Brevet FR2755056A1 — publié le 19980430

MATIERE THERMOSTABLE POUR COMBINAISON DE PLONGEE OU DE SURVIE EN ENVIRONNEMENT AQUATIQUE La présente invention concerne une matière thermostable, notamment pour la réalisation de combinaisons de plongée ou de survie en environnement aquatique. Certains plongeurs sont amenés à travailler dans un environnement où le risque d'un feu d'hydrocarbures est potentiellement présent. I1 s'agit principalement des plongeurs sauveteurs embarqués dans les hélicoptères, en raison du risque de feu à bord, et des plongeurs travaillant sur des plates-formes pétrolières ou sur des navires-citernes. Les combinaisons de plongée classiques sont réalisées avec des mousses de polychloroprène (ou Néoprène ). Ces combinaisons assurent la protection contre le froid, mais représentent un danger en raison de leur inflammabilité élevée et du fait que l'on ne puisse pas s'en séparer instantanément. Pour pallier cet inconvénient, on a développé des compositions améliorées de polychloroprène comprenant des charges ignifugeantes. On trouve ainsi sur le marché un polychloroprène ignifugé désigné par la référence FR (FR signifiant Fire Retardant), par exemple le polychloroprène 430FR commercialisé par la société St. Albans Rubber Limited (GB). Toutefois, des essais réalisés par la demanderesse ont montré qu'une mousse d'un polychloroprène ignifugé comme le 430FR donne des résultats décevants ne répondant pas aux normes les plus sévères concernant les vêtements de protection individuels, à savoir la norme NFG 07184 et la norme NF EN 367. La norme NFG 07184 a pour objet la détermination du taux d'inflammabilité d'une matière ou d'un textile au moyen d'un test de propagation de flamme. Le taux d'inflammabilité est déterminé par une mesure de la surface brûlée d'un échantillon à la verticale enflammé par une amorce polyester/coton. Cette norme prévoit quatre classes B, C D ou E correspondant à une inflammabilité croissante, les matières les plus résistantes au feu étant rangées en classe B. Des essais réalisés conformément à cette norme ont révélé qu'une mousse de polychloroprène ignifugé doit être rangée dans les classes D ou E, l'échantillon étant presque entièrement détruit au terme de l'essai. La norme NF EN 367 issue du projet de norme ISO DP 9151 homologué par la Fédération Internationale des Sport s Automobiles (FISA) permet de mesurer l'effet de protection thermique des matériaux ou assemblages de matériaux utilisés dans les vêtements de protection. La caractérisation d'une matière selon la norme NF EN 367 vise à mettre en évidence trois indices de protection T1, T2 et T3 exprimés en secondes. L'indice T1 est le temps nécessaire pour atteindre le seuil de la douleur (température de 45 OC) sous un flux thermique de 80 kW/m2 à une température de 1040 degrés Celsius. L'indice T2 est le temps au bout duquel le seuil de la brûlure du deuxième degré est atteint (550C). L'indice T3, appelé "délai de fuite", est la différence entre T2 et T1. Des essais de caractérisation d'une mousse de polychloroprène ignifugé selon cette norme n'ont pu être menés à terme en raison de la destruction quasi instantanée de l'échantillon utilisé. Parmi les autres matières classiques utilisées pour la réalisation de vêtements antifeu, on connaît les mousses de silicone et les fibres thermostables autoextinguibles o de la famille des aramides met a comme le NOMEX ou le KERMEL ou de la famille des chlorofibres. Les mousses de silicone présentent l'inconvénient d'être constituées de cellules dites "ouvertes" qui se chargent en eau lorsqu'elles sont immergées. Elles sont donc impropres à la réalisation de combinaisons de plongée ou de survie en environnement aquatique. Les fibres thermostables autoextinguibles ont une structure moléculaire résistant à la combustion. Elles sont utilisées pour la fabrication de tissus présentant une très grande résistance à la flamme, classés dans la catégorie B de la norme NFG 07184. Toutefois, les tissus en fibres thermostables autoextinguibles ont des propriétés médiocres au regard de la norme NF EN 367 en ce qu'ils offrent une faible protection contre les 2 brûlures. Par exemple, un tissu en KERMEL de 250 g/m ne procure qu'un indice de seuil de douleur T1 de l'ordre de 3 à 4 secondes. Ainsi, pour réaliser des combinaisons antifeu, il est connu d'associer un vêtement en fibre thermostable autoextinguible avec un sous-vêtement plus épais assurant la protection contre les brûlures. Par o. exemple, l'association d'un vêtement en KERMEL et d'un sous-vêtement réalisé par tricotage de fibres KERMEL /Laine selon une proportion de 70/30 et un grammage de 470 g/m2 permet de repousser les seuils de douleur et de brûlure au deuxième degré à 14,5 et 24 secondes respectivement, dans les conditions d'essai prévues par la norme NF EN 367. Toutefois, une telle association d'un tissu et d'un sous-vêtement est impropre à la réalisation de tenues de plongée ou de survie en environnement aquatique, qui doivent être étanches et homogènes. Ainsi, un objectif de la présente invention est de prévoir une matière thermostable présentant les avantages suivants - être résistante à la flamme et donnant de bons résultats au regard de la norme NF 07184 - être protectrice contre la chaleur radiante et donnant de bons résultats au regard de la norme NF EN 367. - être étanche et se prêter à la réalisation de tenues aquatiques isolant du froid lié à l'immersion. Cet objectif est atteint grâce à une matière thermostable comprenant un assemblage d'une mousse de polychloroprène et d'un tissu thermostable autoextinguible assemblé par collage au moins sur une face de la mousse de polychloroprène. De préférence, la matière thermostable selon l'invention est réalisée au moyen d'une mousse de polychloroprène ignifugé. De préférence, la colle d'assemblage du tissu thermostable autoextinguible est une colle ignifugée. Selon un mode de réalisation, la mousse de polychloroprène est recouverte sur ses deux faces d'un tissu thermostable autoextinguible. Selon un mode de réalisation, la mousse de polychloroprène est recouverte sur son autre face d'un tissu de confort. Contre toute attente, la matière thermostable selon la présente invention présente d'excellentes propriétés en termes de résistance à la flamme et de protection contre les brûlures, qui vont être maintenant décrites en relation avec les figures jointes parmi lesquelles - la figure 1 est une vue en coupe d'une matière thermostable selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe d'un échantillon de mousse de polychloroprène classique et d'un échantillon de matière thermostable selon l'invention, - la figure 3 représente schématiquement un banc d'essai selon la norme NFG 07184, et - la figure 4 représente schématiquement un banc d'essai selon la norme NF EN 367. La figure 1 est une vue en coupe d'une matière thermostable 1 selon la présente invention. La matière thermostable 1 comprend un assemblage d'une mousse de polychloroprène ignifugé 2 et d'un tissu thermostable autoextinguible 3, c'est-à-dire un tissu réalisé à partir d'une fibre thermostable autoextinguible. La mousse de polychloroprène 2 présente une épaisseur de quelques millimètres et le tissu thermostable 3 recouvre l'une de ses faces. Sur la figure, les épaisseurs du tissu 3 et de la mousse de polychloroprène 2 ne sont pas représentées avec la même échelle dans un souci de lisibilité. L'assemblage du tissu thermostable autoextinguible 3 et de la mousse 2 est réalisé selon un procédé classique de collage à chaud sous pression (au moyen d'une presse) utilisé dans l'art antérieur pour fixer les tissus de confort sur les mousses de polychloroprène destinées à la fabrication de combinaisons de plongée, ce procédé permettant d'obtenir un assemblage quasi irréversible de la mousse et du tissu. De façon surprenante, la demanderesse a découvert qu'un tel assemblage d'une mousse de polychloroprène ignifugé 2 qui ne répond ni à la norme NFG 07184 ni à la norme NF EN 367 et d'un tissu thermostable autoextinguible 3 qui, bien que présentant d'excellentès propriétés au regard de la norme NFG 07184, présente des propriétés médiocres au regard de la norme NF EN 367, donne au regard de chacune des deux normes des résultats au-delà de toute attente. Ces résultats ont été mis en lumière par des essais de caractérisation réalisés à l'initiative de la demanderesse par un laboratoire homologué, qui vont maintenant être décrits. Comme illustré par la figure 2, les essais ont été réalisés à partir d'échantillons 4 classiques et d'échantillons 5 selon l'invention. Les échantillons 5 étaient constitués d'une mousse de polychloroprène ignifugé de référence 430FR de la société St. Albans Rubber Limited, d'une épaisseur de 4 mm, recouverte sur o. une face d'un tissu thermostable 3 en NOMEX à mailles 2 souples d'une densité de 250 g/m , assemblé au moyen d'une colle ignifugée à base de Néoprène . Les échantillons 4 étaient constitués d'une mousse de polychloroprène ignifugé 2 de référence 430FR recouverte sur une face d'un tissu de confort 6 en Jersey, assemblé au moyen de la même colle ignifugée. La figure 3 représente schématiquement le banc d'essai selon la norme NFG 07184. Successivement, l'échantillon 4 puis l'échantillon 5 sont placés verticalement dans une enceinte 7 à atmosphere contrôlée. Une mèche 8 de coton/polyester agrafée sur la tranche inférieure des échantillons 4, 5 est enflammée. Lorsqu'une amorce de combustion est ainsi appliquée à l'échantillon 4 classique, celui-ci s'enflamme et se consume, la surface détruite étant très importante. Par contre, et c'est un résultat inattendu de la présente invention, l'échantillon 5 de matière 1 selon l'invention ne se consume pas et reste pratiquement intact, la surface détruite étant inférieure à 4 cm . Ainsi, les résultats de l'essai montrent que la matière selon l'invention entre dans la catégorie des matériaux thermostables autoextinguibles (soit la catégorie B de la norme NFG 07184, atteinte pour une surface détruite inférieure à 40 cm2) ce qui constitue un résultat inespéré. Cette propriété avantageuse pourrait s'expliquer par un phénomène de privation d'oxygène sur la face de l'échantillon 5 où se trouve le tissu thermostable autoextinguible 3, la privation d'oxygène ralentissant ou supprimant la combustion du polychloroprène. Cette hypothèse semble confirmée par des essais complémentaires qui seront décrits plus loin. La figure 4 représente de façon schématique le banc d'essai selon la norme NF EN 367. Un échantillon 4 de matière classique et un échantillon 5 de matière thermostable selon la présente invention sont disposés successivement dans une position horizontale en regard d'un flux thermique 9 de 80 kW/m2 à une température de 1040 degrés Celsius. Le flux thermique 9 est créé par un brûleur 10 à gaz et amené par une tuyère 11. Le tissu de confort 6 (échantillon 4) ou le tissu thermostable 3 (échantillon 5) sont orientés vers la tuyère 11. Un capteur de température 12 relié à un calculateur 13 est placé sur l'autre face des échantillons 4 ou 5. Dans de telles conditions d'essai, l'échantillon 4 classique se consume presque instantanément. Par contre, l'échantillon 5 de matière thermostable selon l'invention ne se consume pas. Pourtant, on sait que le tissu thermostable 3, malgré sa résistance au feu, isole mal de la chaleur. La mousse de polychloroprène 2 qui se trouve derrière le tissu thermos table 3 pourrait donc s'enflammer sous l'effet de l'intense chaleur. Or, ce phénomène ne se produit pas et l'on retrouve en définitive l'avantage mis en lumière par le premier essai de résistance à la flamme. On constate par ailleurs que le tissu thermostable 3 réagit normalement : il se carbonise tout en conservant sa structure physique. Un autre résultat avantageux de la présente invention est que les indices T1 (seuil de douleur) et T2 (seuil de brûlure) relevés sont largement supérieurs à la normale puisqu'ils excèdent chacun les 40 secondes, valeur limite mesurable par le banc d'essai du laboratoire. I1 est ainsi inespéré de constater que la matière thermostable selon l'invention protège mieux de la brûlure que l'association d'un vêtement en KERMEL et d'un sous o. vêtement en KERMEL /Laine décrite au préambule, à partir de laquelle on réalise des vêtements antifeu considérés à l'heure actuelle comme les plus performants. En conclusion, tant au regard de la norme NFG 07184 que la norme NF EN 367 les résultats obtenus avec la matière thermostable selon l'invention vont au delà de toute attente. Pour la réalisation de combinaisons ou de vêtements de plongée, la face interne de la matière thermostable 1 destinée à venir au contact de la peau peut être recouverte d'un tissu de confort classique, par exemple o. un Lycra ou un Nylon jersey, également assemblé par collage, ou bien d'un tissu thermostable autoextinguible, ce qui ne peut qu'améliorer les propriétés de la matière selon l'invention. Une combinaison ou vêtement de plongée ou de survie selon la présente invention est réalisé de façon classique, la présence du tissu thermostable autoextinguible 3 à la surface de la mousse de polychloroprène 2 ne gênant pas les opérations de découpe et de couture des diverses pièces de la combinaison. Bien entendu, dans le cas où une seule face de la matière selon l'invention est recouverte de tissu thermostable autoextinguible, le tissu thermostable est disposé à l'extérieur de la combinaison ou du vêtement. Afin de mieux cerner l'influence des paramètres intervenant dans la constitution de la matière selon l'invention (colle, polychloroprène, tissu thermostable simple ou double face), la demanderesse a procédé à des essais comparatifs complémentaires référencés A, B, C, D et E dont les résultats sont résumés par les tableaux 1 à 5 ci-après. Ces résultats sont exprimés en référence au test d'inflammabilité selon la norme NFG 07184 et au test du seuil de douleur selon la norme NF EN 367. De ces essais, il ressort que la nature de la colle, ignifugée ou non, ne semble pas déterminante, ni le fait que le polychloroprène soit ignifugé, bien que la comparaison des essais B et D montre que les meilleurs résultats sont atteints avec du polychloroprène ignifugé 430FR lorsqu'une seule face du polychloroprène est recouverte d'un tissu thermostable. Par ailleurs, ces essais montrent que les résultats de l'invention proviennent essentiellement de la combinaison du tissu thermostable et du polychloroprène, et semblent confirmer qu'un phénomène de privation d'oxygène dû à la présence du tissu thermostable bloque le processus de combustion du polychloroprène. Ainsi, la plus faible surface détruite par combustion est obtenue lorsque les deux faces de la mousse de polychloroprène, qu'elle soit ignifugée (essai E) ou non (essai C), sont recouvertes du tissu thermostable. Etant donné que les exigences de sécurité sont prédominantes sur les exigences économiques dans les domaines d'application de l'invention, le coût de revient de la matière selon l'invention ne sera pas considéré comme le critère de choix déterminant et l'on réalisera de préférence cette matière à partir des matériaux suivants - une mousse de polychloroprène ignifugé ('tire Retardant") dont la combustion est moins facile qu'un polychloroprène standard, - un tissu thermostable double face, c'est-à-dire assemblé sur les deux faces du polychloroprène, - une colle d'assemblage ignifugée. I1 n'entre pas dans le cadre de la présente demande de décrire toutes les combinaisons possibles de mousses de polychloroprène et de tissus thermos tables autoextinguibles connus permettant d'obtenir les résultats de l'invention. I1 est à la portée de l'homme de l'art de déterminer, par des expérimentations, les combinaisons les plus avantageuses. Lors des essais réalisés par la demanderesse, le tissu thermostable 3 choisi présentait un grammage de 250 g/m2 et l'on peut dire de façon générale que le grammage du tissu thermostable ne doit pas être trop faible car une maille trop lâche n'assurerait pas une bonne protection. De même, l'épaisseur de la mousse de polychloroprène sera de préférence comprise entre 3 et 8 millimètres, soit une épaisseur conventionnelle pour une combinaison de plongée. De plus, le tissu thermostable sera de préférence constitué de mailles souples, de type jersey ou interlock (ou mailles tricot), afin de conférer la souplesse nécessaire aux mouvements de la personne portant la combinaison. Les résultats des essais complémentaires évoqués précédemment sont reportés sur la page suivante et font partie intégrante de la présente description. Tableau 1/Essai A Composition it échantillon Al : polychloroprène standard recouvert sur ses deux faces d'un tissu o. essai + de confort (Nylon jersey) échantillon A2 : polychloroprène ignifugé 430FR recouvert sur ses deux faces d'un o. tissu de confort (Nylon jersey) inflammabilité échantillon Al : presque entièrement détruit échantillon A2 : surface détruite importante, de l'ordre de 100 cm2 seuil de échantillons Al et A2 : non mesurable douleur (échantillons détruits) Tableau 2/Essai B Composition 4 polychloroprène standard (non FR) recouvert sur une face d'un tissu thermostable (Nomex ) assemblé au moyen essai + d'une colle non ignifugée inflammabilité surface détruite inférieure à 20 cm2 (classe B selon NFG 07184) seuil de supérieur à 40 secondes douleur Tableau 3/Essai C Composition 4 polychloroprène standard (non FR) recouvert sur ses deux faces d'un tissu thermostable (Nomex ) assemblé au moyen essai + d'une colle non ignifugée inflammabilité surface détruite très faible, inférieure à 2 cm2 (classe B selon NFG 07184) seuil de supérieur à 40 secondes douleur Tableau 4/Essai D Composition - > polychloroprène ignifugé 430FR recouvert sur une face d'un tissu thermostable (NomexR) assemblé au moyen d'une colle essai ignifugée inflammabilité surface détruite faible, inférieure à 4 cm (classe B selon NFG 07184) seuil de supérieur à 40 secondes douleur Tableau 5/Essai E Composition 4 polychloroprène ignifugé 430FR recouvert sur ses deux faces d'un tissu o. thermostable (Nomex ) assemblé au moyen essai + d'une colle ignifugée inflammabilité surface détruite très faible, inférieure à 2 cm2 (classe B selon NFG 07184) seuil de supérieur à 40 secondes douleur REVENDICATIONS 1. Matière thermostable (1) comprenant un assemblage d'une mousse de polychloroprène (2) et d'un tissu thermostable autoextinguible (3) assemblé par collage au moins sur une face de la mousse de polychloroprène. 2. Matière thermostable selon la revendication 1, réalisée au moyen d'une mousse de polychloroprène ignifugé. 3. Matière thermostable selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle la colle d'assemblage du tissu thermostable autoextinguible est une colle ignifugée. 4. Matière thermostable selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la mousse de polychloroprène (2) est recouverte sur ses deux faces d'un tissu thermostable autoextinguible (3). 5. Matière thermostable selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la mousse de polychloroprène (2) est recouverte sur son autre face d'un tissu de confort. 6. Matière thermostable selon l'une des revendications précédentes, présentant un indice (T1) de seuil de douleur selon la norme NF EN 367 supérieur à 40 secondes, le tissu thermostable autoextinguible étant orienté vers la source de chaleur. 7. Matière thermostable selon l'une des revendications précédentes, classée dans la catégorie B de la norme NFG 07184. 8. Matière selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le tissu thermostable autoextinguible (3) est un tricot à mailles souples de type jersey ou interlock. 9. Matière selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la mousse de polychloroprène ignifugé (2) présente une épaisseur comprise dans une gamme de valeurs allant de 3 à 8 millimètres. 10. Combinaison ou vêtement de plongée ou de survie réalisé en une matière thermostable selon l'une des revendications précédentes.