Brevet FR2766071A1 — publié le 19990122

PROCEDE DE FABRICATION D'UN MATERIAU COMPOSITE POUR LA PROTECTION ANTI-VANDALISME, NOTAMMENT POUR SIEGES, ET MATERIAU COMPOSITE OBTENU La présente invention concerne le protection anti-vandalisme notamment de sièges destinés à être placés dans des lieux publics, en particulier dans les véhicules de transport urbain. Elle concerne plus particulièrement un matériau composite apte à entrer dans la composition d'un tel siège, comprenant comme moyen de protection anti-vandalisme une grille métallique. Elle concerne également un matériau composite obtenu par le procédé précité. On connaît, notamment par le document FR.2.576.200, un revêtement antivandalisme pour sièges qui comprend au moins trois couches distinctes superposées, à savoir une première couche de revêtement extérieur visible formée d'un matériau mince, une deuxième i15 couche intermédiaire anti-vandalisme constituée par un tricot en fils minces d'acier et une troisième couche ou sous-couche de protection formée d'un matériau mince souple. Ces trois couches superposées sont solidarisées entre-elles, pour former un revêtement composite souple, par collage au moyen d'un adhésif souple interposé entre la première et la troisième couches. Dans un mode particulier de réalisation, la sous- couche de protection possède des propriétés anti-feu et comporte au moins une nappe non-tissée obtenue par aiguilletage de fibres artificielles résistant au feu. De préférence cette troisième couche comporte deux nappes non-tissées aiguilletées entre lesquelles est interposée une grille en fils de verre tissé. Ces trois composants étant assemblés entre-eux par un aiguilletage complémentaire. C'est le tricot métallique à mailles serrées qui, tout en restant déformable, peut résister à la lacération et qui donc protège les autres couches du revêtement, notamment le coussin en mousse ou le rembourrage qui constitue la partie inférieure du siège, recouverte par le revêtement à trois couches du document FR.2.576.200. Selon le demandeur le revêtement précité présente l'inconvénient de mettre en oeuvre un adhésif interposé entre la première et la troisième couches pour obtenir la solidarisation du revêtement. La présence d'un tel adhésif peut être gênante notamment lorsque le revêtement doit présenter des propriétés anti-feu, en plus de propriétés anti-vandalisme, du fait du dégagement de fumées dû à l'adhésif. On a déjà proposé de pallier cet inconvénient, dans le document GB.2.246. 097, en réalisant le liage des trois couches par couture, selon la technique du ouatinage, avec des têtes individuelles de couture permettant de réaliser des rangées de couture séparées d'une distance de 2 à 5cm. Selon le demandeur, I'inconvénient de cette technique est de mettre en oeuvre un fil complémentaire de couture et également l'obligation de disposer d'une installation du type ouatinage. Le but que s'est fixé le demandeur est de proposer un procédé de fabrication d'un matériau composite pour la protection anti-vandalisme, notamment de sièges, qui de manière connue par les deux documents précités consiste à réaliser un ensemble de trois couches superposées dont la couche intermédiaire est une grille métallique anti-vandalisme et à solidariser lesdites trois couches. De manière caractéristique selon l'invention, la première couche extérieure étant un non-tissé, le procédé consiste à solidariser les trois couches par un aiguilletage simple frappe à partir d'aiguilles à barbes, à bouts arrondis, de sorte que, après aiguilletage, la face extérieure de la première couche est exempte de fils métalliques provenant de la deuxième couche et que la face extérieure de la troisième couche possède un nombre limité voire nul de fils métalliques provenant de la deuxième couche. Certes la technique d'aiguilletage est une technique classique pour réaliser le liage de plusieurs couches. Par exemple dans le document FR.2.576.200, la sous-couche de protection est composée de deux non- tissés entre lesquels est interposée une grille de verre tissé, I'ensemble étant lié par aiguilletage. Ce sont les fibres constitutives des nappes non- tissées qui sont déplacées par les aiguilles de la machine à aiguilleter, qui interpénètrent les différentes couches et réalisent de ce fait le liage de lI'ensemble. Si une aiguille déplace un fil constitutif de la grille intermédiaire en verre tissé, le déplacement de celui-ci ne présente pas d'inconvénient du fait de l'homogénéité des différents constituants de la nappe sous forme de fibres ou filaments textiles. Par contre s'agissant d'une couche intermédiaire sous forme d'une grille métallique, en particulier d'un tricot à mailles serrées, réalisé par tricotage d'un, deux ou trois fils métalliques en parallèle, le passage d'un matériau à trois couches superposées comprenant une telle grille dans une aiguilleteuse classique produit des casses multiples des fils métalliques constituant la grille et l'entraînement des extrémités de ces i 5 fils ou des fils eux-mêmes à travers la première et la troisième couches, ce qui laisse apparaître une multiplicité de fils métalliques en surface desdites couches. Ceci présente comme inconvénient d'une part de fragiliser la grille métallique et d'autre part de donner au matériau composite obtenu une présentation inacceptable. C'est donc le mérite de l'invention que d'avoir été à l'encontre d'un préjugé à priori défavorable concernant la technique d'aiguilletage et de proposer des conditions particulières permettant l'obtention, par cette technique, d'un produit acceptable. Le fait de mettre en oeuvre des aiguilles à bouts arrondis permet de limiter la casse et l'entraînement des fils métalliques, lors du passage des aiguilles, la pointe de l'aiguille venant glisser latéralement sur les fils métalliques. De plus l'aiguilletage simple frappe permet, même en cas d'entraînement des fils métalliques par les barbes des aiguilles, de limiter l'apparition de tels fils uniquement en surface de la troisième couche, c'est-à-dire celle qui est en contact avec l'élément de rembourrage du siège dans je cas d'une telle application. Bien sûr pour obtenir un liage par un aiguilletage simple frappe, il est absolument nécessaire que la première couche soit elle- même une nappe de non-tissé. Il est à souligner que l'utilisation d'aiguilles à bouts arrondis permet de diminuer de manière très significative la casse d'aiguilles que lI'on obtiendrait en utilisant des aiguilles traditionnelles du fait de l'impact desdites aiguilles sur les fils métalliques. Avantageusement on obtient un liage acceptable des trois couches constituant le matériau composite de l'invention en mettant en oeuvre une densité d'aiguilletage comprise entre 10 et 30 coups/cm2. Avantageusement la première et / ou la troisième couche est une nappe non-tissée pré-aiguilletée avec une densité d'aiguilletage plus faible. C'est l'aiguilletage complémentaire, destiné à solidariser les trois couches du matériau composite de l'invention, qui permet de compléter l'aiguilletage de la ou des nappes de non-tissé. Avantageusement le procédé de l'invention comporte une étape complémentaire qui consiste à réaliser un traitement par pression des trois couches, après aiguilletage, réalisant le couchage des éventuels fils métalliques passant sur la face extérieure de la troisième couche. Ce traitement peut être réalisé soit par passage entre deux cylindres ou bien par compression dans une presse hydraulique. Avantageusement, chaque aiguille, à bout arrondi, possède des barbes dont la profondeur est inférieure à la moitié du diamètre de chacun des fils constitutifs de la grille métallique et supérieure à la moitié du diamètre de tout ou partie des fibres constitutives de la première couche. Cette disposition particulière est très intéressante puisqu'elle limite voire annule totalement l'entraînement par les barbes des aiguilles des fils métalliques, tout en permettant l'entraînement par ces mêmes barbes de fibres de la première couche pour la réalisation du liage des trois couches entre elles. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite d'un exemple préféré de réalisation d'un matériau composite pour la protection anti-vandalisme et anti-feu d'un siège de véhicule public, illustré par le dessin annexé dans lequel: - La figure 1 est une représentation schématique en coupe des trois couches avant superposition et aiguilletage, - La figure 2 est une représentation en plan du tricot métallique constituant la deuxième couche, - La figure 3 est une représentation schématique en coupe du matériau après aiguilletage, en contact avec un élément de rembourrage et, - La figure 4 est une représentation schématique en perspective d'une aiguille équipant l'aiguilleteuse. La présente invention concerne un matériau composite destiné à la protection anti-vandalisme, notamment mais non exclusivement de sièges pour véhicule de transport public. Ce qui, dans ce matériau composite, remplit la fonction anti-vandalisme c'est la présence d'une couche intermédiaire qui est une grille métallique et en particulier un tricot métallique à mailles serrées. La présence d'une telle grille métallique permet d'envisager d'autres applications que la lutte contre le vandalisme, en particulier l'utilisation du matériau composite de l'invention dans la confection de vêtements de protection balistique ou pare-éclats ou encore de soufflets équipant l'espace entre deux compartiments de véhicules de transport. Dans l'exemple qui est illustré aux différentes figures, le matériau composite de l'invention est constitué de trois couches superposées, à savoir une première nappe de fibres non-tissée 2 qui constitue la couche extérieure 3, un tricot métallique 4 qui constitue la couche intermédiaire et une nappe de fibres non-tissée 6 qui constitue la couche intérieure 7. S'agissant d'un matériau composite 1 destiné à la fabrication d'un siège, c'est cette couche intérieure 7 qui est en contact avec l'élément de rembourrage 8. Le tricot métallique 4, illustré à la figure 2 est réalisé par tricotage de deux fils métalliques 9,10 en parallèle, chacun pouvant avoir un diamètre d'environ 0,2 à O,3mm. Le pas des mailles du tricot 4 est de l'ordre de 10 à 15mm. Dans un exemple précis de réalisation, les deux nappes de fibres nontissées 2,6, sont des non-tissés pré-aiguilletés faisant 80Og/m2 composées de diverses fibres de titrage compris entre 1,7dtex et 4,5dtex, ayant un diamètre moyen de l'ordre de 12 à 15pm. Les trois couches 3,5, 7 sont superposées et passent dans une aiguilleteuse conventionnelle, mais équipée d'aiguilles 12 à bouts 13 arrondis, de section transversale triangulaire à trois barbes 14 par arête 1 5, les neuf barbes 14 étant réparties en hélice sur toute la hauteur de l'aiguille 12. L'aiguilletage est réalisé sur une base de vingt coups/cm2 avec une pénétration de 9mm, sachant que la distance de la pointe à la première barbe 14 est de 3,2mm. La profondeur de barbe était de 0,O8mm (80/m), avec, comme grosseur de la partie travaillante, une jauge dix-huit. L'aiguilletage a été réalisé par simple frappe, la planche à aiguilles étant située au-dessus de la première couche 3. Lors de l'aiguilletage, c'est le transfert des fibres du premier non- tissé 2, emportées par les barbes 14 des aiguilles 12, passant à travers les mailles 16 du tricot métallique 4 et pénétrant dans les fibres du deuxième non-tissé 6 qui réalise la liaison des trois éléments constitutifs du matériau composite 1 de l'invention. L'entraînement des fibres est provoqué par les barbes 14, qui sont disposées selon les arêtes 15 de chaque aiguille 12, et qui sont constituées par des encoches 17 surmontées de saillies 18. Lors de la pénétration de l'aiguille 12, le fil, à proximité de l'impact de l'aiguille 12, glisse le long de l'arête 13, pénètre vers l'encoche 17 et, étant bloqué en position par la saillie 18, est entraîné par l'aiguille 12 dans son déplacement. Le blocage en position du fil est fonction de la configuration de l'encoche 17 et de la saillie 18, comparativement au diamètre du fil. Il est recherché, dans le cadre de la présente invention, un entraînement sélectif des fibres de la première nappe non-tissée au détriment des fils de la grille métallique. Selon le demandeur, il convient que la profondeur des barbes 14 des aiguilles soit inférieure à la moitié du diamètre de chacun des fils constitutifs de la grille métallique de la deuxième couche et supérieure à la moitié du diamètre de tout ou partie des fibres constitutives de la nappe non-tissée de la première couche. S'agissant d'un tricot métallique réalisé par tricotage de deux fils métalliques parallèles, chaque fil ayant un diamètre de l'ordre de 0,26mm (260pm), et d'une première couche qui est une nappe non- tissée formée de fibres ayant un diamètre moyen compris entre 12 et 1 9, m, le demandeur a choisi de travailler sur son aiguilleteuse avec des aiguilles à barbes dont la profondeur de barbe est de l'ordre de 0,08mm (8Opm). Le bout 13 arrondi de l'aiguille 12 est définie de façon à venir glisser latéralement sur les fils du tricot d'acier sans l'endommager. S'agissant d'une aiguille 12 de jauge dix-huit le bout 13 est une demi- sphère de diamètre 0,30mm. Ainsi il a été possible de réaliser le matériau composite 1 de I'invention sans casse importante d'aiguilles. En cas d'utilisation d'aiguilles dont les barbes entraîneraient néanmoins localement l'un ou l'autre des fils 9,10 composant le tricot métallique 4, on obtiendrait alors des fils métalliques dépassants 11 qui, en sortie d'aiguilleteuse, se présenteraient sous forme de pics disposés perpendiculairement par rapport à la direction générale du matériau 1. La hauteur de ces pics est fonction de la pénétration des aiguilles et de l'épaisseur du matériau composite. En tout état de cause il est possible de remédier à l'inconvénient d'avoir localement des pics verticaux, en réalisant sur le matériau 1 après aiguilletage un traitement visant à coucher les pics contre la face extérieure;6a de la deuxième nappe de fibres non-tissées 6. Ce traitement peut consister à faire passer le matériau 1, après aiguilletage, entre deux cylindres d'acier du type foulard entre lesquels s'exerce une pression déterminée ou encore par compression dudit matériau composite 1 dans une presse hydraulique. Dans ce cas les extrémités visibles 1 l a des pics sont rabattues et se trouvent dans le plan de la face extérieure 6a dudit non-tissé 6. Du fait de l'aiguilletage destiné à assurer la liaison entre les trois couches 3,5,7, il est possible d'utiliser des nappes de fibres non- tissées 2,6 ayant subi préalablement un aiguilletage moins important. La différence de densité d'aiguilletage sera du même ordre que la densité d'aiguilletage mise en oeuvre pour assurer la liaison des trois couches 3,5,7. De préférence, les non-tissés 2,6 sont réalisés à partir de fibres présentant des caractéristiques anti-feu. Il peut s'agir avantageusement de fibres polyacrylates, telles celles vendues sous la dénomination commerciale INIDEX. Il peut également s'agir d'un mélange, tel celui préconisé dans le document EP.258.513. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple non-exhaustif. En particulier la troisième couche 7 pourra être constituée d'un matériau textile tissé ou tricoté et non une nappe de fibres non-tissées. Enfin il est à noter que le choix sélectif des fils ou fibres entraînés par les barbes d'une aiguille tel qu'il a été décrit ci-dessus dans le cadre du procédé de fabrication d'un matériau composite pour la protection anti-vandalisme n'est absolument pas limité à cette application, mettant en oeuvre trois couches superposées dont la couche intermédiaire est une grille métallique. Le principe d'un tel choix sélectif peut s'appliquer plus généralement dans le domaine de l'aiguilletage, mettant en oeuvre les aiguilles à barbes, conventionnelles ou spéciales, à bout arrondi ou non, toutes les fois o il sera nécessaire de privilégier l'entraînement d'un composant déterminé (fils ou fibres) dans une nappe constituée d'au moins deux composants (fils ou fibres) de diamètres différents. Selon ce principe, on choisit les aiguilles de sorte que la profondeur de barbe soit supérieure au rayon du composant que l'on veut préférentiellement entraîner et inférieur au rayon de l'autre composant. Bien sûr des variantes peuvent être envisagées dans le cas o la section de l'un ou I'autre des composants n'est pas circulaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un matériau composite pour la protection anti-vandalisme, notamment de sièges, consistant à réaliser un ensemble de trois couches superposées dont la couche intermédiaire est une grille métallique anti-vandalisme et à solidariser lesdites trois couches, caractérisé en ce que la première couche extérieure (3) étant un nontissé (2), il consiste à solidariser les trois couches (3,5,7) par un aiguilletage simple frappe à partir d'aiguilles à barbes à bouts arrondis, de sorte que, après aiguilletage, la face extérieure de la première couche est exempte de fils métalliques provenant de la deuxième couche, et que la face extérieure de la troisième couche possède un nombre limité voire nul de fils métalliques provenant de la deuxième couche. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par une densité d'aiguilletage comprise entre 10 et 30 coups/cm2. i 5 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la première (3) et/ou la troisième couche (7) est une nappe non-tissée pré- aiguilletée avec une densité d'aiguilletage faible. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape complémentaire qui consiste à réaliser un traitement par pression des trois couches (3,5,7), après aiguilletage, réalisant le couchage des éventuels fils métalliques (11) passant sur la face extérieure (6a) de la troisième couche (7). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que I'aiguilletage est réalisé à l'aide d'aiguilles dont la profondeur des barbes est inférieure à la moitié du diamètre de chacun des fils constitutifs de la grille métallique et supérieure à la moitié du diamètre de tout ou partie des fibres constitutives de la première couche. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la grille métallique étant formée par tricotage de fils métalliques parallèles de diamètre de l'ordre de 260pm et la première couohe étant une nappe non-tissée composée de fibres ayant un diamètre de l'ordre de 12 à 1 9pm, I'aiguilletage est réalisé à l'aide d'aiguilles dont la profondeur des barbes est de l'ordre de 80/m.