Brevet FR3033400A1 — publié le 20160909

La présente invention se rapporte à un article résistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment de type aiguille, notamment un vêtement de protection contre les balles, par exemple un gilet pare-balles. On connaît déjà dans l'art antérieur, par exemple du brevet européen 1 729 084 au nom de la demanderesse, un gilet pare-balles comportant un empilement de panneaux, à savoir au moins un premier panneau non-tissé, de préférence disposé dans l'empilement du côté extérieur ou opposé au corps du porteur de l'article résistant aux balles, le ou chaque premier panneau non-tissé étant constitué d'au moins un pli de fibres textiles, de préférence unidirectionnelles, consolidé en un film thermoplastique, et, du côté du corps, au moins un second panneau tissé, le ou chaque second panneau comportant un tissu, notamment un tissé, notamment d'aramide. Bien que les gilets pare-balles décrits dans ce document de l'art antérieur présente l'avantage d'être légers et de permettre cependant de bien arrêter les balles en limitant le plus possible la déformation de la partie située contre le corps pour éviter tout traumatisme à celui-ci, on souhaite encore améliorer les choses en visant un produit toujours aussi léger, mais qui permet d'encore mieux arrêter les balles et limiter le traumatisme résultant de l'impact de la balle sur le gilet vis-à-vis du corps du porteur. Suivant l'invention, un article résistant aux balles, notamment un vêtement, par exemple un gilet pare-balles, comprenant un empilement de panneaux comportant des 3033400 2 fibres, comportant au moins un premier panneau non-tissé, notamment du côté extérieur, de préférence une pluralité de premiers panneaux non-tissés, et au moins un deuxième panneau tissé, notamment plus proche du corps que le ou 5 chaque premier panneau non-tissé, le ou chaque premier panneau non-tissé comportant au moins un pli de fibres, notamment unidirectionnelles, consolidé, et le au moins un deuxième panneau tissé comportant un tissu de fibres, notamment un tissé de fibres, notamment d'aramide, est 10 caractérisé par une nappe en matière thermoplastique, notamment vinylique, fixée sur une face, notamment la face du côté du ou des premiers panneaux, du tissu de fibres du deuxième panneau ou d'au moins l'un des deuxièmes panneaux, et de préférence il est prévu dans 15 l'empilement, du côté opposé au(x) premier(s) panneau(x) non-tissé(s), au moins un troisième panneau non-tissé, le ou chaque troisième panneau non-tissé comportant au moins un pli de fibres consolidé, le ou les panneaux du au moins un troisième panneau non-tissé pouvant être 20 identique(s) au(x) premier(s) panneau(x). On obtient ainsi un article particulièrement efficace aussi bien contre les balles que contre les armes blanches et/ou aiguilles tout en conservant une excellente ergonomie en terme de poids et/ou souplesse 25 et/ou épaisseur. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le nombre de premiers panneaux non-tissés est supérieur au nombre de troisièmes panneaux non-tissés, notamment il est prévu de 5 à 25 premiers panneaux non-tissés, de préférence de 10 à 20 premiers panneaux non-tissés, par exemple 15 premiers panneaux non tissés, et il prévu de 1 à 5 troisièmes panneaux non-tissés, de préférence de 2 à 3033400 3 4 troisièmes panneaux non-tissés, par exemple 3 troisièmes panneaux. Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, il est prévu au moins deux deuxièmes 5 panneaux tissés et il est intercalé entre deux deuxièmes panneaux tissés successifs des quatrièmes panneaux non-tissés, pouvant notamment être identiques aux premiers et/ou troisièmes panneaux, chaque quatrième panneau étant constitué d'au moins un pli de fibres consolidé. 10 Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, il est prévu une pluralité de deuxièmes panneaux, et l'épaisseur respective des nappes thermoplastiques fixées sur les tissus des deuxième panneaux tissés est croissante du deuxième panneau tissé 15 le plus proche du ou des premiers panneaux vers un deuxième panneau tissé plus éloigné du ou des premiers panneaux, notamment vers le deuxième panneau le plus éloigné du ou des premiers panneaux. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, il 20 est prévu 2 deuxièmes panneaux, entre 5 et 25 premiers panneaux, entre 1 et 4 troisièmes panneaux et entre 1 et 4 quatrièmes panneaux interposés entre les deux deuxièmes panneaux. De préférence, les premier(s), troisième(s) et 25 quatrième(s) panneaux sont identiques les uns aux autres. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, les premier(s) et/ou deuxième(s) et/ou troisième(s) panneaux comportent au moins 2 plis croisés consolidés de fibres monodirectionnelles, s'étendant à 90° l'un de 30 l'autre. 3033400 4 Suivant un autre mode de réalisation préféré de l'invention, les premier(s) et/ou troisième(s) et/ou quatrième(s) panneaux comportent 4 plis consolidés de fibres de polyéthylène croisés 2 à 2, par exemple par une 5 matrice en un matériau polymère, notamment thermoplastique. Dans la présente invention, on entend par une matrice un matériau qui notamment lie les fibres, par exemple d'aramide ou de polyéthylène, de chacun des plis de 10 fibres d'aramide, notamment alignées monodirectionnelles, et stabilise ainsi les fibres à l'intérieur du ou de chacun des plis de fibres et, après entrecroisement éventuel des plis de fibres les lie l'un à l'autre. Dans la présente invention, on entend par plis croisés ou 15 entrecroisés un agencement d'au moins deux plis de fibres alignées monodirectionnelles, dans lesquels les au moins deux plis de fibres alignées monodirectionnelles sont liés l'un à l'autre de sorte que les fibres alignées des deux plis font un angle, de préférence de 90°. 20 Dans la présente invention, on entend par pli(s) consolidé(s) le fait que les fibres du pli ou des plis, notamment alignées monodirectionnelles, sont maintenues ensemble, notamment liées les unes aux autres par ajout d'un matériau de matrice, par leur recouvrement par deux 25 films, ou par une combinaison des deux techniques. Suivant la présente invention, on entend par fibres un corps oblong, dont la dimension en longueur est bien plus grande qu'une dimension transversale en largeur et en épaisseur. Par conséquent, des fibres incluent des fibres 30 ou monofilaments, des fibres multifilaments, des rubans, des bandes, des fibres courtes et des fils réalisés à 3033400 5 partir d'un ou de plusieurs des exemples qui précèdent, par exemple des fils multifilaments ou des fils à base de fibres courtes. De manière particulièrement préférée, fibres signifient des fils multifilaments. Les sections 5 transversales des fibres à utiliser dans la présente invention peuvent varier dans une très large mesure. Ils peuvent être circulaires, plats, oblongs en section transversale. Ils peuvent également être de forme régulière ou irrégulière, avoir un plusieurs lobes 10 réguliers ou irréguliers faisant saillie de l'axe longitudinal, de par exemple un filament. De préférence, les fibres présentent une section transversale sensiblement circulaire. Suivant la présente invention, on entend par fibres 15 aramides des fibres produites à partir d'un polyamide aromatique en tant que le polymère formant la fibre. Dans le polymère formant la fibre, au moins 85% des liaisons amides (-CO-NH-) sont directement liées sur deux couronnes aromatiques. Notamment préférés sont des 20 polyamides aromatiques P-aramide. Parmi les P-aramide, le poly(p-phénylènetéréphtalamide) est le plus préféré. Le poly(p-phénylènetéréphtalamide) résulte de la polarisation mole à mole du p-phénylènediamine et du dichlorure d'acide téréphtalique. Des fibres, constituées par 25 exemple de fils multifilaments réalisés à partir de poly(p-phénylènetéréphtalamide), peuvent être obtenues sous la marque TWARON. D'autres fibres aramides utiles pour former les tissus ou les plis de fibres dans les panneaux des articles 30 résistants aux balles suivant la présente invention sont celles formées à partir du copolymère aromatique en tant que le polymère formant la fibre. Dans le copolymère 3033400 aromatique en question, une diamine p-phénylène et/ou un dichlorure d'acide téréphtalique sont partiellement ou complètement substitués par d'autres diamines aromatiques et/ou chlorures d'acide dicarboxylique. 5 Chaque premier panneau que comporte la pile de premiers panneaux contient de préférence au moins deux plis croisés consolidés de fibres alignées monodirectionnelles, les fibres, notamment en polyéthylène ou en aramide, étant munies d'un matériau de 10 matrice, le nombre de couches de fibres alignées monodirectionnelles étant limitées pour des raisons pratiques, principalement par l'exigence pratique que le panneau consolidé doit de préférence pouvoir être enroulé. 15 Dans un mode de réalisation préféré de l'article suivant l'invention, chaque premier panneau comporte de 2 à 10 plis consolidés de fibres alignées monodirectionnelles. Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré, conformément à la présente invention, chaque premier 20 panneau consolidé est constitué de 2 à 6 plis de fibres alignées monodirectionnelles croisés en alternance, notamment en polyéthylène à très grande densité dit UHMWPE. Chaque premier panneau contient au moins deux plis croisés de fibres, notamment en polyéthylène, 25 notamment UHMWPE, alignées monodirectionnelles, les fibres étant munies d'un premier matériau de matrice, le premier matériau de matrice comportant un premier polymère, de préférence un premier polymère organique. Le premier polymère, de préférence organique est présent sur 30 les fibres monodirectionnelles en un pourcentage de poids suffisant pour lier les au moins deux plis de fibres alignées monodirectionnelles l'un à l'autre. Par 3033400 7 conséquent, il n'est pas nécessaire que tout espace entre les fibres alignées monodirectionnelles soit empli du premier polymère. Il suffit que la quantité appliquée du premier polymère permette une liaison suffisante des au 5 moins deux couches de fibres alignées monodirectionnelles l'une à l'autre. Par exemple, le premier polymère peut être réparti suivant des points sur les fibres et entre les fibres. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le 10 poids de chaque premier panneau de fibres en polyéthylène, notamment UHMWPE, notamment alignées monodirectionnelles, est compris entre 75 et 260 g/m2. Suivant un exemple particulièrement préféré, le premier polymère est un copolymère au hasard de styrène- 15 butadiène, c'est-à-dire un copolymère dans lequel les paramètres de copolymérisation du styrène et du butadiène déterminent une fréquence au hasard du styrène et du butadiène dans la chaîne copolymère. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le 20 poids de chaque deuxième panneau tissé de fibres d'aramides peut être compris entre 400 et 1000 g/m2, notamment entre 440 et 840 g/m2. De préférence, un tissu tissé du deuxième panneau est réalisé à partir de fils d'aramide 930 dTex ayant 25 1 000 filaments. Le tissé a de préférence un rapport trame/colonne de mailles de 2040. Le pas des trames et des colonnes de mailles est de 85/10cm et la masse est comprise entre 300 et 500 g/m2. De préférence, le tissu peut comporter des fibres de 30 polyamide aromatique et/ou des fibres de polyéthylène. 3033400 8 Notamment, du polyéthylène moléculaire à ultra haute molécularité. Suivant la présente invention, on entend par résine des résines synthétiques, principalement obtenues par 5 addition de polymérisation et de polycondensation, qui sont des intermédiaires dans la synthèse de plastique à masse moléculaire élevée. Plus particulièrement, des résines phénoliques sont des produits de polycondensation de phénols et d'aldéhydes, en particulier le phénol et le 10 formaldéhyde. Comme matériau de matrice, on peut également viser des polyuréthanes, des acides acryliques éthylène et du polyvinylbutyral. Chaque premier panneau et/ou deuxième panneau peut 15 comporter des films à ses surfaces extérieures, des films que l'on fait adhérer aux deux surfaces de chaque couche, tels que des films en polyoléfine, des films en polyéthylène basse densité linéaire (LLDPE) et films en polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE), 20 ainsi que des films de polyester, des films en nylon, des films en polycarbonate et analogue. Ces films peuvent avoir n'importe quelle épaisseur souhaitée, classiquement comprise entre 2 et 20 pm. Les panneaux sont de préférence agencés les uns au dessus 25 des autres pour former les première et deuxième piles sans être liés ensemble. Cependant, on peut également les lier ensemble, notamment par couture. De préférence, le poids de la nappe de résine laminée sur le tissu correspond à plus de 50%, notamment plus de 60%, 30 en particulier plus de 70%, du poids du second panneau. 3033400 9 A titre d'exemple, on décrit maintenant un mode de réalisation préféré de l'invention en se reportant aux dessins dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un gilet pare 5 balle comportant une poche avant dans laquelle est reçu l'empilement de premiers, deuxièmes, troisièmes et quatrièmes panneaux suivant un mode de réalisation de l'invention ; 10 la figure 2 représente, vue en coupe transversale l'empilement des panneaux de la figure 1. Comme représenté à la figure 1, le gilet pare-balles comporte un empilement de panneaux, notamment 15 premiers panneaux 1, 2 deuxièmes panneaux 2, 3 troisièmes panneaux 3 15 et 3 quatrièmes panneaux 4. De préférence, les premiers panneaux se trouvent du côté extérieur et les quatrièmes panneaux se trouvent du côté opposé, c'est-à-dire du côté du corps. De préférence, mais on pourrait également utiliser des fibres et/ou des agencements différents, 20 notamment en terme de nombre de plis, de matériaux, de résines de matrices de consolidation, de films de consolidation, d'agencements respectifs des plis, etc., les premiers, troisièmes et quatrièmes panneaux sont identiques. 25 Dans le mode de réalisation représenté, chaque premier panneau 1 est constitué de 4 plis consolidés de fibres monodirectionnelles alignées de polyéthylène grande densité, entrecroisé deux à deux à 90°. Une matrice résine assure la consolidation des quatre plis et 30 l'ensemble est pris en sandwich entre 2 films thermoplastiques. 3033400 10 Pour la consolidation, il est ici décrit d'utiliser à la fois une matrice résine et deux films thermoplastiques. On pourrait se contenter de l'un ou l'autre. Les deuxièmes panneaux 2 et 2', représentés en coupe à la 5 figure 2, comportent chacun une couche constituée d'un tissé 6,6' de fibres d'aramide. Il peut notamment s'agir du TWARON 2040, 930 dTex f1000, ayant une densité de 13,9 et un poids de 480 g/m2. Sur une face de chaque tissé 6,6', notamment la face 10 tournée vers l'extérieur, une nappe 7,7', de matière thermoplastique, notamment vinylique, par exemple en polyvinylbutyral, est fixée, notamment par calandrage, thermo fusion, soudure ultrason, interposition d'un adhésif ou analogue, sur le tissé pour former avec lui le 15 deuxième panneau 2,2' dans son ensemble. Un autre matériau favorable pour les nappes 7, 7' est le polypropylène. L'épaisseur de la nappe 7 en matière thermoplastique du deuxième panneau 2 le plus proche des premiers panneaux 1 20 peut notamment être comprise entre 0,5 et 5 mm, notamment entre 1 et 4 mm. Le rapport des épaisseurs des deux nappes 7 et 7' peut être par exemple compris entre 1,5 et 5, de préférence entre 2 et 3. 25 L'épaisseur totale du deuxième panneau 7 le plus mince peut être comprise entre 0,4 et 0,6 mm. L'épaisseur totale du deuxième panneau 7' le plus épais peut être comprise entre 0,65 et 0,85 mm, ces valeurs s'appliquant 3033400 11 également à des modes de réalisation comportant plus de deux deuxièmes panneaux. Les troisièmes panneaux 3, qui se trouvent le plus près du corps, sont au nombre par exemple de 3 et sont 5 identiques aux premiers panneaux. On pourrait cependant les réaliser en un autre matériau, par exemple, plutôt qu'en polyéthylène, on pourrait utiliser de l'aramide. On pourrait également prévoir un nombre de plis différents. Le deuxième panneau 2' proximal est disposé plus près du 10 corps que le deuxième panneau 2 distal. Le deuxième panneau 2' proximal comporte une nappe 7' en matière thermoplastique plus épaisse que la nappe 7 en matière thermoplastique du deuxième panneau 2 distal, les tissus 6 et 6' distal et proximal étant de préférence 15 identiques. On pourrait prévoir plus que 2 deuxièmes panneaux, par exemple de 3 à 5 deuxièmes panneaux. On pourrait également, de préférence, faire en sorte que les épaisseurs des deuxièmes panneaux augmentent au fur et à 20 mesure que l'on se déplace vers le corps du porteur. Entre deux deuxièmes panneaux successifs, notamment dans le mode de réalisation représenté aux figures, entre les deux deuxièmes panneaux 2 et 2', sont insérés plusieurs quatrièmes panneaux 4, notamment trois panneaux 4, 25 analogues en termes de poids, souplesse et composition, aux premiers et/ou troisièmes panneaux, notamment identiques aux premiers et troisièmes panneaux. Concernant les premiers, troisièmes et quatrièmes panneaux, chaque panneau peut avoir un poids de base 30 compris entre 75 et 260 g/m2. Il peut être réalisé en 3033400 12 polyéthylène, notamment à grande densité, mais peut également être réalisé en aramide ou autre matériau analogue. REVENDICATIONS1. Article résistant aux balles et/ou aux armes blanches, notamment un vêtement, par exemple un gilet pare-balles, comprenant un empilement de panneaux à base de fibres, comportant au moins un premier panneau (1) non-tissé, de préférence une pluralité de premiers panneaux non-tissés, et au moins un deuxième panneau (2 ; 2') tissé, le ou chaque premier panneau non-tissé comportant au moins un pli de fibres, notamment unidirectionnelles, consolidé, et le au moins un deuxième panneau tissé comportant un tissu de fibres, notamment un tissé (6 ; 6') de fibres, notamment d'aramide, caractérisé en ce qu'une nappe (7 ; 7') en matière thermoplastique, est fixée sur une face du tissu de fibres du deuxième panneau ou d'au moins l'un des deuxièmes panneaux. 2. Article suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe (7 ; 7') est fixée sur la face du tissu (6 ;6') du côté du ou des premiers panneaux. 3. Article suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu dans l'empilement, du côté opposé au(x) premier(s) panneau(x) non-tissé(s), au moins un troisième panneau (3) non-tissé, le ou chaque troisième panneau non-tissé comportant au moins un pli de fibres consolidé, le ou les panneaux du au moins un troisième panneau non-tissé pouvant être identique(s) au(x) premier(s) panneau(x). 3033400 14 4. Article suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le nombre de premiers panneaux non-tissés est supérieur au nombre de troisièmes panneaux non-tissés, notamment il est prévu de 5 à 25 premiers panneaux non- 5 tissés, de préférence de 10 à 20 premiers panneaux non-tissés, par exemple 15 premiers panneaux non tissés, et il est prévu de 1 à 5 troisièmes panneaux non-tissés, de préférence de 2 à 4 troisièmes panneaux non-tissés, par exemple 3 troisièmes panneaux. 10 5. Article suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins deux deuxièmes panneaux (2, 2') tissés et il est intercalé entre deux deuxièmes panneaux tissés successifs des quatrièmes panneaux (4) non-tissés, pouvant notamment être 15 identiques aux premiers et/ou troisièmes panneaux, chaque quatrième panneau étant constitué d'au moins un pli de fibres consolidé. 6. Article suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu une pluralité de 20 deuxièmes panneaux (2, 2'), et l'épaisseur respective des nappes thermoplastiques (7, 7') fixées sur les tissus des deuxièmes panneaux tissés est croissante du deuxième panneau tissé le plus proche du ou des premiers panneaux vers un deuxième panneau tissé plus éloigné du ou des 25 premiers panneaux, notamment vers le deuxième panneau le plus éloigné du ou des premiers panneaux. 7. Article suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu 2 deuxièmes panneaux, entre 5 et 25 premiers panneaux et entre 1 et 4 troisièmes panneaux, et, dans le cas où il est intercalé entre deux deuxièmes panneaux tissés successifs des quatrièmes panneaux (4) non-tissés, pouvant notamment 3033400 15 être identiques aux premiers et/ou troisièmes panneaux, chaque quatrième panneau étant constitué d'au moins un pli de fibres consolidé entre 1 et 4 quatrièmes panneaux interposés entre les deux deuxièmes panneaux. 5 8. Article suivant l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les premier(s) et troisième(s) panneaux sont identiques les uns aux autres. 9. Article suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les premier(s) et/ou deuxième(s) 10 et/ou troisième(s) panneaux comportent au moins 2 plis croisés de fibres monodirectionnelles, s'étendant à 900 l'un de l'autre, et consolidés. 10. Article suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le ou les tissus, notamment les 15 tissés, des deuxièmes panneaux comportent des fibres d'aramide et le ou les premiers panneaux comportent des fibres de polyéthylène, notamment UHMWPE.