représenté, chaque premier panneau 1 est constitué de 4 plis consolidés de fibres monodirectionnelles alignées de polyéthylène grande densité, entrecroisé deux à deux à 90°. Une matrice résine assure la consolidation des quatre plis et l'ensemble est pris en sandwich entre 2 films thermoplastiques.
  • Pour la consolidation, il est ici décrit d'utiliser à la fois une matrice résine et deux films thermoplastiques. On pourrait se contenter de l'un ou l'autre.
  • Les deuxièmes panneaux 2 et 2', représentés en coupe à la figure 2, comportent chacun une couche constituée d'un tissé 6,6' de fibres d'aramide. Il peut notamment s'agir du TWARON 2040, 930 dTex f1000, ayant une densité de 13,9 et un poids de 480 g/m2.
  • Sur une face de chaque tissé 6,6', notamment la face tournée vers l'extérieur, une nappe 7,7', de matière thermoplastique, notamment vinylique, par exemple en polyvinylbutyral, est fixée, notamment par calandrage, thermo fusion, soudure ultrason, interposition d'un adhésif, par exemple un film polymere EVA ou analogue, sur le tissé pour former avec lui le deuxième panneau 2,2' dans son ensemble.
  • Un autre matériau favorable pour les nappes 7, 7' est le polypropylène.
  • L'épaisseur de la nappe 7,7' est supérieure à celle du tissé 6,6' respectif auquel elle est fixée.
  • L'épaisseur de la nappe 7 en matière thermoplastique du deuxième panneau 2 le plus proche des premiers panneaux 1 est supérieure à 0,1 mm et peut notamment être comprise entre 0,5 et 5 mm, notamment entre 1 et 4 mm.
  • Le rapport des épaisseurs des deux nappes 7 et 7' peut être par exemple compris entre 1,5 et 5, de préférence entre 2 et 3.
  • Les deux tissés 6, 6' ont la même épaisseur. Cette épaisseur peut être comprise entre 0,1 et 5mm, notamment entre 0,2 et 1 mm, par exemple égale à 0,25 mm.
  • L'épaisseur totale du deuxième panneau 2 le plus mince peut être par exemple comprise entre 0,4 et 0,6 mm. L'épaisseur totale du deuxième panneau 2' le plus épais peut être par exemple comprise entre 0,65 et 0,85 mm, ces valeurs s'appliquant également à des modes de réalisation comportant plus de deux deuxièmes panneaux.
  • Les troisièmes panneaux 3, qui se trouvent le plus près du corps, sont au nombre par exemple de 3 et sont identiques aux premiers panneaux. On pourrait cependant les réaliser en un autre matériau, par exemple, plutôt qu'en polyéthylène, on pourrait utiliser de l'aramide. On pourrait également prévoir un nombre de plis différents.
  • Le deuxième panneau 2' proximal est disposé plus près du corps que le deuxième panneau 2 distal. Le deuxième panneau 2' proximal comporte une nappe 7' en matière thermoplastique plus épaisse que la nappe 7 en matière thermoplastique du deuxième panneau 2 distal, les tissus 6 et 6' distal et proximal étant de préférence identiques.
  • On pourrait prévoir plus que 2 deuxièmes panneaux, par exemple de 3 à 5 deuxièmes panneaux. On pourrait également, de préférence, faire en sorte que les épaisseurs des deuxièmes panneaux augmentent au fur et à mesure que l'on se déplace vers le corps du porteur.
  • Entre deux deuxièmes panneaux successifs, notamment dans le mode de réalisation représenté aux figures, entre les deux deuxièmes panneaux 2 et 2', sont insérés plusieurs quatrièmes panneaux 4, notamment trois panneaux 4, analogues en termes de poids, souplesse et composition, aux premiers et/ou troisièmes panneaux, notamment identiques aux premiers et troisièmes panneaux.
  • Concernant les premiers, troisièmes et quatrièmes panneaux, chaque panneau peut avoir un poids de base compris entre 75 et 260 g/m2. Il peut être réalisé en polyéthylène, notamment à grande densité, mais peut également être réalisé en aramide ou autre matériau analogue.
  • Suivant l'invention la matière thermoplastique est de préférence peu ou pas élastique. En particulier, un élastomère, par exemple un caoutchouc n'est pas une matière thermoplastique au sens de l'invention.
  • On entend par matière élastique une matière telle qu'un film ou une nappe, constituée uniquement de cette matière, est élastique. L'élasticité est la propriété physique d'un corps de reprendre sa forme initiale après suppression de la sollicitation.
  • On entend suivant l'invention par film ou nappe élastique un film ou une nappe qui a, suivant le test d'élasticité ci dessous, une rémanence ou SET inférieure à 20%, de préférence inférieure à 15%, plus préférablement inférieure à 10%, encore plus préférablement inférieure à 5% pour un étirement de 100% de sa largeur initiale.
    • Test d'élasticité
  • On peut par exemple déterminer l'élasticité d'un film ou d'une nappe en en déterminant la rémanence de la manière suivante:
    On conditionne l'échantillon dans une atmosphère normale, telle que définie dans la norme ASTDM 5170, température de 23°C ± 2°C et humidité relative de 50% ± 5%.
  • On utilise comme appareillage un dynamomètre conforme à la norme EN 10002, notamment le Synergie 200, 1 colonne disponible auprès de la société MTS Systems Corp, U.S.A., conjointement avec un logiciel d'utilisation TESTWORKS 4.04 B.
  • On prépare l'échantillon en découpant au cutter ou aux ciseaux le produit (par exemple la nappe de l'invention ou le film) en un échantillon de 45mm de largeur et 60 mm de longueur (sens dans lequel on mesure l'élasticité).
  • On positionne des renforts (anti-glissement) par exemple une couche de non tissé, pour éviter le glissement et l'amorce de rupture de l'échantillon entre les mâchoires en les fixant avec du double face de part et d'autre de la zone élastique à tester et de chaque côté;
  • Les paramètres sont sélectionnés comme suit :
    • Distance inter mâchoires : 20mm
    • Vitesse machine : 254 mm/mn
    • Nombre de cycles : 2
    • Allongement du produit : 100% à vitesse constante
  • On étire le produit à 100% par déplacement vertical de la mâchoire supérieure, la mâchoire inférieure étant fixe, puis on le maintien dans la position pendant 30 secondes, puis on revient à la position initiale à vitesse constante où on le laisse 60 secondes (fin du premier cycle), puis on l'étire de nouveau à 100%, on le maintien pendant 30 secondes et on revient à la position initiale (fin du deuxième cycle). On obtient alors la courbe donnant la force d'étirement en fonction de l'allongement en %, celle-ci présentant une hystérésis qui permet de déterminer le Set par la formule de calcul suivante : SET = L 1 − L 0
    Figure imgb0001
     Avec :
    • L0 : Point d'intersection avec l'axe des X (Allongement en %) lors du démarrage du test, soit le début du premier cycle.
    • L1 : Point d'intersection avec l'axe des X (Allongement en %) lors du démarrage du deuxième cycle après le retour à la position d'origine et l'attente de 60 secondes.

Claims (14)

  1. Article résistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment un vêtement, par exemple un gilet pare-balles, comprenant un empilement de panneaux à base de fibres, comportant au moins un premier panneau (1) non-tissé, de préférence une pluralité de premiers panneaux non-tissés, et au moins un deuxième panneau (2 ; 2') tissé, le ou chaque premier panneau non-tissé comportant au moins un pli de fibres, notamment unidirectionnelles, consolidé, et le au moins un deuxième panneau tissé comportant un tissu de fibres, notamment un tissé (6 ; 6') de fibres, notamment d'aramide, l'article comprenant en addition une nappe (7 ; 7') en matière thermoplastique, fixée sur une face du tissu de fibres du deuxième panneau ou d'au moins l'un des deuxièmes panneaux, en ayant notamment une épaisseur supérieure à 0,1 mm, de préférence supérieure à 0,2 mm, notamment supérieure à 0,3 mm, encore plus préférablement supérieure à 0,4 mm, par exemple comprise entre 0,5 mm et 5 mm, la fixation de la nappe (7 ; 7') en matière thermoplastique au tissu (6 ; 6') de fibres étant telle que la nappe et le tissu forment un panneau dans son ensemble.
  2. Article suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe a une épaisseur supérieure à l'épaisseur du tissu respectif à une face duquel elle est fixée.
  3. Article suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la nappe thermoplastique est l'élément le plus à l'extérieur du ou de chaque deuxième panneau dont elle fait partie.
  4. Article suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la nappe (7 ; 7') est fixée sur la face du tissu (6 ; 6') du côté du ou des premiers panneaux.
  5. Article suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième panneau ou le panneau de la pluralité de deuxièmes panneaux qui est le plus proche du corps n'est pas le panneau de l'empilement de panneaux qui est le plus proche du corps.
  6. Article suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu dans l'empilement, du côté du deuxième panneau ou de la pluralité de deuxièmes panneaux opposé au(x) premier(s) panneau(x) non-tissé(s), au moins un troisième panneau (3) non-tissé, le ou chaque troisième panneau non-tissé comportant au moins un pli de fibres consolidé, le ou les panneaux du au moins un troisième panneau non-tissé pouvant être identique(s) au(x) premier(s) panneau(x).
  7. Article suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le nombre de premiers panneaux non-tissés est supérieur au nombre de troisièmes panneaux non-tissés, notamment il est prévu de 5 à 25 premiers panneaux non-tissés, de préférence de 10 à 20 premiers panneaux non-tissés, par exemple 15 premiers panneaux non tissés, et il est prévu de 1 à 5 troisièmes panneaux non-tissés, de préférence de 2 à 4 troisièmes panneaux non-tissés, par exemple 3 troisièmes panneaux.
  8. Article suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins deux deuxièmes panneaux (2, 2') tissés et il est intercalé entre deux deuxièmes panneaux tissés successifs des quatrièmes panneaux (4) non-tissés, pouvant notamment être identiques aux premiers et/ou troisièmes panneaux, chaque quatrième panneau étant constitué d'au moins un pli de fibres consolidé.
  9. Article suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est prévu une pluralité de deuxièmes panneaux (2, 2'), et l'épaisseur respective des nappes thermoplastiques (7, 7') fixées sur les tissus des deuxièmes panneaux tissés est croissante du deuxième panneau tissé le plus proche du ou des premiers panneaux vers un deuxième panneau tissé plus éloigné du ou des premiers panneaux, notamment vers le deuxième panneau le plus éloigné du ou des premiers panneaux.
  10. Article suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu 2 deuxièmes panneaux, entre 5 et 25 premiers panneaux et, dans le cas où il est prévu des troisièmes panneaux, entre 1 et 4 troisièmes panneaux, et, dans le cas où il est intercalé entre deux deuxièmes panneaux tissés successifs des quatrièmes panneaux (4) non-tissés, pouvant notamment être identiques aux premiers et/ou troisièmes panneaux, chaque quatrième panneau étant constitué d'au moins un pli de fibres consolidé entre 1 et 4 quatrièmes panneaux interposés entre les deux deuxièmes panneaux.
  11. Article suivant l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les premier(s) et troisième(s) panneaux sont identiques les uns aux autres.
  12. Article suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les premier(s) et/ou deuxième(s) et/ou troisième(s) panneaux comportent au moins 2 plis croisés de fibres monodirectionnelles, s'étendant à 90° l'un de l'autre, et consolidés.
  13. Article suivant l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le ou les tissus, notamment les tissés, des deuxièmes panneaux comportent des fibres d'aramide et le ou les premiers panneaux comportent des fibres de polyéthylène, notamment UHMWPE.
  14. Article suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte une poche dans laquelle est inséré l'empilement de panneaux.
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