FR2878034A1

FR2878034A1 - Seat textile e.g. polyester, triboelectric characterization method for motor vehicle, involves generating electrostatic charges by contact, rubbing and separation of seat and dress textile samples and measuring potential of dress sample

Info

Publication number: FR2878034A1
Application number: FR0412035A
Authority: FR
Inventors: Daniel Boscher; Jean Pierre Malarde; Jacky Michel; Diana Pirici
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-05-19
Anticipated expiration: 2024-11-12
Also published as: FR2878034B1

Abstract

The method involves generating electrostatic charges by three successive and automatic phases of contact, rubbing and separation of seat and dress textile samples (E1, E2), for a given contact pressure and with same speed and separation distance. Electric potential of a conducting support of the sample (E2) is measured during several phases, in a reproducible manner in same temperature, hygrometry and atmospheric pressure conditions. An independent claim is also included for a device for implementation of a triboelectric characterization method.

Description

Procédé et dispositif de caractérisation triboélectrique d'un textile pourMethod and device for triboelectric characterization of a textile for

véhicule automobile.motor vehicle.

L'invention concerne un procédé de caractérisation des propriétés triboélectriques d'un textile pour sièges de véhicule automobile, dans le but de maîtriser les phénomènes de création de charges électrostatiques pouvant nuire au confort des occupants. Elle concerne également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. The invention relates to a method for characterizing the triboelectric properties of a textile for motor vehicle seats, with the aim of controlling the phenomena of creation of electrostatic charges that can harm the comfort of the occupants. It also relates to a device for implementing this method.

En particulier, l'objectif de cette invention est d'évaluer les caractéristiques triboélectriques d'un textile automobile par des essais sur table afin d'anticiper des nuisances éventuelles dues au choc électrique ressenti par un occupant, conducteur ou passager, à sa descente d'un véhicule. Pour qu'une décharge se produise entre l'individu et la caisse du véhicule, il faut qu'ils se trouvent à des potentiels électriques différents. En effet, des mesures montrent que lorsqu'un individu descend d'un véhicule, le potentiel électrique de son corps s'élève. Si les chaussures qu'il porte ont des semelles isolantes, l'individu acquiert un potentiel qui peut atteindre plusieurs milliers de volts. Un exemple est donné sur la figure 1, qui est une courbe expérimentale de variation temporelle du potentiel Vp de l'occupant lors de sa descente du véhicule. La valeur du potentiel acquis dépend de la quantité de charges électrostatiques récupérées, par effet triboélectrique, sur les vêtements de l'individu. In particular, the objective of this invention is to evaluate the triboelectric characteristics of an automotive textile by table tests in order to anticipate possible nuisances due to the electric shock felt by an occupant, driver or passenger, at his descent. 'a vehicle. For a discharge to occur between the individual and the body of the vehicle, they must be at different electrical potentials. Measurements show that when an individual gets off a vehicle, the electrical potential of his body rises. If the shoes he wears have insulating soles, the individual acquires a potential that can reach several thousand volts. An example is given in FIG. 1, which is an experimental curve of temporal variation of the occupant's potential Vp during its descent of the vehicle. The value of the acquired potential depends on the amount of electrostatic charges recovered, by triboelectric effect, on the clothing of the individual.

La triboélectricité est un phénomène d'électrisation de deux objets par contact, avec ou sans frottement, puis séparation, les charges acquises par les deux objets étant alors de signes opposés. Dans un environnement automobile, ce phénomène se manifeste essentiellement à l'interface occupant/siège. Par expérimentation, on montre que l'influence de la moquette sur l'électrisation de l'occupant est négligeable, ainsi que toutes les interactions entre l'individu et les autres objets dans l'habitacle, comme le volant, le levier de vitesse, la boucle de la ceinture de sécurité, la planche de bord ou les panneaux de porte par exemple. Triboelectricity is a phenomenon of electrification of two objects by contact, with or without friction, then separation, the charges acquired by the two objects then being of opposite signs. In an automotive environment, this phenomenon manifests itself primarily at the occupant / seat interface. By experimentation, it is shown that the influence of the carpet on the electrification of the occupant is negligible, as well as all the interactions between the individual and the other objects in the cabin, such as the steering wheel, the gear lever, seatbelt buckle, dashboard or door panels, for example.

Le mécanisme d'électrisation d'un individu H lors de sa descente du véhicule et le choc électrique associé peuvent être décomposés en quatre phases, représentées sur les figures 2 à 5. The electrification mechanism of an individual H during its descent from the vehicle and the associated electric shock can be broken down into four phases, shown in Figures 2 to 5.

I!nitialement, le vêtement Vet de l'occupant comme le revêtement Si du siège automobile sont électriquement neutres et tant que le contact entre les deux matériaux 2878034 2 est maintenu, l'interface est en équilibre de charges électriques positives + et négatives - (figure 2). At the same time, the clothing Vet of the occupant as the coating Si of the car seat are electrically neutral and as long as the contact between the two materials 2878034 2 is maintained, the interface is in equilibrium positive + and negative electrical charges - ( Figure 2).

Lorsque l'occupant H descend du véhicule A, les deux matériaux en contact sont séparés, l'équilibre à l'interface étant ainsi rompu. Un des matériaux aura plus d'aptitude à conserver les électrons de l'autre. II se chargera donc négativement, ce qui est généralement le cas du revêtement Si du siège, pendant que le vêtement Vet de l'individu, en déficit d'électrons, restera chargé positivement (figure 3). When the occupant H descends from the vehicle A, the two materials in contact are separated, the equilibrium at the interface thus being broken. One of the materials will have more ability to conserve the electrons of the other. It will therefore be negatively charged, which is generally the case of the Si coating of the seat, while the Vet garment of the individual, in the absence of electrons, will remain positively charged (FIG. 3).

Si l'individu H porte des chaussures avec des semelles isolantes Is, il peut être assimilé à un corps conducteur, isolé électriquement, qui subit un mécanisme d'électrisation par influence en raison des charges récupérées sur ses vêtements. Autrement dit, il y a une séparation de charges dans le corps de l'individu, des charges négatives seront attirées en regard des charges positives présentes sur le vêtement et des charges positives seront repoussées ailleurs, comme le montre la figure 3. Le modèle électrique équivalent, qui illustre ce mécanisme, est celui d'un pont diviseur capacitif, constitué par une capacité CP_ enivre la peau et le vêtement de l'individu, de valeur élevée estimée à quelques nF, et une capacité équivalente Ce de l'occupant par rapport à la terre, d'une valeur beaucoup plus faible, de l'ordre de 150 pF. Le corps de l'individu se met alors à un potentiel Veau tel que: V peau V Cp v \lÉ p_v + Ce) V car la capacité Ce est négligeable devant la capacité Cp_ Le potentiel de l'individu est donc pratiquement égal au potentiel V, proportionnel à la charge Q générée à l'interface occupant/siège et inversement proportionnel à la capacité de l'interface vêtement/siège C _s; : Cette capacité de l'interface vêtement/siège Cv.s; est variable. Elle diminue brusquement quand l'occupant descend du véhicule, car la distance entre les surfaces chargées qui la constituent, en l'occurrence le vêtement de l'individu et le revêtement du siège, augmente. Pour une quantité constante de charges Q, la décroissance de la capacité C _s; entraîne une augmentation du potentiel V, donc du potentiel de l'occupant Veau. C'est pourquoi l'individu acquiert un potentiel élevé pendant la descente du véhicule et non pas tant qu'il garde le contact avec le siège. If the individual H wears shoes with insulating insoles Is, it can be likened to a conductive body, electrically isolated, which undergoes an electrification mechanism by influence due to the charges recovered on his clothes. In other words, there is a separation of charges in the body of the individual, negative charges will be attracted against the positive charges present on the garment and positive charges will be pushed elsewhere, as shown in Figure 3. The electric model Equivalent, which illustrates this mechanism, is that of a capacitive divider bridge, constituted by a capacitance CP_ intoxicates the skin and clothing of the individual, of high value estimated at some nF, and an equivalent capacitance Ce of the occupant by compared to the land, of a much lower value, of the order of 150 pF. The body of the individual then starts at a potential water such as: V skin V Cp v \ p_v + Ce) V because the capacity Ce is negligible in front of the capacitance Cp_ The potential of the individual is therefore virtually equal to the potential V, proportional to the load Q generated at the occupant / seat interface and inversely proportional to the capacity of the garment / seat interface C _s; : This ability of the garment / seat interface Cv.s; is variable. It decreases sharply when the occupant gets off the vehicle, because the distance between the loaded surfaces that constitute it, in this case the clothing of the individual and the seat cover, increases. For a constant quantity of charges Q, the decay of the capacitance C _s; causes an increase in the potential V, therefore the potential of the occupant Calf. This is why the individual acquires a high potential during the descent of the vehicle and not as he keeps contact with the seat.

Quand l'individu H approche sa main de la caisse KA du véhicule, il y a claquage de l'air dès que la rigidité diélectrique de l'air est dépassée, et localement les charges positives sur la main et les charges images négatives apparues sur la carrosserie conductrice se neutralisent (figure 4). Globalement, cette décharge b entraîne, en fait, la neutralisation de la quasi-totalité des charges (figure 5). Si l'énergie libérée par la décharge est supérieure à 1 mJ, l'individu ressent un choc électrique désagréable. En terme de potentiel de l'individu, ce seuil de sensibilité correspond à environ 4 kV. When the individual H approaches his hand from the body KA of the vehicle, there is breakdown of the air as soon as the dielectric strength of the air is exceeded, and locally the positive charges on the hand and the negative images charges appeared on the conductive body is neutralized (Figure 4). Overall, this discharge b causes, in fact, the neutralization of almost all the charges (Figure 5). If the energy released by the discharge is greater than 1 mJ, the individual feels an unpleasant electric shock. In terms of potential of the individual, this sensitivity threshold corresponds to approximately 4 kV.

Pour éviter un tel choc électrique, il faut donc limiter la montée en potentiel de l'individu lors de la descente du véhicule, et comme ce potentiel est proportionnel à la charge générée par contact et séparation à l'interface occupant/siège, cela revient à limiter au maximum cette quantité de charges par un choix judicieux des matériaux textiles. To avoid such an electric shock, it is necessary to limit the rise in potential of the individual during the descent of the vehicle, and as this potential is proportional to the load generated by contact and separation at the occupant / seat interface, this amounts to to limit as much as possible this quantity of loads by a judicious choice of textile materials.

Bien entendu, il est quasiment inenvisageable de contrôler la nature des vêtements portés par les occupants d'un véhicule, qui peuvent être réalisés en fibres naturelles (coton, laine, lin...), en fibres artificielles (viscose) ou en fibres synthétiques (polyester, polyamide, acrylique...) ou en mélange de ces différentes fibres. Of course, it is almost impossible to control the nature of clothing worn by the occupants of a vehicle, which can be made of natural fibers (cotton, wool, linen ...), artificial fibers (viscose) or synthetic fibers. (polyester, polyamide, acrylic ...) or in a mixture of these different fibers.

En revanche, il est possible d'intervenir sur la nature du textile servant au revêtement du siège automobile, du polyester dans la majorité des cas, par application des traitements antistatiques minimisant la génération de charges par effet triboélectrique. Les traitements antistatiques des textiles automobiles peuvent être très variés: application de divers agents chimiques comme apprêts, adjonction de fibres conductrices, métalliques ou carbonées, dans la face d'aspect ou à l'envers du textile, afin de le rendre partiellement conducteur. Mais l'application de ces traitements ne garantit pas nécessairement la suppression du choc électrique ressenti par l'occupant à la descente du véhicule. However, it is possible to intervene on the nature of the textile used for the coating of the car seat, polyester in most cases, by applying antistatic treatments minimizing the generation of charges by triboelectric effect. The antistatic treatments of automotive textiles can be very varied: application of various chemical agents as primers, addition of conductive fibers, metal or carbon, in the appearance side or upside down of the textile, to make it partially conductive. But the application of these treatments does not necessarily guarantee the elimination of the electric shock felt by the occupant when the vehicle is lowered.

Un textile antistatique est considéré comme performant s'il limite la montée en potentiel de l'occupant du véhicule à 4 kV, seuil maximal audelà duquel un être humain ressent désagréablement la décharge électrostatique. Idéalement, ce critère doit être satisfait pour tous types de textile d'habillement et dans toutes conditions climatiques environnementales. An antistatic textile is considered to be effective if it limits the potential rise of the occupant of the vehicle to 4 kV, the maximum threshold beyond which a human being feels uncomfortably electrostatic discharge. Ideally, this criterion must be satisfied for all types of clothing textile and in all environmental climatic conditions.

Afin de valider, dans des conditions réelles d'utilisation, l'efficacité d'un textile automobile traité antistatique, il faut réaliser un siège avec le textile à tester, l'intégrer dans le véhicule, mesurer le potentiel d'un individu lors de sa descente du véhicule et le comparer au seuil de sensibilité aux décharges électrostatiques de 4 kV. Cette méthode présente l'inconvénient d'être contraignante et le facteur humain introduit involontairement une dispersion dans la mesure, liée à la manière de descendre du véhicule, alors que des paramètres comme la vitesse de séparation, la pression de contact, la surface de contact à l'interface d'étude devraient être strictement identiques idéalement. In order to validate, under real conditions of use, the effectiveness of an antistatic treated automotive textile, it is necessary to make a seat with the textile to be tested, to integrate it into the vehicle, to measure the potential of an individual during its descent from the vehicle and compare it to the threshold of sensitivity to electrostatic discharges of 4 kV. This method has the disadvantage of being restrictive and the human factor inadvertently introduces a dispersion in the measurement, related to the way of getting off the vehicle, while parameters such as the separation speed, the contact pressure, the contact surface at the study interface should be strictly identical ideally.

Actuellement, il existe des dispositifs expérimentaux conçus pour évaluer les propriétés électrostatiques des échantillons de textiles par des mesures de résistivité de surface et/ou de temps de demi-décharge. Mais ces mesures ne permettent pas d'établir des corrélations directes avec le cornportement triboélectrique réel d'un textile monté sur un siège de véhicule. Currently, there are experimental devices designed to evaluate the electrostatic properties of textile samples by measurements of surface resistivity and / or half discharge times. But these measurements do not allow to establish direct correlations with the real triboelectric behavior of a textile mounted on a vehicle seat.

Le but de l'invention est d'identifier un critère de choix valide, utilisable dans la phase de développement du textile antistatique, pour le situer par rapport aux performances finales, attendues sur véhicule, avant la fabrication d'un siège complet. The object of the invention is to identify a valid choice criterion, usable in the development phase of the antistatic textile, to situate it with respect to the final performance, expected on the vehicle, before the manufacture of a complete seat.

Pour cela, l'invention propose un procédé de mise en contact et de séparation automatiques de deux textiles, de dimensions réduites, avec la même course, la même pression de contact et les mêmes distance et vitesse de séparation, l'un d'eux étant fixe et l'autre se déplaçant au contact du premier alors qu'il est monté sur un support mobile conducteur, électriquement isolé par rapport à la terre et dont on mesure le potentiel. For this purpose, the invention proposes a method for bringing into contact and automatic separation of two textiles, of reduced dimensions, with the same stroke, the same contact pressure and the same distance and separation speed, one of them being fixed and the other moving in contact with the first while it is mounted on a conductive mobile support, electrically isolated from the earth and whose potential is measured.

Ainsi, ce procédé permet d'analyser un couple de textiles par rapport à leur affinité à générer des charges électrostatiques par contact, frottement et séparation, et nécessite un dispositif de mise en oeuvre reproduisant une action de frottement similaire à celle qui se produit à l'interface occupant/siège quand ledit occupant est assis sur un siège du véhicule puis s'en éloigne. Thus, this method makes it possible to analyze a pair of textiles with respect to their affinity for generating electrostatic charges by contact, friction and separation, and requires an implementation device reproducing a friction action similar to that which occurs at the same time. occupant / seat interface when said occupant sits on a seat of the vehicle then moves away from it.

Pour jouer le rôle d'un occupant s'asseyant sur un siège de véhicule et se levant pour quitter totalement le siège, le support mobile est entraîné dans un seul mouvement d'aller-retour lors duquel le couple de textiles est mis en contact puis séparé. To play the role of an occupant sitting on a vehicle seat and standing up to completely leave the seat, the mobile support is driven in a single round-trip motion in which the pair of textiles is put in contact then separate.

Pour cela, un premier objet de l'invention est un procédé de caractérisation triboélectrique d'un couple de matériaux textiles, composé d'un premier textile, dit frotté, vis à vis d'un deuxième textile, dit frotteur, qui est en contact étroit avec un corps conducteur, électriquement isolé par rapport à la terre, caractérisé en ce qu'il consiste, sur deux échantillons dudit couple de textiles, à : générer des charges électrostatiques par trois phases successives et automatiques de contact, de frottement et de séparation des deux échantillons textiles, pour une pression de contact donnée et avec les mêmes vitesse et distance de séparation; mesurer le potentiel électrique du support conducteur du deuxième textile frotteur, lors des différentes phases du mouvement, de façon reproductible dans les mêmes conditions climal:iques de température, d'hygrométrie et de pression atmosphérique. For this, a first object of the invention is a method for triboelectric characterization of a pair of textile materials, composed of a first textile, said rubbed, with respect to a second textile, said wiper, which is in contact narrow with a conductive body, electrically isolated from the earth, characterized in that it consists, on two samples of said pair of textiles, to: generate electrostatic charges by three successive and automatic phases of contact, friction and separation two textile samples, for a given contact pressure and with the same speed and separation distance; measuring the electrical potential of the conductive support of the second wiper textile, during the different phases of the movement, in a reproducible manner under the same climatic conditions of temperature, hygrometry and atmospheric pressure.

Selon une autre caractéristique du procédé de caractérisation triboélectrique selon l'invention, il consiste à : - tendre un échantillon du premier textile à tester sur un cadre fixe, sans contact de la face arrière de l'échantillon avec une surface matérielle; monter un échantillon du deuxième textile frotteur sur un support mobile conducteur, isolé électriquement par rapport à la terre et placé en regard de la face d'aspect de l'échantillon à tester à une distance initiale déterminée; déplacer automatiquement le support mobile du deuxième textile frotteur vers l'échantillon du textile à tester, pour que successivement il entre en contact avec ce dernier, le frotte avec une pression de contact donnée puis s'en éloigne d'une distance égale à la distance initiale, avec une vitesse de séparation définie; - mesurer le potentiel électrique du support conducteur du deuxième textile frotteur pendant les différentes phases de mouvement du textile frotteur. According to another characteristic of the triboelectric characterization method according to the invention, it consists in: stretching a sample of the first textile to be tested on a fixed frame, without contacting the rear face of the sample with a material surface; mounting a sample of the second rubbing textile on a conductive movable support, electrically isolated from the ground and placed opposite the appearance face of the sample to be tested at a determined initial distance; automatically move the mobile support of the second rubbing textile towards the sample of the textile to be tested, so that successively it comes into contact with the latter, rubs it with a given contact pressure and then moves away from it by a distance equal to the distance initial, with a defined separation rate; measuring the electrical potential of the conductive support of the second wiper textile during the different phases of movement of the wiper textile.

Un deuxième objet de l'invention est un dispositif de mise en oeuvre du procédé de caractérisation triboélectrique comprenant: - des moyens de support de l'échantillon de textile à tester, destinés à le maintenir tendu dans un plan sans contact avec une surface; - des moyens de support du deuxième échantillon de textile frotteur, mobiles, conducteurs, isolés électriquement par rapport à la terre et placés en regard de la face d'aspect de l'échantillon à tester à une distance initiale déterminée; des moyens de déplacement automatique du support mobile du deuxième textile frotteur vers l'échantillon du textile à frotter, selon trois phases successives et automatiques de contact, de frottement et de séparation des deux échantillons textiles, pour une pression de contact donnée et avec les mêmes vitesse et distance de séparation définies; des moyens de mesure du potentiel électrique du support conducteur du deuxième textile frotteur. A second object of the invention is a device for implementing the triboelectric characterization method comprising: - means for supporting the textile sample to be tested, intended to keep it stretched in a plane without contact with a surface; - Support means of the second fabric sample wiper, movable, conductive, electrically insulated from the earth and placed opposite the appearance face of the sample to be tested at a determined initial distance; means for automatically moving the mobile support of the second rubbing textile towards the sample of the textile to be rubbed, according to three successive and automatic phases of contact, friction and separation of the two textile samples, for a given contact pressure and with the same defined speed and separation distance; means for measuring the electrical potential of the conductive support of the second wiper textile.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures suivantes qui sont, outre les figures 1 à 5 déjà décrites: - la figure 6: un schéma en perspective d'un dispositif de caractérisation triboélectrique d'un couple de textiles, selon l'invention; - la figure 7: un schéma électrique des moyens de commande d'un tel dispositif; - la figure 8: un schéma électrique des moyens de mesure d'un tel dispositif. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the description, illustrated by the following figures which are, in addition to FIGS. 1 to 5 already described: FIG. 6: a perspective diagram of a characterization device triboelectric of a pair of textiles, according to the invention; - Figure 7: an electrical diagram of the control means of such a device; - Figure 8: an electrical diagram of the measuring means of such a device.

Selon un exemple non limitatif de réalisation, ce dispositif de mise en oeuvre, comme le montre le schéma en perspective de la figure 6, comporte un premier support S, fixe, destiné à maintenir tendu clans un plan, par exemple horizontal, un échantillon E, de matériau textile pour siège automobile sans qu'il soit en contact avec une surface. Dans l'exemple non limitatif de la figure 6, le support S, peut être métallique, en aluminium par exemple, constitué de deux cadres en forme de U de hauteur h et distants de d pour que l'échantillon de textile à tester, qui est fixé au support, n'ait pas sa face arrière Fa en contact avec une surface quelle qu'elle soit, afin de ne caractériser que les phénomènes liés exclusivement à l'interface textile du siège/textile du vêtement. According to a nonlimiting exemplary embodiment, this implementation device, as shown in the perspective diagram of FIG. 6, comprises a first fixed support S, intended to hold a sample E in a plane, for example a horizontal plane, in a horizontal plane. , textile material for car seat without it being in contact with a surface. In the non-limiting example of FIG. 6, the support S may be metallic, made of aluminum for example, consisting of two U-shaped frames of height h and distant from d for the textile sample to be tested, which is fixed to the support, does not have its rear face Fa in contact with any surface, so as to characterize only phenomena related exclusively to the textile interface of the seat / textile garment.

Le dispositif comprend également un deuxième support S2, mobile, pour un échantillon E2 de matériau textile d'habillement, constitué par exemple d'un cylindre en matériau conducteur, d'axe de symétrie Li parallèle au plan rr de montage de l'échantillon E, de textile à tester, sur lequel est fixé ledit échantillon E2, relié par un bras B en matériau isolant à des moyens de déplacement tels qu'un moteur M électrique, par exemple à courant continu. Le cylindre est conducteur comme la peau d'un occupant et isolé par rapport à la terre comme l'est un individu qui porte des chaussures avec des semelles en matière isolante. Ce bras B, associé au cylindre et commandé par le moteur, est suspendu au-dessus de la face d'aspect FA de l'échantillon E, de textile à frotter par des moyens le maintenant à une distance D. Celle-ci est fixée de telle sorte que l'ensemble bras/cylindre effectue un déplacement en arc de cercle d'une positon P, initiale sans contact avec l'échantillon à tester, située à ladite distance D, jusqu'à une position finale P3 située à la même distance D que la position de départ, en passant par une position intermédiaire P2 où le textile d'habillement est en contact avec le textile de siège à frotter. Dans le cas particulier de la figure 6, la position finale est identique à la position initiale car le bras B effectue un mouvement d'aller-retour en arc de cercle autour de son point de jonction avec le moteur. The device also comprises a second support S2, mobile, for a sample E2 of clothing textile material, consisting for example of a cylinder of conductive material, of axis of symmetry Li parallel to the mounting plane rr of the sample E , to test textile, on which is fixed said sample E2, connected by an arm B of insulating material to displacement means such as an electric motor M, for example DC. The cylinder is conductive as the skin of an occupant and insulated from the ground as is an individual who wears shoes with soles of insulating material. This arm B, associated with the cylinder and controlled by the engine, is suspended above the face FA of the sample E, textile to rub by means maintaining it at a distance D. This is fixed so that the arm / cylinder assembly moves in an arc of a position P, initial without contact with the test sample, located at said distance D, to a final position P3 located at the same distance D that the starting position, passing through an intermediate position P2 where the clothing textile is in contact with the seat textile to rub. In the particular case of FIG. 6, the end position is identical to the initial position because the arm B makes a round-trip movement in an arc around its point of intersection with the motor.

Des moyens de commande Mp clu moteur électrique M permettent de déclencher un mouvement automatique du support mobile du textile frotteur entre les deux positions PI et P3 pour effectuer un rapprochement, un contact avec la surface FA du textile E, à frotter, puis une séparation avec une vitesse déterminée. Ces moyens de commande du moteur sont par exemple deux relais R, et R2 pilotés chacun par un interrupteur K, et K2 respectivement, reliés à un bouton I de déclenchement de la mesure, comme le montre le schéma électrique de la figure 7. Control means Mp of the electric motor M make it possible to trigger an automatic movement of the mobile support of the wiper textile between the two positions P1 and P3 in order to make a connection, a contact with the surface FA of the textile E, to rub, then a separation with a determined speed. These motor control means are, for example, two relays R 1 and R 2, each controlled by a switch K, and K 2 respectively, connected to a button I for triggering the measurement, as shown in the wiring diagram of FIG.

Les dimensions du support mobile S2 sont déterminées pour que la zone de contact des deux échantillons de matériaux textiles soit significative d'une action de frottement similaire à celle qui se produit à l'interface occupant/siège quand l'individu descend du véhicule. Ainsi lors du mouvement, qui dure environ un peu plus d'une seconde dans le cas expérimental qui va être décrit, le cylindre conducteur acquiert un certain potentiel par un mécanisme d'électrisation par influence de la part de l'échantillon E2 de textile frotteur qui le recouvre et qui se charge par effet triboélectrique. The dimensions of the mobile support S2 are determined so that the contact zone of the two samples of textile materials is significant of a friction action similar to that which occurs at the occupant / seat interface when the individual descends from the vehicle. Thus during the movement, which lasts about a little more than one second in the experimental case that will be described, the conductive cylinder acquires a certain potential by an electrification mechanism by influence on the part of the E2 sample of textile rubbing which covers it and which is charged by triboelectric effect.

Le dispositif comprend de plus des moyens Mp de mesure de ce potentiel électrique acquis par le cylindre, réalisés par un diviseur capacitif Dc, associé à un voltmètre VM par l'intermédiaire d'un amplificateur opérationnel Ao en montage suiveur, comme le montre le schéma électrique de la figure 8. Ce diviseur capacitif Do, mis en contact avec l'objet dont on veut connaître le potentiel, soit le cylindre conducteur, peut mesurer des tensions supérieures à plusieurs kV. The device further comprises means Mp for measuring this electrical potential acquired by the cylinder, made by a capacitive divider Dc, associated with a voltmeter VM via an operational amplifier Ao in follower mounting, as shown in the diagram. Figure 8. This capacitive divider Do, brought into contact with the object whose potential is to be known, the conductive cylinder, can measure voltages greater than several kV.

Dans un exemple particulier de réalisation, ce diviseur capacitif, devant posséder une impédance d'entrée très grande, supérieure à 10"Q, est de rapport 3000. Sa capacité de mesure C, , reliée à l'objet dont on veut mesurer le potentiel, est égale à 10pF. Plus généralement, afin de minimiser les erreurs dues à la méthode de mesure, les valeurs des capacités C, et C2 du diviseur doivent satisfaire les conditions suivantes: C, doit être négligeable par rapport à la capacité propre C3 de l'objet à mesurer, C, C3, et par rapport à la capacité C2 de l'étage de division, C, C2. De plus, les condensateurs du diviseur doivent présenter de très faibles pertes pour éviter une chute rapide de la tension à leurs bornes et l'étage d'entrée doit supporter de très hautes tensions de plusieurs kV. Le condensateur C3 a été prévu pour simuler la capacité propre d'un être humain. Il impose une capacité de 150 pF à l'entrée du diviseur capacitif et il doit supporter des hautes tensions de plusieurs kV. In a particular embodiment, this capacitive divider, having a very large input impedance, greater than 10 "Q, is of ratio 3000. Its measuring capacitance C, connected to the object whose potential is to be measured. , is equal to 10pF More generally, in order to minimize the errors due to the measurement method, the values of the capacitors C and C2 of the divider must satisfy the following conditions: C, must be negligible compared with the own capacitance C3 of the object to be measured, C, C3, and with respect to the capacitance C2 of the division stage, C, C2 Moreover, the capacitors of the divider must have very low losses in order to avoid a rapid drop in the voltage at their terminals and the input stage must withstand very high voltages of several kV The capacitor C3 has been designed to simulate the capacitance of a human being.It imposes a capacity of 150 pF at the input of the capacitive divider. and he must suppo rt high voltages of several kV.

Ainsi, le procédé de caractérisation triboélectrique d'un premier textile E, à tester, notamment pour siège automobile, vis à vis d'un deuxième textile E2, par exemple d'habillement, en contact étroit avec un corps S2 conducteur, électriquement isolé par rapport à la terre, comme celui d'un occupant de véhicule automobile, mis en oeuvre par le dispositif précédemment décrit, est caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser les étapes suivantes sur deux échantillons d'un couple de textiles: il génère des charges électrostatiques par trois phases successives et automatiques de contact, de frottement et de séparation des deux échantillons textiles, l'un E, frotté et l'autre E2 frotteur, pour une pression de contact donnée et avec les mêmes vitesse et distance de séparation; puis il mesure le potentiel électrique du support conducteur du deuxième textile frotteur E2, de façon reproductible dans les mêmes conditions climatiques de température, d'hygrométrie et de pression atmosphérique. Thus, the triboelectric characterization method of a first textile E, to be tested, in particular for a car seat, with respect to a second textile E 2, for example of clothing, in close contact with a conductive body S2, electrically insulated by relative to the earth, like that of an occupant of a motor vehicle, implemented by the device previously described, is characterized in that it consists in carrying out the following steps on two samples of a pair of textiles: it generates electrostatic charges by three successive and automatic phases of contact, friction and separation of the two textile samples, one E, rubbed and the other E2 wiper, for a given contact pressure and with the same speed and separation distance; then it measures the electrical potential of the conductive support of the second friction fabric E2, reproducibly in the same climatic conditions of temperature, hygrometry and atmospheric pressure.

Plus précisément, le procédé consiste à : tendre un échantillon E, du matériau textile à tester sur un support S, fixe, sans contact de la face arrière F. de l'échantillon avec une surface matérielle; monter un échantillon E2 du deuxième matériau textile sur un support S2 mobile conducteur, isolé électriquement par rapport à la terre et placé en regard de la face d'aspect FA de l'échantillon E, à tester à une distance initiale D déterminée; déplacer automatiquement le support mobile S2 du deuxième textile E2 frotteur vers l'échantillon E, du textile à frotter, pour que successivement il entre en contact avec ce dernier', le frotte avec une pression définie puis s'en éloigne d'une distance D égale à la distance initiale, avec une vitesse de séparation définie; - mesurer le potentiel électrique du support S2 conducteur du deuxième textile frotteur E2. More specifically, the method consists in: stretching a sample E, of the textile material to be tested on a support S, fixed, without contact of the rear face F. of the sample with a material surface; mounting a sample E2 of the second textile material on a conductive mobile support S2, electrically isolated from the earth and placed facing the face FA of the sample E, to be tested at an initial distance D determined; automatically move the mobile support S2 of the second textile E2 rubbing towards the sample E, of the textile to be rubbed, so that successively it comes into contact with the latter, rubs with a defined pressure and then moves away from a distance D equal to the initial distance, with a defined separation speed; measuring the electrical potential of the conductive support S2 of the second friction fabric E2.

Pour définir plus précisément les qualités triboélectriques du textile à tester, le procédé comporte de plus une étape de comparaison avec un seuil maximal de potentiel. Ce seuil a été identifié par une méthode comparative entre les résultats des mesures du potentiel de l'occupant réalisées sur véhicule et les mesures du potentiel du support conducteur S2 par les moyens de l'invention, pour le même couple de matériaux textiles pour vêtement d'une part et siège automobile d'autre part. Dans l'exemple particulier de réalisation du dispositif permettant la caractérisation triboélectrique d'un textile selon le procédé de l'invention, pour une zone de frottement d'une surface de 20x14 cm, le seuil maximal de potentiel du support conducteur S2 du textile frotteur E2, correspondant au potentiel maximal d'un individu fixé à 4 kV, est égal à 300 V. Le procédé selon l'invention permet de caractériser l'aptitude de divers textiles E, pour sièges automobiles à générer des charges par effet triboélectrique, et ceci pour plusieurs types de textiles témoins E2, représentatifs de l'habillement, tels que du coton, de la laine, de la viscose, du polyamide, de l'acrylique, ou des mélanges de fibres par exemple. Ledit procédé permet de faire varier le couple de matériaux textiles frotté/frotteur en vue de recouvrir un nombre maximal de cas susceptibles d'être rencontrés dans la réalité. To more precisely define the triboelectric qualities of the textile to be tested, the method further comprises a comparison step with a maximum threshold of potential. This threshold has been identified by a comparative method between the results of the measurements of the occupant potential carried out on the vehicle and the measurements of the potential of the conductive support S2 by the means of the invention, for the same pair of textile materials for garment. on the one hand and car seat on the other. In the particular embodiment of the device for the triboelectric characterization of a textile according to the method of the invention, for a friction zone of a surface of 20 × 14 cm, the maximum potential threshold of the conductive support S 2 of the textile wiper E2, corresponding to the maximum potential of an individual set at 4 kV, is equal to 300 V. The method according to the invention makes it possible to characterize the ability of various textiles E, for automotive seats to generate charges by triboelectric effect, and this for several types of control textiles E2, representative of clothing, such as cotton, wool, viscose, polyamide, acrylic, or fiber blends, for example. Said method makes it possible to vary the torque of rubbed / rubbed textile materials in order to cover a maximum number of cases likely to be encountered in reality.

Afin de réaliser des mesures de potentiel répétables et reproductibles dans le temps, dans les mêmes conditions climatiques, le procédé de caractérisation triboélectrique d'un textile E, doit comporter, avant chaque mesure, une étape de neutralisation des condensateurs du diviseur capacitif constituant les moyens de mesure de ce potentiel et d'une étape de vérification de la neutralité de la surface du textile à tester E,, suivie si besoin est, d'une étape de neutralisation des charges générées sur le textile d'habillement E2 par le textile à tester, en mettant son support métallique S2 à la masse pendant quelques secondes. In order to perform repeatable and reproducible potential measurements over time, under the same climatic conditions, the triboelectric characterization process of a textile E must comprise, before each measurement, a step of neutralizing the capacitors of the capacitive divider constituting the means. measuring this potential and a step of checking the neutrality of the surface of the test fabric E ,, followed, if necessary, by a step of neutralizing the charges generated on the clothing textile E2 by the textile to test, putting its metallic support S2 to the ground for a few seconds.

De plus, il faut vérifier, par une mesure de champ électrostatique par exemple, que la surface du textile à tester E, est neutre électriquement. Et si tel n'est pas le cas, il faut attendre que les charges présentes sur la surface du textile à frotter se neutralisent avant de réaliser un essai. In addition, it is necessary to verify, by an electrostatic field measurement, for example, that the surface of the textile to be tested E is electrically neutral. And if this is not the case, it is necessary to wait until the charges present on the surface of the textile to be rubbed neutralize before carrying out a test.

L'invention présente l'avantage de caractériser sur table les propriétés triboélectriques des matériaux textiles, en particulier pour sièges automobiles, et d'avoir permis d'identifier un critère de choix valide par rapport aux performances finales attendues sur véhicule. Le procédé de test est utilisable dans la phase de développement du textile automobile, permettant d'évaluer l'aptitude dudit textile à générer des charges électrostatiques par un mécanisme de contact puis séparation à une interface d'étude définie. The invention has the advantage of characterizing on the table the triboelectric properties of textile materials, in particular for car seats, and of having made it possible to identify a valid choice criterion with respect to the final performance expected on the vehicle. The test method can be used in the automotive textile development phase, making it possible to evaluate the ability of said fabric to generate electrostatic charges by a contact mechanism and then separation at a defined study interface.

Claims

11 CLAIMS

1. A method of triboelectric characterization of a pair of textile materials, composed of a first textile, said rubbed, with respect to a second textile, said wiper, which is in close contact with a conductive body, electrically insulated from to earth, characterized in that it consists, on two samples of said pair of textile materials (E,) and (E2), to: generate electrostatic charges by three successive and automatic phases of contact, friction and separation of two textile samples, for a given contact pressure and with the same speed and separation distance; measuring the electrical potential of the conductive support (S2) of the second textile (E2) wiper, during the different phases of movement, reproducibly in the same climatic conditions of temperature, humidity and atmospheric pressure.

2. Triboelectric characterization method according to claim 1, characterized in that it consists in: stretching a sample (E,) of the first textile to be tested on a support (S,) fixed, without contact of the rear face (Fa) sample with a material surface; mounting a sample (E2) of the second wiper textile on a support (S2) movable conductor, electrically insulated from the earth and placed opposite the aspect face (FA) of the sample (E,) to rub at an initial distance (D) determined; automatically moving the mobile support (S2) of the second textile (E2) rubbing towards the sample (E,) of the textile to be tested, so that successively it comes into contact with the latter, rubs with a given contact pressure and s' away from a distance (D) equal to the initial distance, with a defined separation speed; measuring the electrical potential of the conductive support (S2) of the second textile (E2) wiper during the various phases of movement of said wiper textile.

3. Triboelectric characterization method according to claim 2, characterized in that it further comprises, before each textile pair test (E, E2), a step of verifying the neutrality of the surface of the sample ( E,) of the textile to be tested followed, if necessary, by a step of neutralization of the electric charges existing on said sample (E,)., By grounding its support (S,) for several seconds and a step reset of the measuring means (Mp) of the electrical potential of the conductive support (S2) of said wiper textile (E2).

4. Triboelectric characterization method according to claim 2, characterized in that it further comprises a comparison step with a maximum potential threshold defining the triboelectric qualities of the textile (E,) to be tested.

5. triboelectric characterization method according to claim 2, characterized in that it comprises several test steps of different pairs of textile materials, consisting of either the same sample (E,) of textile for car seat with several other textiles ( E2) representative witnesses of the three families of fibers used in clothing, natural fibers, such as cotton or wool, artificial fibers such as viscose and synthetic fibers such as polyester, polyamide or acrylic, or the same sample (E2) of textile for clothing with several other textiles (E,) for car seat.

6. Apparatus for implementing the method of triboelectric characterization of a first textile, said rubbed, with respect to a second textile, said wiper, which is in close contact with a conductive body, electrically insulated from the earth , according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises: support means (S,) of the sample (E,) of textile to be tested, intended to maintain the textile to rub stretched in a plane without contact with a surface; support means (S2) of the second sample (E2) of friction fabric, movable, conductive, electrically isolated with respect to the earth and placed facing the aspect face (FA) of the sample to be rubbed at a distance initial (D) determined; means (M) for automatically moving the movable support (S2) of the second textile (E2) to rub the sample (El) of the textile to be rubbed, in three successive and automatic phases of contact, friction and separation of the two samples textiles, for a given contact pressure and with the same defined speed and separation distance; measuring means (Mp) of the electrical potential of the conductive support (S2) of the second wiper textile.

7. Device according to claim 66, characterized in that the measuring means (Mn) of the electric potential acquired by the movable support (S2) are realized by a capacitive divider (Dc), associated with a voltmeter (VM) by the intermediate of an operational amplifier (Ao) in follower mounting, said capacitive divider being brought into contact with the conductive support (S2) whose potential is to be known, and capable of measuring voltages greater than several kV.

8. Device according to claim 6, characterized in that the support means (S2) of the second sample (E2) of friction textile, movable, conductive, insulated with respect to earth, are constituted by a cylinder of conductive material, d axis of symmetry (A) parallel to the plane (if) for mounting the sample (E,) of textile to be tested, on which said sample (E2), connected by an arm (B) of insulating material, to displacement means such as an electric motor (M), said arm (B) being suspended above the aspect face (FA) of the textile sample (E,) to be tested by means of maintaining it at a distance (D).