FR3107906A1 - Tissu pour la protection individuelle et vêtement comprenant un tel tissu - Google Patents
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Abstract
La présente invention porte sur un tissu comprenant un arrangement de fils disposés selon une armure de tissage formant un endroit du tissu et un envers du tissu, ledit arrangement de fils comprenant un ou plusieurs fils de chaîne et un ou plusieurs fils de trame, caractérisé en ce qu’au moins l’un desdits fils de chaîne et desdits fils de trame est un fil de polyester aromatique (5, 6), les autres fils (7, 8) étant réalisés dans un matériau autre que du polyester aromatique, ledit fil de polyester aromatique étant lié aux autres fils au sein de l’armure de tissage de telle sorte que ce fil de polyester aromatique (5, 6) n’apparaît pas sur l’endroit du tissu. La présente invention porte également sur un vêtement de protection individuelle comprenant un tel tissu. Figure 4
Description
La présente invention se rapporte à un tissu, en particulier utilisable dans la fabrication de vêtements pour la protection individuelle, comprenant au moins un fil thermoplastique haute performance tel qu’un fil de polyester aromatique. L’invention se rapporte également à un vêtement pour la protection individuelle comprenant un tel tissu, en particulier en couche externe dudit vêtement.
La protection du corps humain contre les effets de la chaleur générée par les incendies fait depuis longtemps l’objet d’études particulières dans le domaine des textiles. On cherche plus précisément à utiliser des textiles ignifuges suffisamment confortables pour pouvoir être portés par le public concerné, à savoir les sapeurs-pompiers, les personnels de l’industrie chimique, de la production électrique, de la protection civile et autres personnels militaires.
Ainsi, différentes solutions ont été proposées et sont disponibles à ce jour, mais aucune d’entre elles ne donne pleinement satisfaction pour les raisons exposées ci-après.
Des tissus réalisés en coton ou en mélanges coton/polyester ignifugés au moyen d’un traitement chimique ont été proposés. L’ignifugation de ces textiles consiste en une imprégnation au moyen de bains comprenant des sels métalliques. Cependant, de tels textiles présentent une masse surfacique relativement élevée, par exemple de l’ordre de 300 g/m2ou plus, afin de pouvoir répondre aux normes de protection en vigueur. Une telle masse surfacique élevée rend le vêtement comprenant un tel textile peu confortable. Il peut également être reproché à ce type de textiles une altération significative du toucher à l’utilisation, affectant également le confort de l’utilisateur. Par ailleurs, outre une faible résistance à l’abrasion, la durabilité des propriétés anti-feu de tels textiles peut être insuffisante et impose de prendre un certain nombre de précautions d’entretien afin de ne pas altérer ces textiles, notamment au cours des cycles de lavage.
Alternativement, l’industrie textile propose des matériaux tissés ou tricotés à l’aide de fils comprenant des fils cellulosiques, associée selon la technologie dite «du mélange intime» à de l’acrylique «retardateur de flamme», dans des proportions variables selon l’usage, et de manière à conférer des propriétés anti-feu au fil. Par «mélange intime», on entend, dans le domaine des textiles, un mélange de plusieurs natures de fibres qui, au niveau d’une filature, vont constituer le fil, ledit fil étant à son tour, lors d’une étape subséquente, tissé ou tricoté. Les textiles obtenus avec ces matériaux présentent les mêmes inconvénients que les tissus en coton ou en mélanges coton/polyester ignifugés avec des sels métalliques, à savoir poids élevé, confort altéré, durée de vie faible, retrait aux lavages importants, etc…
Il est également proposé des textiles comprenant des fibres thermostables, résistantes au feu, telles que notamment les fibres à base d’aramide, qu’il s’agisse du méta-aramide PMIA ou du para-aramide PPTA. De tels textiles présentent une bonne durabilité, de bonnes performances mécaniques et de bonnes propriétés de protection thermique. Majoritairement transformées en mélange intime, ces fibres sont très largement utilisées dans la fabrication d’équipements à haut niveau d’exigences notamment pour les équipements de pompier ou pour les forces de police. Ainsi, un pourcentage important de para-aramide PPTA dans un textile confère à ce dernier des propriétés intéressantes, à savoir un bon niveau de tenue à la flamme, pas de «break open», c’est-à-dire une bonne capacité du textile à résister à l’ouverture du textile sous l’effet de la flamme et de la chaleur, et un faible retrait thermique lors d’un embrasement généralisé. Cependant, l’expérience montre qu’un tel produit peut présenter une tenue à l’abrasion réduite, une tenue aux rayons ultraviolets peu satisfaisante, une certaine dégradation sous l’effet de l’humidité, et une tendance au boulochage, c’est-à-dire à la formation de petites boules pelucheuses à sa surface, du fait par exemple des frottements qu’il subit au cours de son utilisation ou de son entretien.
Par ailleurs, il a été constaté que les couleurs du para-aramide PPTA sous l’effet des ultra-violets de la lumière se dégradent rapidement avec un impact sur les propriétés mécaniques originelles du textile. De même, la faible tenue aux lavages des couleurs du para-aramide PPTA altère l’aspect visuel du textile. Enfin, il faut souligner que les fibres de para-aramide PPTA voient leurs caractéristiques mécaniques diminuer sous l’effet de l’humidité. Ce phénomène constitue un inconvénient non négligeable dans l’usage d’un équipement de pompier qui sera inévitablement soumis à de forts taux d’humidité en conditions opérationnelles mais aussi au cours des cycles de lavages répétés.
Enfin, il est à noter que les exigences de décontamination des équipements de pompier ont été renforcées ces dernières années et requièrent maintenant un nombre de cycles de lavages significativement élevé.
Ainsi, malgré les solutions textiles développées ci-dessus, il demeure le besoin d’améliorer les équipements de protection individuelle en augmentant les performances des textiles utilisés pour leur confection.
La présente invention vise à remédier à ce besoin en proposant un tissu comprenant au moins un fil à base de polyester aromatique, ce tissu présentant notamment des propriétés mécaniques et anti-feu particulièrement remarquables tout en présentant une masse surfacique permettant un confort optimal pour l’utilisateur.
La présente invention porte sur un tissu comprenant un arrangement de fils disposés selon une armure de tissage formant un endroit du tissu et un envers du tissu, ledit arrangement de fils comprenant un ou plusieurs fils de chaîne et un ou plusieurs fils de trame, caractérisé en ce qu’au moins l’un desdits fils de chaîne et desdits fils de trame est un fil de polyester aromatique, les autres fils étant réalisés dans un matériau autre que du polyester aromatique, ledit fil de polyester aromatique étant lié aux autres fils au sein de l’armure de tissage de telle sorte que ce fil de polyester aromatique n’apparaît pas sur l’endroit du tissu.
Le fil ou les fils de polyester aromatique du tissu selon l’invention peuvent être sous la forme de filés de fibres ou de filaments continus. Ces fils sont produits à partir d’un polyester aromatique, un polyarylate, qui est un polymère thermotrope à cristaux liquides. Ce polymère est obtenu par la polymérisation de l'acide parahydroxybenzoïque avec l'acide 6-hydroxynaphtalène-2-carboxylique. La chaîne moléculaire de ce polymère à cristaux liquides a un très haut degré d’orientation dans la direction de la longueur de la fibre, ce qui confère au fil filé à partir de ces fibres d’excellentes propriétés physiques.
Un fil de polyester aromatique particulièrement adapté à la fabrication du tissu selon l’invention est le fil de polyester aromatique vendu sous la dénomination commerciale «Vectran®» par la société Kuraray. De par sa température de décomposition au-dessus de 400°C, un tel fil possède une très grande résistance à la chaleur. Par ailleurs, lorsque ce fil est soumis à une forte source de chaleur, aucun gaz toxique n’est soumis. Ainsi, le tissu selon l’invention présente une bonne résistance à la chaleur ainsi qu’un bon comportement chimique dans les conditions dans lesquelles il peut être utilisé lorsqu’il contribue à la fabrication d’un vêtement de protection indviduelle tel qu’un vêtement destiné à être porté par des pompiers.
L’armure de tissage du tissu selon l’invention peut être une armure de tissage complexe permettant d’obtenir des fonctionnalités et/ou des aspects différents sur l’endroit et sur l’envers du tissu.
Dans le tissu selon l’invention, le fil de polyester aromatique est disposé dans ladite armure de tissage de telle sorte qu’il ne soit pas visible, c’est-à-dire non apparent à l’œil d’un utilisateur, sur l’endroit du tissu. Ainsi, ledit fil de polyester aromatique n’est pas présent sur l’endroit du tissu. Il ne fait pas partie des fils constituant l’endroit du tissu. L’armure du tissu est ainsi constituée selon un arrangement spécifique des fils, qui permet de masquer le fil de polyester aromatique sur l’endroit du tissu.
Le fil de polyester aromatique peut ainsi être lié aux fils constituant l’endroit du tissu, sans pour autant apparaître sur l’endroit du tissu.
Ainsi, de préférence, tous les points de liage du ou des fils de polyester aromatique avec les autres fils sont situés au sein du tissu et/ou sur l’envers du tissu. De préférence, le liage du ou des fils de polyester aromatique avec les autres fils permet non seulement de ne pas faire apparaître les fils de polyester aromatique sur l’endroit du tissu mais il permet également de lier fortement les fils de polyester aromatique dans le tissu: cela permet d’obtenir un comportement homogène entre d’une part les fils de polyester aromatique et d’autre part, les autres fils du tissu, en particulier en ce qui concerne les possibles retraits au tissage et/ou au lavage.
En effet, il est connu que des fibres de natures différentes peuvent présenter des retraits au tissage et des retraits au lavage différents. De ce fait, un tissu comportant des fibres de nature différentes peut présenter un aspect inhomogène après plusieurs lavages. Le liage du ou des fils de polyester aromatique avec les autres fils du tissu selon l’invention, en liant fortement les fils de polyester aromatique aux autres fils, permet de préférence d’éviter une telle dégradation de l’aspect du tissu, même après plusieurs lavages du tissu.
Le tissu selon l’invention présente une excellente résistance à l’abrasion, en particulier sur son endroit, exempt de fil de polyester aromatique. Ainsi, dans des circonstances d’utilisation du tissu selon l’invention dans lesquelles l’endroit du tissu constitue la face externe d’un vêtement de protection individuelle, la construction particulière du tissu selon l’invention permet au fil de polyester aromatique de conserver son intégrité durant tout le temps d’utilisation du tissu. Le tissu conserve ainsi ses propriétés mécaniques durant la durée de vie du tissu/vêtement.
De préférence, tout fil de polyester aromatique présent dans le tissu selon l’invention est lié aux autres fils au sein de l’armure de tissage de telle sorte que ce fil de polyester aromatique n’apparaît pas sur l’endroit du tissu. Ainsi, l’intégrité de l’ensemble des fils de polyester aromatique utilisés dans le tissu selon l’invention est préservée durant le temps d’utilisation du tissu/vêtement.
Dans une forme de réalisation, le tissu selon l’invention comprend au moins deux dits fils de polyester aromatique. Par exemple, un premier de ces fils de polyester aromatique est un fil de chaîne et le deuxième de ces fils de polyester aromatique est un fil de trame. Cela permet de conférer au tissu selon l’invention d’excellentes propriétés mécaniques en chaîne et en trame, une bonne résistance à la déchirure en chaîne et en trame, ainsi qu’une bonne résistance à la coupure.
De préférence, les fils de polyester aromatique sont présents dans le tissu selon l’invention dans une proportion allant de 10% à 25% en masse, de préférence de 17% à 22% en masse, de préférence encore de 18% à 22% en masse, par rapport à la masse totale dudit tissu. Le tissu présente ainsi à la fois de bonnes propriétés mécaniques, de bonnes performances anti-feu, tout en restant dans une gamme de masse surfacique autorisant le confort de l’utilisateur.
Les fils de polyester aromatique du tissu selon l’invention peuvent être choisis parmi les filés de fibres de polyester aromatique, les filaments continus de polyester aromatique et leurs mélanges. Les filés de fibre de polyester aromatique utilisables pour le tissu selon la présente invention présentent de préférence un titrage allant de 36/2Nm à 70/2Nm, par exemple de 36/2Nm. Un tel titrage permet que les fils utilisés apportent une certaine résistance au tissu tout en ne surchargeant pas trop ce dernier en poids. Les filaments continus de polyester aromatique utilisables pour le tissu selon la présente invention présentent de préférence un titrage allant de 110 dtex à 880 dtex, de préférence de 220 dtex à 440 dtex. Un tel titrage permet que les fils utilisés apportent une certaine résistance au tissu tout en ne surchargeant pas trop ce dernier en poids.
Dans une forme de réalisation, un ou plusieurs des fils de polyester aromatique peut être un fil craqué. La résistance mécanique du fil est ainsi augmentée.
Dans une forme de réalisation, un ou plusieurs des fils de polyester aromatique est un fil guipé, par exemple avec un fil de polyamide. Un fil guipé permet de conférer une couleur extérieure au fil de polyester aromatique, par exemple en teignant le fil de polyamide. Un fil guipé permet également d’améliorer le procédé de tissabilité du tissu, en protégeant le fil de polyester aromatique en lieu et place des huiles d’ensimage habituellement utilisées lors du procédé de tissage, ces huiles étant peu compatibles avec les fils de polyester aromatique.
Alternativement, un ou plusieurs fils de polyester aromatique peut être recouvert d’une enduction colorée.
Le tissu selon l’invention comprend des fils autres que le ou les fils de polyester aromatique décrits ci-dessus. Ces autres fils forment généralement la structure de base du tissu et sont choisis parmi tout fil convenant à la fabrication d’un tissu en particulier pour la protection individuelle. Ces fils peuvent être réalisés dans un matériau choisi parmi le meta aramide, le para aramide, la viscose, la cellulose, le modacrylique, le polybenzimidazole (PBI), le poly(p-phénylène-2,6-benzobisoxazole) (PBO) et leurs mélanges. Par exemple, ces fils sont choisis parmi les fils constitués de fibres choisies parmi les fibres de méta-aramide, les fibres de para-aramide, les fibres antistatiques, les fibres cellulosiques et les mélanges de ces fibres, en particulier parmi les fibres de méta-aramide, les fibres de para-aramide, les fibres antistatiques, les fibres cellulosiques et les mélanges de ces fibres.
En particulier les fils autres que les fils de polyester aromatique forment l’endroit du tissu selon l’invention et peuvent être disposés selon toute armure connue, par exemple une armure Ripstop, une armure Micro-Ripstop, une armure Sergé ou encore toute autre armure plus élaborée. Le type d’armure du tissu selon l’invention est adapté, en fonction du type et du titrage des fils formant le tissu, à la fois des fils de polyester aromatique et des autres fils, afin que les points de liage des fils de polyester aromatique avec les autres fils n’apparaissent pas sur l’endroit. Ainsi, les fils de polyester aromatique sont intégrés à la structure interne du tissu et n’apparaissent pas sur l’endroit. Les fils de polyester aromatique peuvent apparaître sur l’envers du tissu.
Des exemples de tels autres fils utilisables pour la fabrication du tissu selon l’invention sont par exemple:
- Un fil de titre 70/2Nm mélangeant 93% de fibres méta-aramide, 5% de fibres para-aramide et 2% de fibres antistatiques vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® N302» par la société DuPont de Nemours,
- Un fil de titre 60/1Nm mélangeant 93% de fibres méta-aramide, 5% de fibres para-aramide et 2% de fibres antistatiques vendu sous la dénomination commerciale « Nomex® N302 » par la société DuPont de Nemours,
- Un fil de titre 60/2Nm mélangeant 75% de fibres méta-aramide, 23% de fibres para-aramide et 2% de fibres antistatiques vendu sous la dénomination commerciale « Nomex® N305 » par la société DuPont de Nemours.
Dans une forme de réalisation, le tissu selon l’invention présente de préférence une masse surfacique allant de 210 g/m2à 260 g/m2, de préférence de 220 g/m2à 250 g/m2. Ainsi, le tissu selon l’invention présente une légèreté le rendant particulièrement adapté pour la fabrication de vêtement pour la protection individuelle. En particulier, la masse surfacique peu élevée du tissu selon l’invention permet de fabriquer des vêtements de protection individuelle confortables.
Le tissu selon l’invention présente de très bonnes propriétés mécaniques, par exemple une excellente résistance mécanique à la fois en chaîne et en trame. Par exemple, le tissu selon l’invention présente une résistance mécanique en chaîne, mesurée selon la norme NF EN ISO 13934-1, allant de 190 daN/5cm à 250 daN/5cm. Par exemple, le tissu selon l’invention présente une résistance mécanique en trame, mesurée selon la norme NF EN ISO 13934-1, allant de 190 daN/5cm à 250 daN/5cm.
Le tissu selon l’invention présente également une excellente résistance à la déchirure. Par exemple, le tissu selon l’invention présente une résistance à la déchirure en chaîne, mesurée selon la norme EN 13937-2, allant de 15 daN à 27 daN. Par exemple, le tissu selon l’invention présente une résistance à la déchirure en trame, mesurée selon la norme EN 13937-2, allant de 16 daN à 40 daN.
Le tissu selon l’invention présente par ailleurs une excellente résistance à la coupure. Par exemple, le tissu selon l’invention présente une résistance à la coupure, mesurée selon la norme NF EN ISO 13977, allant de 3,8 N à 4,7 N.
Le tissu selon l’invention présente également d’excellentes propriétés anti-feu.
La présente invention se rapporte également à un vêtement de protection individuelle, en particulier anti-feu, comprenant au moins un tissu tel que décrit ci-dessus, ledit tissu formant au moins une partie externe dudit vêtement. En particulier, dans un tel vêtement, l’endroit du tissu selon l’invention, exempt de fil de polyester aromatique, sera placé en surface extérieure dudit vêtement. Un tel vêtement présentera ainsi une excellente résistance à l’abrasion.
Les avantages du tissu selon l’invention ressortiront plus précisément des exemples et figures qui suivent, dans lesquelles:
EXEMPLES:
EXEMPLE 1:
- Préparation d’un tissu selon l’invention: TISSU 1
On fabrique un tissu selon l’invention, ci-après référencé TISSU 1 comprenant les fils suivants:
- Des fils de polyester aromatique, sous la forme de filés de fibres, de titre 36/2Nm, vendus sous la dénomination commerciale «Vectran®»,
- des fils mélangeant 93% de fibres méta-aramide, 5% de fibres para-aramide et 2% de fibres antistatiques vendus sous la dénomination commerciale «Nomex® N302», de titre 70/2Nm.
Dans le présent exemple, les fils de «Vectran®» ont subi un traitement de craquage: ce sont donc des fils de «Vectran®» craqué; ces fils présentent une résistance mécanique renforcée par rapport à des fils de «Vectran®» n’ayant pas subi de traitement de craquage.
L’armure de tissage utilisée pour fabriquer le TISSU 1 est représentée sur la Figure 1. Cette représentation est bien connue de l’homme du métier. Sur cette figure, sont représentés parallèlement à la direction horizontale TR les fils de trame, et parallèlement à la direction verticale CH les fils de chaîne. Une case grisée indique que le fil de chaîne est au-dessus du fil de trame, une case blanche indique que le fil de trame est au-dessus du fil de chaîne.
Sur cette figure, sont représentés les fils 1 de «Vectran®» craqué et les fils 2 de «Nomex® N302».
Comme il apparaît de cette figure, des fils 1 de «Vectran®» craqué sont présents dans l’armure du tissu à la fois en fils de chaîne et en fils de trame, et des fils 2 de «Nomex® N302» sont également présents dans l’armure à la fois en fils de chaîne et en fils de trame.
Cette armure de tissage fait que les fils 1 de «Vectran®» craqué sont liés aux autres fils, ici les fils 2 de «Nomex® N302», par des points de liage qui sont présents au cœur du tissu et/ou sur l’envers, mais qui sont absents sur l’endroit. Ainsi, les fils 1 de «Vectran®» craqué n’apparaissent pas sur l’endroit du tissu.
Le pourcentage massique de fils de polyester aromatique, autrement dit de «Vectran ®» craqué, est de 17% en masse, par rapport à la masse totale du tissu.
Le TISSU 1 présente une masse surfacique de 240 g/m2.
Les propriétés de résistance mécanique et de résistance au feu du TISSU 1 ont été comparées à celles d’un tissu de l’art antérieur, TISSU 0.
- Tissu comparatif: TISSU 0
Le TISSU 0 est un tissu comprenant des fils mélangeant 93% de fibres méta-aramide, 5% de fibres para-aramide et 2% de fibres antistatiques vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® N302», de titre 50/2Nm. Le TISSU 0 ne comprend pas de fil de polyester aromatique. Il est composé uniquement des fils de «Nomex® N302» de titre 50/2Nm, en chaîne et en trame. La masse surfacique du TISSU 0 est de 240 g/m2.
- Comparaison des propriétés mécaniques:
Pour le TISSU 0 et le TISSU 1, les propriétés de résistance mécanique ont été mesurées à l’aide des méthodes de test suivantes :
- résistance mécanique en chaîne et résistance mécanique en trame, données en daN/5cm, conformément à la norme NF EN ISO 13934-1; dans ce test, la force mesurée correspond à la force nécessaire pour atteindre la rupture de l’échantillon: ainsi, plus cette force est élevée, plus le tissu est résistant mécaniquement,
- résistance à la déchirure en chaîne et résistance à la déchirure en trame, données en daN, conformément à la norme EN 13937-2; dans ce test, la force mesurée correspond à la force nécessaire pour provoquer la déchirure d’un échantillon de dimensions 200x50mm soumis à une vitesse de déplacement d’une pince mobile de 100mm/min: ainsi, plus la force mesurée est élevée, plus le tissu est résistant à la déchirure,
- résistance à la coupure, donnée en N, conformément à la norme NF EN ISO 13977, via la méthode TDM (Time Domain Multiplexing): dans ce test, la force mesurée correspond à la charge nécessaire pour couper une distance de référence de 20mm: ainsi, plus cette force est élevée, plus le tissu est résistant à la coupure.
Les résultats obtenus sont consignés dans leTableau 1suivant:
| TISSU 0 (comparatif) | TISSU 1 (invention) | |
| Masse surfacique (g/m2) | 240 | 240 |
| Résistance mécanique en chaîne (daN/5cm) | 160 | 190 |
| Résistance mécanique en trame (daN/5 cm) | 130 | 190 |
| Résistance à la déchirure en chaîne (daN) | 18 | 27 |
| Résistance à la déchirure en trame (daN) | 14 | 16 |
| Résistance à la coupure (N) | 3,8 | 4,7 |
Tableau 1: propriétés de résistance mécanique pour le TISSU 0 et le TISSU 1
Comme il ressort de ce tableau, à masse surfacique équivalente, les propriétés mécaniques du tissu selon l’invention TISSU 1 sont bien supérieures à celles du tissu selon l’art antérieur TISSU 0 ne comprenant pas de fils de polyester aromatique.
Ainsi, la résistance mécanique en trame du TISSU 1 est pratiquement 1,4 fois supérieure à celle du TISSU 0. La résistance à la déchirure en chaîne du TISSU 1 est 1,5 fois supérieure à celle du TISSU 0.
- Comparaison des propriétés de résistance au feu:
Afin de mesurer et comparer les performances thermiques et les propriétés de résistance au feu du TISSU 1 selon l’invention et du tissu comparatif TISSU 0, ces tissus ont été incorporés dans des complexes multicouche. Chaque complexe multicouche (ci-après référence CM) comprenait une première couche correspondant au tissu à tester, une deuxième couche comprenant un tissu non tissé complexé avec une membrane, et une troisième couche composée d’un tissu classique utilisé dans les applications sapeurs-pompiers. Les deuxième et troisième couches étaient donc identiques pour tous les complexes multicouche.
Ainsi, le complexe multicouche comprenant le tissu selon l’invention TISSU 1 (ci-après référencé CM TISSU 1) était composé de:
- Une première couche formée du TISSU 1,
- Une deuxième couche composée d’un tissu complexé avec une membrane,
- Une troisième couche composée elle-même de deux couches: une première couche constituée d’un mélange de 93% de fibres meta aramide, 5% de fibres para aramide et 2% de fibres antistatiques, vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® Confort E502» par la société DuPont de Nemours, de titre 70/2 Nm, et une deuxième couche constituée de 100% de fibres de meta aramide assemblées en 4 bouts de 60/2 Nm, produit vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® 450» par la société DuPont de Nemours.
Le complexe multicouche comprenant le tissu comparatif TISSU 0 (ci-après référencé CM TISSU 0) était composé de:
- Une première couche formée du TISSU 0,
- Une deuxième couche composée d’un tissu complexé avec une membrane,
- Une troisième couche composée elle-même de deux couches: une première couche constituée d’un mélange de 93% de fibres meta aramide, 5% de fibres para aramide et 2% de fibres antistatiques, vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® Confort E502» par la société DuPont de Nemours, de titre 70/2 Nm, et une deuxième couche constituée de 100% de fibres de meta aramide assemblées en 4 bouts de 60/2 Nm, produit vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® 450» par la société DuPont de Nemours.
Pour le CM TISSU 0 et le CM TISSU 1, les propriétés de résistance au feu ont été mesurées à l’aide des méthodes de test suivantes :
- Test au feu radiante, conformément à la norme NF EN ISO 6942, méthode B, 40kW/m2: dans ce test, une éprouvette est exposée à un niveau spécifié de chaleur radiante pendant une durée spécifiée. Les durées pour une élévation du calorimètre de 12°C et 24°C sont enregistrées. L’indice RHTI correspond à l’indice de transfert de chaleur radiante. RHTI12et RHTI24sont les indices calculés en secondes correspondant au temps nécessaire pour obtenir une élévation de température du calorimètre de respectivement 12 +/- 0.1°C et 24 +/- 0.2°C.
- Test au feu convective, conformément à la norme NF EN 367, 80kW/m2: dans ce test, une éprouvette est soumise à un flux de chaleur incidente de 80kW, issue de la flamme d’un brûleur de gaz placé en dessous. La chaleur qui traverse l’éprouvette est mesurée au moyen d’un calorimètre en cuivre placé sur l’éprouvette et en contact avec cette dernière. Le temps en secondes, nécessaire à une élévation de 12°C et de 24°C dans le calorimètre est enregistré. L’indice HTI correspond à l’indice de transmission de chaleur. Ce nombre est calculé en secondes et correspondant à la durée pour obtenir une élévation de 12°C +/- 0.1°C (HTI12) et de 24°C +/-0.2°C (HTI24).
Les résultats obtenus sont consignés dans leTableau 2suivant:
| CM TISSU 0 (comparatif) | CM TISSU 1 (invention) | |
| Test feu radiant | RHTI24-12= 5,3 RHTI24= 17,6 |
RHTI24-12= 5,8 RHTI24= 19,8 |
| Test feu convective | HTI24-12= 4,3 HTI24= 13,3 |
HTI24-12= 4,3 HTI24= 13,4 |
Tableau 2: propriétés de résistance au feu pour le CM TISSU 0 et le CM TISSU 1
Comme il apparaît du tableau ci-dessus, les performances à la chaleur convective sont similaires pour le complexe intégrant le tissu selon l’invention et le complexe intégrant le tissu selon l’art antérieur. En revanche, les performances à la chaleur radiante sont supérieures pour le complexe intégrant le tissu selon l’invention.
Ainsi, pour des tissus de masse surfacique équivalente, le TISSU 1 selon l’invention possède des propriétés de résistance mécanique et de résistance au feu supérieures au TISSU 0 selon l’art antérieur, exempt de fils de polyester aromatique.
EXEMPLE 2:
- Préparation d’un tissu selon l’invention: TISSU 2
On fabrique un tissu selon l’invention, ci-après référencé TISSU 2 comprenant les fils suivants:
- Des fils de polyester aromatique, sous la forme de filaments continus, de titre 220 dtex, vendus sous la dénomination commerciale «Vectran®»,
- des fils mélangeant 93% de fibres méta-aramide, 5% de fibres para-aramide et 2% de fibres antistatiques vendus sous la dénomination commerciale «Nomex® N302», de titre 70/2Nm.
Dans le présent exemple, les fils de «Vectran®» sont guipés avec un fil de polyamide 66 de titre 44 dtex.
L’armure de tissage utilisée pour fabriquer le TISSU 2 est représentée sur la Figure 2, selon un schéma de même type qu’à la Figure 1.
Sur cette figure 2, sont représentés les fils 3 de «Vectran®» guipé et les fils 4 de «Nomex® N302».
Comme il apparaît de cette figure, des fils 3 de «Vectran®» guipé sont présents dans l’armure du tissu à la fois en fils de chaîne et en fils de trame, et des fils 4 de «Nomex® N302» sont également présents dans l’armure à la fois en fils de chaîne et en fils de trame.
Cette armure de tissage fait que les fils 3 de «Vectran®» guipé sont liés aux autres fils, ici les fils 4 de «Nomex® N302», par des points de liage qui sont présents au cœur du tissu et/ou sur l’envers, mais qui sont absents sur l’endroit. Ainsi, les fils 3 de «Vectran®» guipé n’apparaissent pas sur l’endroit du tissu.
Le pourcentage massique de fils de polyester aromatique, autrement dit de «Vectran ®», est de 19,5% en masse, par rapport à la masse totale du tissu.
Le TISSU 2 présente une masse surfacique de 225 g/m2.
Les propriétés de résistance mécanique et de résistance au feu du TISSU 2 ont été comparées à celles du tissu de l’art antérieur décrit dans l’EXEMPLE 1, à savoir le TISSU 0. Les tests du présent exemple ont été réalisés selon les mêmes protocoles que ceux de l’EXEMPLE 1.
- Comparaison des propriétés mécaniques:
Les résultats obtenus sont consignés dans leTableau 3suivant:
| TISSU 0 (comparatif) | TISSU 2 (invention) | |
| Masse surfacique (g/m2) | 240 | 225 |
| Résistance mécanique en chaîne (daN/5cm) | 160 | 250 |
| Résistance mécanique en trame (daN/5 cm) | 130 | 190 |
| Résistance à la déchirure en chaîne (daN) | 18 | 25,5 |
| Résistance à la déchirure en trame (daN) | 14 | 27,4 |
| Résistance à la coupure (N) | 3,8 | 3,8 |
Tableau 3: propriétés de résistance mécanique pour le TISSU 0 et le TISSU 2
Comme il ressort de ce tableau, pour une masse surfacique plus faible, donc un tissu plus léger et plus confortable, le tissu selon l’invention TISSU 2 possède des propriétés de résistance mécanique bien supérieures à celle du tissu selon l’art antérieur TISSU 0 ne comprenant pas de fil de polyester aromatique.
En particulier, dans le présent exemple, la résistance mécanique en chaîne du TISSU 2 est 1,5 fois supérieure à celle du TISSU 0, tandis que la résistance mécanique en trame du TISSU 2 est pratiquement 1,4 fois supérieure à celle du TISSU 0. La résistance à la déchirure en trame du TISSU 2 est quasiment le double de celle du TISSU 0.
- Comparaison des propriétés de résistance au feu:
On a préparé un complexe multicouche comprenant le tissu selon l’invention TISSU 2 (ci-après référencé CM TISSU 2) composé de:
- Une première couche formée du TISSU 2,
- Une deuxième couche composée d’un tissu complexé avec une membrane,
- Une troisième couche composée elle-même de deux couches: une première couche constituée d’un mélange de 93% de fibres meta aramide, 5% de fibres para aramide et 2% de fibres antistatiques, vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® Confort E502» par la société DuPont de Nemours, de titre 70/2 Nm, et une deuxième couche constituée de 100% de fibres de meta aramide assemblées en 4 bouts de 60/2 Nm, produit vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® 450» par la société DuPont de Nemours.
Les propriétés de résistance au feu ont été mesurées selon les mêmes protocoles qu’à l’EXEMPLE 1 et comparées à celles du complexe multicouche intégrant le TISSU 0 de l’art antérieur (CM TISSU 0) de l’EXEMPLE 1.
Les résultats obtenus sont consignés dans leTableau 4suivant:
| CM TISSU 0 (comparatif) | CM TISSU 2 (invention) | |
| Test feu radiant | RHTI24-12= 5,3 RHTI24= 17,6 |
RHTI24-12= 5,8 RHTI24= 20,4 |
| Test feu convective | HTI24-12= 4,3 HTI24= 13,3 |
HTI24-12= 4,1 HTI24= 14,1 |
Tableau 4: propriétés de résistance au feu pour le CM TISSU 0 et le CM TISSU 2
Comme il apparaît du tableau ci-dessus, les performances thermiques à la chaleur radiante et à la chaleur convective du complexe intégrant le TISSU 2 selon l’invention sont supérieures à celles du complexe intégrant le TISSU 0 de l’art antérieur.
Ainsi, pour un tissu de masse surfacique inférieure, donc pour un tissu plus léger et plus confortable, le TISSU 2 selon l’invention possède des propriétés de résistance mécanique et de résistance au feu supérieures au TISSU 0 selon l’art antérieur, exempt de fils de polyester aromatique et de masse surfacique plus élevée.
EXEMPLE 3:
- Préparation d’un tissu selon l’invention: TISSU 3
On fabrique un tissu selon l’invention, ci-après référencé TISSU 3 comprenant les fils suivants:
- Des fils de polyester aromatique, sous la forme de filaments continus, de titre 220 dtex, vendus sous la dénomination commerciale «Vectran®»,
- Des fils de polyester aromatique, sous la forme de filaments continus, de titre 440 dtex, vendus sous la dénomination commerciale «Vectran®»,
- des fils mélangeant 93% de fibres méta-aramide, 5% de fibres para-aramide et 2% de fibres antistatiques vendus sous la dénomination commerciale «Nomex® N302», de titre 60/1Nm,
- -des fils mélangeant 93% de fibres méta-aramide, 5% de fibres para-aramide et 2% de fibres antistatiques vendus sous la dénomination commerciale « Nomex® N302 », de titre 70/2Nm.
L’armure de tissage utilisée pour fabriquer le TISSU 3 est représentée sur la Figure 3, selon un schéma de même type qu’à la Figure 1.
Sur cette figure 3, sont représentés les fils 5 de «Vectran®» de titre 220 dtex, les fils 6 de «Vectran®» de titre 440 dtex, les fils 7 de «Nomex® N302» de titre 70/2Nm et les fils 8 de « Nomex® N302 » de titre 60/1Nm.
Comme il apparaît de cette figure, les fils 5 de «Vectran®» de titre 220 dtex sont présents dans l’armure du tissu en chaîne et les fils 6 de «Vectran®» de titre 440 dtex sont présents en trame. Les fils 7 de «Nomex® N302» de titre 70/2Nm sont présents dans l’armure en chaîne et les fils de « Nomex® N302 » de titre 60/1Nm sont présents en trame.
Cette armure de tissage fait que les fils (5, 6) de «Vectran®» sont liés aux autres fils, ici les fils (7, 8) de «Nomex® N302», par des points de liage qui sont présents au cœur du tissu et/ou sur l’envers, mais qui sont absents sur l’endroit. Ainsi, les fils (5, 6) de «Vectran®» n’apparaissent pas sur l’endroit du tissu.
Cela est particulièrement visible des Figures 4 et 5 qui sont respectivement des vues en coupes transversales perpendiculairement aux fils de trame du tissu réalisé avec l’armure de la Figure 3, respectivement selon le plan de coupe I-I et le plan de coupe II-II indiqués sur la Figure 3. Comme on le voit sur ces figures, les fils (5, 6) de «Vectran®» n’apparaissent pas sur l’endroit du tissu, où seuls les fils (7,8) de «Nomex® N302» sont visibles.
Le pourcentage massique de fils de polyester aromatique, autrement dit de «Vectran ®» est de 21,5% en masse, par rapport à la masse totale du tissu.
Le TISSU 3 présente une masse surfacique de 230 g/m2.
Les propriétés de résistance mécanique et de résistance au feu du TISSU 3 ont été comparées à celles du tissu de l’art antérieur décrit dans l’EXEMPLE 1, à savoir le TISSU 0. Les tests du présent exemple ont été réalisés selon les mêmes protocoles que ceux de l’EXEMPLE 1.
- Comparaison des propriétés mécaniques:
Les résultats obtenus sont consignés dans leTableau 5suivant:
| TISSU 0 (comparatif) | TISSU 3 (invention) | |
| Masse surfacique (g/m2) | 240 | 230 |
| Résistance mécanique en chaîne (daN/5cm) | 160 | 250 |
| Résistance mécanique en trame (daN/5 cm) | 130 | 250 |
| Résistance à la déchirure en chaîne (daN) | 18 | 15 |
| Résistance à la déchirure en trame (daN) | 14 | 40 |
Tableau 5: propriétés de résistance mécanique pour le TISSU 0 et le TISSU 3
Comme il ressort de ce tableau, pour une masse surfacique plus faible, donc un tissu plus léger et plus confortable, le tissu selon l’invention TISSU 3 possède des propriétés de résistance mécanique bien supérieures à celle du tissu selon l’art antérieur TISSU 0 ne comprenant pas de fil de polyester aromatique.
En particulier, dans le présent exemple, la résistance mécanique en trame du TISSU 3 est quasiment le double de celle du TISSU 0. Par ailleurs, la résistance à la déchirure en trame pour le TISSU 3 est pratiquement 3 fois plus élevée que celle du TISSU 0.
- Comparaison de la résistance à l’abrasion:
La résistance à l’abrasion a été évaluée pour le TISSU 0 et le TISSU 3 selon la norme ISO 12947-2: dans ce test, une éprouvette circulaire (diamètre d’au moins 38mm), fixée dans un porte-éprouvette et soumise à une charge définie, est frottée contre un matériau abrasif (étoffe normalisée) en un mouvement de translation décrivant une courbe de Lissajous (cycle).
Les résultats d’essai individuels sont exprimés comme étant le nombre de frottements correspondant à l’intervalle de contrôle précédant l’atteinte du point d’arrêt, pour chaque éprouvette (point d’arrêt = 2 fils cassés).
Le test a été effectué sur l’endroit des tissus testés.
Les résultats obtenus sont consignés dans leTableau 6suivant:
| TISSU 0 (comparatif) | TISSU 3 (invention) | |
| Résistance à l’abrasion (nombre de cycles) | 100 000 | 125 000 |
Tableau 6: propriétés de résistance à l’abrasion pour le TISSU 0 et le TISSU 3
Comme il ressort de ce tableau, le TISSU 3 selon l’invention possède une résistance à l’abrasion sur son endroit bien supérieure à celle du TISSU 0 de l’art antérieur.
- Comparaison des propriétés de résistance au feu:
On a préparé un complexe multicouche comprenant le tissu selon l’invention TISSU 3 (ci-après référencé CM TISSU 3) composé de:
- Une première couche formée du TISSU 3,
- Une deuxième couche composée d’un tissu complexé avec une membrane,
- Une troisième couche composée elle-même de deux couches: une première couche constituée d’un mélange de 93% de fibres meta aramide, 5% de fibres para aramide et 2% de fibres antistatiques, vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® Confort E502» par la société DuPont de Nemours, de titre 70/2 Nm, et une deuxième couche constituée de 100% de fibres de meta aramide assemblées en 4 bouts de 60/2 Nm, produit vendu sous la dénomination commerciale «Nomex® 450» par la société DuPont de Nemours.
Les propriétés de résistance au feu ont été mesurées selon les mêmes protocoles qu’à l’EXEMPLE 1 et comparées à celles du complexe multicouche intégrant le TISSU 0 de l’art antérieur (CM TISSU 0) de l’EXEMPLE 1.
Les résultats obtenus sont consignés dans leTableau 7suivant:
| CM TISSU 0 (comparatif) | CM TISSU 3 (invention) | |
| Test feu radiant | RHTI24-12= 5,3 RHTI24= 17,6 |
RHTI24-12= 5,3 RHTI24= 17,9 |
| Test feu convective | HTI24-12= 4,3 HTI24= 13,3 |
HTI24-12= 4,2 HTI24= 14,8 |
Tableau 7: propriétés de résistance au feu pour le CM TISSU 0 et le CM TISSU 3
Comme il apparaît du tableau ci-dessus, les performances thermiques à la chaleur radiante sont équivalentes entre le complexe intégrant le TISSU 0 et le complexe intégrant le TISSU 3. Les performances à la chaleur convective du complexe intégrant le TISSU 3 selon l’invention sont supérieures à celles du complexe intégrant le TISSU 0 de l’art antérieur.
Ainsi, pour un tissu de masse surfacique inférieure, donc pour un tissu plus léger et plus confortable, le TISSU 3 selon l’invention possède des propriétés de résistance mécanique et de résistance au feu supérieures au TISSU 0 selon l’art antérieur, exempt de fils de polyester aromatique et de masse surfacique plus élevée.
Les tissus selon l’invention des exemples ci-dessus, à savoir TISSU 1, TISSU 2 et TISSU 3 peuvent être utilisés pour la fabrication de vêtement de protection individuelle, en particulier anti-feu, comme par exemple les vêtements pour les pompiers. En particulier, ces tissus peuvent former au moins une partie externe dudit vêtement, l’endroit des tissus selon l’invention formant la surface extérieure dudit vêtement, qui présente ainsi une excellente résistance à l’abrasion.
Claims (14)
- Tissu comprenant un arrangement de fils disposés selon une armure de tissage formant un endroit du tissu et un envers du tissu, ledit arrangement de fils comprenant un ou plusieurs fils de chaîne et un ou plusieurs fils de trame, caractérisé en ce qu’au moins l’un desdits fils de chaîne et desdits fils de trame est un fil de polyester aromatique (1; 3; 5, 6), les autres fils (2; 4; 7, 8) étant réalisés dans un matériau autre que du polyester aromatique, ledit fil de polyester aromatique étant lié aux autres fils au sein de l’armure de tissage de telle sorte que ce fil de polyester aromatique (1; 3; 5, 6) n’apparaît pas sur l’endroit du tissu.
- Tissu selon la revendication 1, caractérisé en ce que tout fil de polyester aromatique (1; 3; 5, 6) présent dans ledit tissu est lié aux autres fils (2; 4; 7, 8) au sein de l’armure de tissage de telle sorte que ce fil de polyester aromatique n’apparaît pas sur l’endroit du tissu.
- Tissu selon la revendication 1 ou 2 comprenant au moins deux dits fils de polyester aromatique (1; 3; 5, 6).
- Tissu selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’un premier tel fil de polyester aromatique est un fil de chaîne (1; 3; 5) et qu’un deuxième tel fil de polyester aromatique est un fil de trame (6).
- Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que tous les points de liage du ou des fils de polyester aromatique avec les autres fils sont situés au sein du tissu et/ou sur l’envers du tissu.
- Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits fils de polyester aromatique (1; 3; 5, 6) sont présents dans ledit tissu dans une proportion allant de 10% à 25% en masse, de préférence de 17% à 22% en masse, de préférence encore de 18% à 22% en masse, par rapport à la masse totale dudit tissu.
- Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits fils de polyester aromatique sont choisis parmi les filés de fibres de polyester aromatique (1), les filaments continus de polyester aromatique (3; 5, 6) et leurs mélanges.
- Tissu selon la revendication 7, caractérisé en ce que les filés de fibres de polyester aromatique (1) présentent un titrage allant de 36/2Nm à 70/2Nm, de préférence de 36/2Nm.
- Tissu selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les filaments continus de polyester aromatique (3; 5, 6) présentent un titrage allant de 110 dtex à 880 dtex, de préférence de 220 dtex à 440 dtex.
- Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un ou plusieurs desdits fils de polyester aromatique est un fil craqué (1).
- Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un ou plusieurs desdits fils de polyester aromatique est un fil guipé avec un fil de polyamide (3).
- Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils (2; 4; 7, 8) autres que les fils de polyester aromatique sont choisis parmi les fils constitués de fibres choisies parmi les fibres de méta-aramide, les fibres de para-aramide, les fibres antistatiques, les fibres cellulosiques et les mélanges de ces fibres.
- Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa masse surfacique va de 210 g/m2à 260 g/m2, de préférence de 220 g/m2à 250 g/m2.
- Vêtement de protection individuelle, en particulier anti-feu, comprenant au moins un tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes formant au moins une partie externe dudit vêtement.
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Patent Citations (3)
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