Brevet FR2846201A1 — publié le 20040430

i L'invention concerne un textile composite anti-feu, une doublure composite comportant un tel textile ainsi que des vêtements de protection thermique comportant une telle doublure ou un tel textile. Dans une application particulière, le vêtement est destiné à être porté par des pompiers qui ont à lutter contre les incendies. Dans un tel contexte, le vêtement doit assurer confort et sécurité à la personne qui le porte. Pour la réalisation de vêtements de protection thermique, il est connu d'utiliser un empilement de couches ayant différentes fonctions de sorte à obtenir les performances globales souhaitées pour lesdits vêtements. En particulier, l'empilement formant le vêtement doit présenter les caractéristiques suivantes qui, dans le cas des vêtements de protection pour sapeurs pompiers, font l'objet de la norme européenne EN 469 de septembre 1995: - résister au feu; - assurer une protection thermique afin de protéger l'individu de la chaleur; - présenter un faible retrait thermique; - être imperméable tout en permettant le passage de la vapeur d'eau notamment de la sueur - depuis l'intérieur du vêtement vers le milieu extérieur. Enfin, les différentes propriétés que doit posséder un tel empilement ne doivent pas conduire à multiplier les couches indépendantes qui le composent de sorte à ne pas compliquer la confection du vêtement. On connaît du document EP-0 364 370 un textile composite anti-feu qui est destiné à être inséré entre un ensemble textile externe et un ensemble textile interne afin de réaliser un vêtement de protection thermique, ledit textile comprenant une première couche textile formée d'un non tissé à base de fibres thermostables sans liaisons chimiques des fibres, une deuxième couche formée d'une membrane microporeuse ininflammable, les deux couches étant reliées entre elles par une couche d'adhésif. Un tel textile présente des propriétés de protection thermique et est imperméable à l'eau liquide et perméable à la vapeur d'eau - ou imperrespirant -. L'invention vise notamment à perfectionner de tels textiles composites anti-feu, 10 en améliorant notamment la protection thermique conférée tout en garantissant les autres propriétés mentionnées ci-dessus. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention a pour objet un textile composite anti-feu imperméable comprenant une première couche textile à s5 base de fibres thermostables, une deuxième couche comprenant une membrane imperméable à l'eau liquide et perméable à la vapeur d'eau, ininflammable et une troisième couche d'adhésif discontinue placée entre lesdites première et deuxième couches assurant la fixation de la deuxième couche sur la première couche, dans lequel la première couche comprend la 20 superposition d'au moins deux nappes non tissées reliées entre elles par des ponts fibreux obtenus par aiguilletage de ladite superposition. Un tel aiguilletage permet d'assurer la cohésion de la première couche tout en disposant au sein de la première couche d'un volume d'air plus important que 25 dans les réalisations connues. La première couche selon l'invention permet donc d'assurer une protection thermique améliorée. Selon un deuxième aspect, l'invention a pour objet une doublure composite comprenant un tel textile composite anti-feu imperméable et une quatrième 30 couche textile, ladite quatrième couche étant associée sur la face de la première couche qui est opposée à la deuxième couche. Selon un troisième aspect, l'invention a pour objet un vêtement de protection thermique comprenant un ensemble textile externe constituant la face extérieure du vêtement et une telle doublure composite, dans lequel la quatrième couche constitue la face intérieure du vêtement. Selon un quatrième aspect, l'invention a pour objet un vêtement de protection thermique comprenant un ensemble textile externe constituant la face extérieure du vêtement et un textile composite suivant l'invention, dans lequel la nappe extérieure constitue la face intérieure du vêtement de sorte à former 10 doublure. Selon un cinquième aspect, l'invention a pour objet un vêtement de protection thermique comprenant un ensemble textile externe constituant la face extérieure du vêtement et une doublure constituant la face intérieure du 15 vêtement, ledit vêtement comprenant un insert monté entre le textile externe et la doublure, dans lequel l'insert est un textile composite anti-feu imperméable selon l'invention, la première couche dudit textile composite étant placée en regard de la doublure. L'invention propose donc des vêtements qui ont des propriétés de protection thermique améliorées, et ce sans ajouter de couche indépendante supplémentaire pour leur confection. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la 25 description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation en coupe d'un textile composite selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une représentation en coupe d'un textile composite selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une représentation en coupe d'une doublure composite comprenant un textile composite selon la figure 1, selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une représentation en coupe d'une doublure composite selon la figure 3 qui est montée volante sur un ensemble textile externe pour former un vêtement de protection thermique, selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 5 est une représentation en coupe d'un textile composite selon la figure 1 qui est monté volant entre un ensemble textile externe et une doublure pour former un vêtement de protection thermique, selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 6 est une représentation en perspective d'une veste de protection thermique confectionnée sur la base du mode de réalisation de la figure 5. En référence aux figures 1 et 2, le textile composite anti-feu 1 est formé d'une première couche 2 textile, d'une deuxième couche 3 et d'une troisième couche 20 4 d'adhésif reliant entre elles les première et deuxième couche 2, 3 de sorte à former un ensemble unitaire. La première couche 2 comprend au moins deux nappes non tissées 5-7 qui sont associées entre elles par des ponts fibreux 8. Les ponts fibreux 8 s'étendent entre deux nappes 5-7 adjacentes de sorte à former entre lesdites nappes un espace E. Les ponts fibreux 8 sont réalisés selon une méthode d'aiguilletage connue 30 notamment du document FR-2 678 547. Les ponts fibreux 8 sont formés par des fibres issues de l'une des nappes 5, 6 disposées à l'extérieur de la couche 2. Les ponts fibreux 8 d'une part sont en nombre suffisant pour assurer la cohésion des nappes 5-7 et d'autre part permettent de solidariser les nappes 57 les unes aux autres. Les ponts fibreux 8 assurent ainsi la cohésion mécanique de la première couche 2, de sorte que le textile composite 1 forme s un ensemble unitaire. Selon une réalisation, la répartition des ponts fibreux 8 à l'intérieur de l'espace E est réalisée de façon aléatoire sur toute la surface de la première couche 2. Selon une autre réalisation, cette répartition est réalisée de façon ordonnée, par 10 exemple sous forme de bandes de pont fibreux 8 qui s'étendent sensiblement dans la même direction de sorte, en ménageant des canaux d'air entre lesdites bandes, à améliorer la protection thermique conférée par la première couche 2. Par ailleurs, la densité de ponts fibreux 8 à l'intérieur de l'espace E est agencé 15 pour que ledit espace comprenne un volume d'air important. Les fibres formant les nappes 5-7 de la première couche 2 sont soit thermostables par nature, soit ignifugées postérieurement à leur fabrication. Les fibres utilisées pour les nappes 5-7 de la première couche 2 sont par exemple en méta ou para aramide, polyamide-imide, polyacrylate, polybenzimidazole, copolyimide aromatique, polyacrylonitryle oxyde, polyacrylate, polysulfure de phénylène, polyester éther cétone, FR viscose, coton, fibres céramiques, Zirpo ou en un composé phénolique, ou encore 25 fluorocarbonnées, ou modalcryliques. Un mélange de ces fibres thermostables est également utilisable. La première couche 2 et la deuxième couche 3 du textile composite 1 sont reliées entre elles par collage à l'aide d'une couche d'adhésif 4. Dans le mode de réalisation représenté, la couche d'adhésif 4 est discontinue et constituée de points d'adhésion 9, par exemple comprenant un polymère réticulable à l'humidité. Les points 9 peuvent être obtenus par enduction sérigraphique et peuvent être formés à base de polymères thermoplastiques permettant notamment d'obtenir un collage ayant une grande résistance au nettoyage à sec et au lavage. De manière préférentielle, le polymère utilisé est ininflammable. On peut par exemple lui conférer cette qualité par l'adjonction de trioxyde d'antimoine chloré. Les points 9 sont déposés sous forme de pâte ou de poudre ou encore saupoudrés sur l'une des deux couches 2, 3, par exemple sur la couche 2. L'association des deux couches 2, 3 est réalisée de manière conventionnelle sur une presse. Dans un exemple de réalisation, on dépose le polymère thermoplastique réticulable à l'humidité sur la première couche 2 par voie fondue. Après passage dans un four réglé à 130'C, on applique immédiatement la deuxième couche 3 à l'aide d'une calandre refroidie. Par un traitement thermique, ultérieur, à 150'C pendant une minute, on obtient la réticulation définitive du 20 collage. Le textile repose ensuite 24h. D'autres méthodes de collage peuvent être utilisées comme par exemple l'utilisation de voiles, films ou grilles thermocollants sur lesquels est appliquée chacune des couches 2, 3 du textile composite 1 sous une presse ou par 25 simple calandrage. La deuxième couche 3 comprend une membrane imperméable à l'eau liquide et perméable à la vapeur d'eau. En variante, la deuxième couche 3 comprend en outre une nappe textile, par exemple formée d'un tricot, qui est associée à la 30 membrane de sorte à la renforcer mécaniquement. La membrane est formée par exemple de polyuréthane ou de polyamino-acide, d'une épaisseur comprise entre 10 et 50 microns. Elle présente des micro- perforations ou des pores d'un diamètre de 0,2 micron qui permettent la circulation des molécules d'eau et de gaz carbonique mais empêchent le passage de l'eau liquide. De préférence, cette membrane est à base de polyuréthane ignifugé par exemple par addition d'un additif azoté et phosphoré. Selon un autre mode de réalisation, la membrane microporeuse peut être réalisée en polytétrafluoroéthylène (PTFE). Par ailleurs, des membranes de type hydrophile qui sont imperméables à l'eau liquide et perméables à la vapeur d'eau peuvent également être utilisées pour la réalisation de la deuxième couche 3. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, la première couche 2 comprend trois nappes 5, 6, 7 superposées et séparées deux à deux par un espace E. Les nappes 5, 6 forment l'extérieur de la couche 2, et la nappe médiane 7 étant située entre les deux nappes 5, 6. Les ponts fibreux 8 s'étendent donc d'une nappe 5, 6 extérieure à la nappe médiane 7 et sont formés principalement de fibres issues des nappes extérieures 5, 6. Il peut être envisagé que la nappe médiane 7 soit différente des nappes 25 extérieures 5, 6, au niveau des fibres les constituant et/ou de leur structure. En effet, la nappe médiane 7 n'est pas soumise aux mêmes contraintes, notamment mécaniques, que les deux nappes 5, 6 qui sont elles en contact, respectivement avec l'extérieur et avec la couche d'adhésif 4. Afin d'obtenir un volume d'air plus important dans la couche 2, on peut, par exemple, souhaiter que la densité de la nappe médiane 7 soit inférieure à celle des nappes extérieures 5, 6. En variante, et selon les contraintes d'utilisation, les deux nappes extérieures 5, 6 peuvent également être différentes l'une de l'autre, au niveau des fibres les constituant et/ou de leur structure. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, la première couche 2 comprend deux nappes 5, 6, superposées et séparées par l'espace E pourvu des ponts fibreux 8. Cette réalisation correspond typiquement au cas o l'on souhaite obtenir un textile composite d'épaisseur moins importante que celle du textile de la figure 1. On décrit maintenant, en référence à la figure 3, une doublure composite 17 qui 15 comprend le textile composite 1 décrit en relation avec la figure 1. Une telle doublure est imperméable et respirable et est destinée à constituer la face intérieure d'un vêtement de protection. Cette doublure permet une grande simplicité de confection d'un vêtement de protection en réduisant à deux le 20 nombre d'éléments à associer pour obtenir ledit vêtement. Une telle doublure composite comprend une quatrième couche textile 16 associée au textile composite 1, ladite quatrième couche étant associée sur la face de la première couche 2 qui est opposée à la deuxième couche 3, de sorte 25 à former un ensemble unitaire. Selon une réalisation, la quatrième couche 16 comprend un tissu qui est destiné à former la face intérieure du vêtement. Selon une autre réalisation, la quatrième couche 16 comprend un non tissé, par exemple aiguilleté, qui est destiné à former la face intérieure du vêtement. En variante, la quatrième couche 16 peut comporter un tricot formé au travers de la nappe de non tissé de sorte à renforcer ladite nappe. Dans ce cas, les colonnes de mailles, formées par des fils rapportés sont liées entre elles ce qui leur donne une plus grande cohésion et, par là, donne une plus grande cohésion à la doublure 17 dans son ensemble. Suivant une réalisation, la quatrième couche 16 est associé au textile 1 par matelassage à l'aide d'un fil 18. A cet effet, la quatrième- couche 16 est associée à la première couche 2 préalablement à l'association de la première couche 2 avec la deuxième couche 3, de sorte à éviter la perforation de la membrane lors de l'étape de matelassage. Dans le cadre de l'application considérée, la quatrième couche 16 peut être ignifugée et résistante à la chaleur et à la flamme. A cet effet, la quatrième couche 16 est constituée de fibres et/ou fils thermostables, comme par exemple celles employées pour réaliser la première couche 2 du textile composite 1 tel 15 que décrit plus haut. Toutefois, la quatrième couche 16 étant protégée thermiquement par la couche 2, cette disposition n'est pas déterminante. On décrit ci-dessous, en référence aux figures 4 à 6, des vêtements de protection thermique 10 et/ou de lutte contre le feu particulièrement efficaces et 20 légers, qui comprennent le textile composite 1 suivant l'invention. Sur la figure 4 est représenté un vêtement comprenant un ensemble textile 11 externe constituant sa face extérieure et une doublure composite telle que représentée sur la figure 3, dans lequel la quatrième couche 16 constitue la 25 face intérieure du vêtement. Lors de la confection, la doublure composite 17 est montée volante par rapport au tissu externe 11. Ainsi, l'utilisation de la doublure composite 17 facilite la fabrication du vêtement 10 en réduisant le nombre d'élément à assembler 30 puisque la doublure 17 est intégrée au textile composite 1. Selon un autre mode de réalisation, le vêtement de protection 10 comprend un ensemble textile 11 externe constituant sa face extérieure et un textile composite 1 selon l'invention, dans lequel la nappe extérieure 5 constitue la face intérieure du vêtement de sorte à former doublure. Lors de la confection, le textile composite 1 est montée volant par rapport au 5 tissu externe, et le nombre d'élément à assembler est donc, comme dans réalisation précédente, réduit à deux. En relation avec les figures 5 et 6, on décrit un vêtement 10 de protection thermique, tel qu'une veste, qui comprend un ensemble textile externe 11 10 constituant sa face extérieure et une doublure standard 12 constituant sa face intérieure. Le vêtement 10 comprend un insert 13 formé d'un textile composite 1 anti-feu imperméable tel que décrit précédemment, dont la première couche 2 est 15 placée en regard de la doublure 12 et la deuxième couche 3, imperméable, est placée vers le textile externe i1. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, l'insert 13 est monté volant entre le textile externe 11 et la doublure 12 ce qui signifie qu'il est fixé 20 simultanément au textile 11 externe et à la doublure 12 par sa périphérie 14 lors de la confection, par exemple par couture selon les lignes de couture habituelles de la doublure 12 au textile externe 11. En dehors de ces lignes, l'insert 13 est libre, entre le textile externe 11 et la 25 doublure 12 sans autre fixation à ces éléments. Dans un mode de réalisation représenté sur la figure 6 en relation avec une veste de protection thermique, l'insert 13 et la doublure 12 constituent un ensemble dissociable du textile externe 11. Il peut par exemple être relié à 30 l'ensemble textile externe 11 par une fermeture à glissière 15. il Lors de l'entretien de la veste 10, l'insert 13 et la doublure 12 peuvent être dissociés du textile externe 11. Il est ainsi possible de soumettre ces deux éléments à des modes de nettoyage différents. L'étanchéité du vêtement 10 peut être améliorée par l'adjonction de bandelettes étanches qui sont fixées sur les coutures. Dans les vêtements de protection suivant l'invention, lorsque le vêtement est arrosé, la doublure, la première couche 2 du textile 1 et donc l'utilisateur sont 10 protégés puisque la couche 3 est imperméable au liquide. En particulier, la membrane empêche l'inclusion d'eau dans les espaces E, ce qui nuirait aux propriétés d'isolation thermique de la couche 2 ainsi qu'à la capacité de séchage du vêtement. En outre, cette étanchéité permet d'éviter les brlures que pourrait subir l'utilisateur du vêtement lorsqu'il est arrosé avec de l'eau 15 chaude. La couche 3 laisse toutefois circuler librement la vapeur d'eau et le gaz carbonique tout comme les autres couches 3, 4 et la doublure doivent le faire. Par ailleurs, la couche d'adhésif 4 étant discontinue, une très large partie de sa surface est libre de toute matière, ce qui permet de ne pas altérer la propriété imper-respirante du textile 1. De plus, comme il a été mentionné plus haut, la première couche 2 présentant 25 un volume d'air important, la vapeur d'eau a toute possibilité de traverser la couche 2. Ainsi, le textile composite 1 dans son ensemble possède toutes les qualités requises pour éviter la condensation de la transpiration, ce qui lui confère un 30 confort optimal. Une autre propriété par laquelle les vêtements selon l'invention sont particulièrement performants est l'isolation thermique. Cette caractéristique est remplie par l'importance du volume d'air compris dans le textile 1. En effet, là o s'étendent les ponts fibreux 8, la couche 2 présente un volume d'air important. A ce volume, il faut ajouter celui qui se trouve au sein des nappes de non tissé 5-7 elles- mêmes. Du fait de la capacité calorifique de l'air, la première couche 2 peut ainsi agir comme une barrière thermique à l'encontre des fortes chaleurs régnant dans le milieu ambiant, par exemple dans le cadre de l'intervention des pompiers pour 1o maîtriser un feu. En outre, lorsque le vêtement 10 est soumis à des conditions excessives entraînant la détérioration de la couche 3, l'utilisateur reste protégé par la couche 2 à base de fibres thermostables. En effet, les fibres constituant la 15 première couche 2 sont ignifuges, ce qui confère à la couche 2 une bonne résistance au feu. Dans les cas d'utilisation de tels vêtements, il convient également d'avoir un textile qui ne subit pas un fort retrait thermique. Celui-ci se produit en cas de 20 fortes chaleurs sous l'effet du resserrement des fibres, ce qui entraîne un rétrécissement de la surface couverte. Dans un textile comprenant plusieurs couches ou nappes, chacune d'entre elles subit un retrait particulier. Ces rétrécissements différents accentuent la 25 détérioration du textile. Dans la couche 2 non-tissée utilisée dans l'invention, contrairement notamment aux tricots ou aux tissus, les fibres sont réparties selon toutes les directions. Ainsi, l'uniformité de la répartition des directions des fibres autorise un retrait 30 thermique minimal, puisque aucune direction n'est privilégiée, ce qui atténue au minimum la détérioration du textile 1. Par ailleurs, le textile composite 1 qui assure l'ensemble des fonctions requises est unitaire de sorte à ne pas compliquer la confection du vêtement. En outre, la doublure peut être associée au textile 1 de sorte à former un ensemble unitaire qui sera utilisé en tant que tel pour la confection du vêtement. REVENDICATIONS 1. Textile composite (1) anti-feu imperméable comprenant une première couche (2) textile à base de fibres thermostables, une deuxième couche (3) 5 comprenant une membrane imperméable à l'eau liquide et perméable à la vapeur d'eau, ininflammable et une troisième couche (4) d'adhésif discontinue placée entre lesdites première et deuxième couches (2, 3) assurant la fixation de la deuxième couche (3) sur la première couche (2), caractérisé en ce que la première couche (2) comprend la superposition d'au moins deux nappes (5, 6) 10 non tissées reliées entre elles par des ponts fibreux (8) obtenus par aiguilletage de ladite superposition. 2. Textile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche (2) comprend la superposition de trois nappes, deux nappes extérieures (5, 6) 15 et une nappe médiane (7). 3. Textile selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux nappes extérieures (5, 6) sont formées du même matériau. 4. Textile selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les deux nappes extérieures (5, 6) ont une densité supérieure à la densité de la nappe médiane (7). 5. Textile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la 25 troisième couche (4) d'adhésif est constituée de points (9) et est obtenue par enduction sérigraphique. 6. Textile selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la troisième couche (4) d'adhésif comprend un polymère réticulable à l'humidité 30 qui est déposé en voie fondue. 7. Textile selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première couche (2) comprend des fibres thermostables en polyamide-imide. 8. Textile selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la membrane de la deuxième couche (3) est réalisée à base de polyuréthane. s 9. Doublure composite (17) comprenant un textile composite (1) anti-feu imperméable selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et une quatrième couche (16) textile, ladite quatrième couche étant associée sur la face de la première couche (2) qui est opposée à la deuxième couche (3). 10. Doublure selon la revendication 9, caractérisée en ce que la quatrième couche (16) comprend un non tissé. 11. Doublure selon la revendication 9, caractérisée en ce que la quatrième couche (16) comprend un tissu. 12. Doublure selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que la quatrième couche (16) est formée à base de fibres et/ou fils thermostables. 13. Doublure selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que la quatrième couche (16) est associée à la première couche (2) par matelassage. 14. Vêtement de protection thermique (10) comprenant un ensemble textile (1 1) 25 externe constituant la face extérieure du vêtement et une doublure composite (17) selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel la quatrième couche (16) constitue la face intérieure du vêtement. 15. Vêtement de protection thermique (10) comprenant un ensemble textile (1 1) 30 externe constituant la face extérieure du vêtement et un textile composite (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la nappe extérieure (5) constitue la face intérieure du vêtement de sorte à former doublure. 16. Vêtement de protection thermique (10) comprenant un ensemble textile (11) externe constituant la face extérieure du vêtement et une doublure (12) constituant la face intérieure du vêtement, ledit vêtement (10) comprenant un 5 insert (13) monté entre le textile externe (11) et la doublure (12), ledit vêtement (10) étant caractérisé en ce que ledit insert (13) est un textile composite (1) anti-feu imperméable selon l'une des revendications 1 à 8, la première couche (2) dudit textile composite (1) étant placée en regard de la doublure (12) . 17. Vêtement selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que la doublure ou l'insert (13) est monté volant.