[0001] L'invention concerne un fil composite anti-feu et un textile comprenant au moins
une couche textile tissée ou tricotée formée avec un tel fil.
[0002] Le textile est typiquement destiné à la réalisation de vêtements de protection, notamment
de vêtements pour militaire, pour pompier ou utilisés dans l'industrie. De façon particulière,
l'utilisation du textile est adaptée lorsque le vêtement doit conférer à l'utilisateur
une certaine protection thermique.
[0003] Pour de telles applications, le fil utilisé doit, lorsqu'il est soumis à une flamme
ou à de la chaleur, présenter les caractéristiques suivantes :
- résister au feu, et notamment ne pas être facilement inflammable ;
- assurer une isolation thermique afin de protéger l'utilisateur de la chaleur ;
- conserver une certaine cohésion mécanique de sorte à limiter la formation de trous
dans le vêtement, ce qui conduirait à un contact direct entre la flamme et la peau
de l'utilisateur ;
- présenter un faible retrait thermique de sorte que le vêtement conserve sa structure
tridimensionnelle et donc ne vienne pas en contact serrant sur la peau de l'utilisateur.
En effet, un tel contact, du fait de la température du vêtement, entraînerait des
brûlures importantes.
[0004] En outre, il est également souhaitable que le tissu puisse être imprimé ou teint
avec un minimum de dichroïsme, notamment en une seule phase, c'est-à-dire en utilisant
un seul procédé d'impression ou de teinture.
[0005] En effet, notamment dans les vêtements militaires, cette caractéristique est particulièrement
importante du fait que la qualité des couleurs imprimées ou teintes influe directement
sur la qualité du camouflage conféré par le vêtement.
[0006] En outre, le fil doit présenter des propriétés mécaniques suffisantes en terme de
résistance à l'abrasion, de ténacité et de stabilité, y compris de la coloration,
lors de l'utilisation ou des différents lavages que le vêtement aura à subir.
[0007] Enfin, le fil proposé doit présenter un coût de production qui est compatible avec
les applications considérées.
[0008] Les fils connus de l'art antérieur ne permettent pas de remplir l'ensemble de ces
contraintes de façon optimale.
[0009] L'invention vise donc à remédier à cet inconvénient en proposant notamment un fil
composé de trois types de fibres présentant chacun des propriétés différentes, et
qui, dans une plage de combinaison particulière, permettent d'obtenir des résultats
très satisfaisants sur l'ensemble des contraintes mentionnées ci-dessus.
[0010] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un fil composite anti-feu
comprenant :
- des fibres ignifugées dans une quantité supérieure à 40% par rapport au poids total
du fil, lesdites fibres étant formées à base d'un matériau polymérique cristallin
ou semi-cristallin ;
- des fibres hydrophiles dans une quantité comprise entre 10% et 45% par rapport au
poids de fibres ignifugées, lesdites fibres hydrophiles étant formées d'un matériau
non fusible ;
- des fibres thermostables dans une quantité comprise entre 4% et 50 % par rapport au
poids total du fil, lesdites fibres thermostables étant formées d'un matériau ininflammable.
[0011] Selon un deuxième aspect, l'invention propose un textile destiné à la réalisation
de vêtements de protection, ledit textile comprenant au moins une couche textile tissée
ou tricotée formée avec de tels fils.
[0012] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description
qui suit.
[0013] L'invention concerne un fil composite anti-feu composé de trois types de fibres spécifiques,
ledit fil étant notamment utilisable pour la réalisation d'un textile pour vêtement
de protection, par exemple pour militaire, pour pompier ou utilisé dans l'industrie.
En effet, dans de telles applications, les contraintes, notamment en terme de propriétés
anti-feu et de résistance mécanique, sont de plus en plus sévères de sorte qu'il existe
une demande importante pour perfectionner les fils connus, et ce dans un coût maîtrisé.
[0014] Suivant un premier type, les fibres sont formées à base d'un matériau polymérique
cristallin ou semi-cristallin, c'est-à-dire présentant typiquement un taux de cristallinité
supérieur à 25%.
[0015] Dans un exemple de réalisation, le matériau polymérique est choisi dans le groupe
comprenant les polyesters, les polypropylènes, les alcools polyvinyliques.
[0016] Toutefois, ce type de matériau n'est pas ininflammable en tant que tel. C'est pourquoi,
pour obtenir un fil anti-feu, les fibres utilisées doivent être ignifugées.
[0017] A cet effet, selon une première réalisation, les fibres ignifugées comprennent un
matériau polymérique ignifugeant. Dans un exemple particulier, le matériau ignifugeant
peut être un polychlorure de vinyle qui, lors de sa combustion, dégage une quantité
de chlore suffisante pour rendre la fibre ininflammable.
[0018] Selon une deuxième réalisation, les fibres peuvent, postérieurement à leur fabrication,
être traitées en surface avec un agent ignifugeant connu.
[0019] Les fibres ignifugées ainsi obtenues présentent donc, lorsqu'elles sont soumises
à une flamme ou à une source importante de chaleur, la double propriété de ne pas
propager la flamme et de retarder l'augmentation en température du fil. En effet,
du fait de leur caractère cristallin, elles présentent un pic de fusion qui permet
d'absorber une partie de l'énergie thermique lors de leur fusion. Pour obtenir un
fil composite présentant des propriétés ignifuges satisfaisantes, la quantité de fibres
ignifuges utilisée est supérieure à 40% par rapport au poids total du fil.
[0020] Le problème qui se pose avec de telles fibres ignifugées est celui de leur stabilité
thermique. En effet, l'absorption d'énergie thermique est obtenue grâce à la fusion
partielle des fibres, ce qui entraîne une déformation de celles-ci.
[0021] Pour pallier cet inconvénient, les fibres ignifugées sont associées à un deuxième
type de fibres qui sont hydrophiles et formées d'un matériau non fusible.
[0022] Ainsi, le deuxième type de fibres permet tout d'abord d'absorber une partie de l'énergie
de fusion des fibres ignifugées. En effet, du fait de leur caractère hydrophile, les
fibres de deuxième type sont susceptibles d'absorber de l'énergie par vaporisation
de l'eau emmagasinée.
[0023] En outre, une amélioration de la stabilité thermique de la combinaison des deux premiers
types de fibres est obtenue grâce au caractère non fusible des fibres hydrophiles.
Ainsi, le retrait thermique du fil est diminué de sorte que le vêtement présente une
capacité plus importante à conserver sa structure tridimensionnelle lorsqu'il est
exposé à une flamme.
[0024] En outre, les fibres hydrophiles permettent d'obtenir un confort d'utilisation, notamment
au niveau du toucher et de l'absorption de la transpiration, qui est intéressant.
[0025] La demanderesse a fait des essais et a constaté que ces propriétés étaient avantageusement
obtenues pour une quantité de fibres hydrophiles comprise entre 10% et 45% par rapport
au poids de fibres ignifugées. En effet, en dessous de ce pourcentage, la contribution
des fibres hydrophiles est insuffisante dans le cadre de l'application considérée,
et au-dessous de ce pourcentage, il n'y a plus assez de fibres ignifugées pour assurer
efficacement les fonctions anti-combustion et absorption d'énergie thermique mentionnées
ci-dessus.
[0026] Les fibres hydrophiles peuvent être réalisées à base d'un matériau cellulosique naturel
ou artificiel tel que le coton, la viscose, la rayonne ou à base de laine.
[0027] En variante, et pour améliorer le caractère anti-feu du fil, les fibres hydrophiles
peuvent être traitées de sorte à être au moins partiellement ignifugées.
[0028] Le fil comprend en outre un troisième type de fibres qui sont thermostables et sont
réalisées à partir d'un matériau ininflammable. Par thermostable, on entend des fibres
qui conservent leurs propriétés physiques dans des températures où les autres fibres
les ont perdues.
[0029] Le troisième type de fibres a notamment pour fonction de renforcer, outre les propriétés
thermiques, les propriétés mécaniques du fil. En particulier, l'utilisation de ces
fibres permet d'obtenir une résistance à l'abrasion, une ténacité et une stabilité,
notamment lors de l'utilisation ou des différents lavages, qui est compatible avec
la réalisation de vêtements de protection. En outre, les fibres thermostables permettent
de limiter la formation de trous dans le tissu lorsque celui-ci est soumis à une flamme,
et donc d'améliorer la protection anti-feu conférée par le vêtement. Enfin, les fibres
thermostables ont également un effet avantageux sur la limitation du retrait thermique
du fil.
[0030] La demanderesse a fait des essais et a constaté que la contribution des fibres thermostables
était intéressante dès qu'elles étaient présentes en une quantité égale à 4% par rapport
au poids total du fil. Ce faible pourcentage est particulièrement intéressant du fait
d'une part du coût important de ces fibres thermostables et d'autre part de l'impossibilité
de les imprimer ou de les teindre avec des techniques simples, notamment avec les
techniques classiquement utilisées pour les deux premiers types de fibres. Cette contrainte
est particulièrement importante dans le domaine militaire du fait que la qualité des
couleurs imprimées ou teintes influe directement sur la qualité du camouflage conféré
par le vêtement. Et, le faible pourcentage minimum de fibres thermostables nécessaire
dans le fil suivant l'invention permet en outre d'utiliser des fibres thermostables
dans lesquelles est intégrée une couleur spécifique qui est agencée pour se fondre
dans les couleurs appliquées ultérieurement sur le tissu, et ce sans altérer notablement
la qualité du camouflage obtenu.
[0031] Dans le cas où l'on souhaite un fil composite à haute résistance mécanique, il est
également possible d'intégrer jusqu'à 50% de fibres thermostables par rapport au poids
total du fil.
[0032] Les fibres thermostables peuvent être réalisées à base d'un matériau polymérique
choisi dans le groupe comprenant les para aramides, les méta aramides, les polybenzimidazole-imides,
les polybenzooxazoles, les polyacrylates, les polyphénols, les polyamide-imides, les
poly-p-phenylènediamine-terephtalamides (PPTA ou M5).
[0033] Selon une première réalisation, les fibres formant le fil sont mélangées de façon
intime par une technique de filature classique. Dans cette réalisation, le fil peut
comprendre entre 4% et 20% de fibres thermostables pour optimiser le rapport entre
les avantages techniques conférés par ces fibres par rapport à leur coût et à leur
contrainte de coloration.
[0034] Dans un exemple particulier de fil selon cette première réalisation de l'invention,
on peut citer un fil formé de 72% en poids de fibres PVA FR commercial (c'est-à-dire
de fibres formées à base d'alcool polyvinylique et d'une inclusion de polychlorure
de vinyle), de 23% en poids de coton et de 5% en poids de fibres en para aramide,
qui présente des caractéristiques anti-feu (en terme de LOI (Limit Oxygen Index) c'est-à-dire
de concentration minimum d'oxygène nécessaire pour entraîner l'inflammation du fil
au contact d'une flamme), de résistance mécanique et de capacité de coloration qui
sont particulièrement intéressantes dans le cadre des applications considérées. En
particulier, le fil présente une LOI définie selon la norme ISO 4589-2 qui est supérieure
à 25%.
[0035] Selon une deuxième réalisation, le fil composite comprend un fil d'âme formé avec
les fibres thermostables et, associé autour dudit fil d'âme, un enrobage formé du
mélange intime des fibres ignifugées et des fibres hydrophiles. Ce type de fil est
classiquement réalisé par une technique de type core-spun.
[0036] Cette réalisation correspond classiquement au cas où l'on souhaite un fil à haute
ténacité, de sorte que la quantité de fibres thermostables peut être fixée entre 20%
et 50% en poids du fil. En outre, dans cette réalisation les contraintes de coloration
des fibres thermostables ne se posent pas du fait qu'elles sont disposées dans le
fil d'âme.
[0037] L'invention propose donc une combinaison particulière de fibres qui permet de remplir
de façon optimale notamment les contraintes tant anti-feu que mécaniques, et ce dans
un coût compatible avec une production industrielle. En outre, le fil selon l'invention
permet d'obtenir un textile de souplesse suffisante pour obtenir un toucher avantageux.
[0038] C'est pourquoi, les fils selon l'invention sont notamment destinés à la réalisation
d'une couche textile tissée ou tricotée qui est utilisée dans un textile pour des
vêtements de protection.
[0039] Comme expliqué précédemment, la couche textile peut être avantageusement teint ou
imprimé avec un minimum de dichroïsme, notamment en une seule phase, c'est-à-dire
en utilisant un seul procédé de coloration, par exemple de type fixé lavé.
[0040] En outre, le textile peut comprendre, associé sur la couche textile, une couche imper-respirante
-c'est-à-dire imperméable à l'eau liquide et au vent mais perméable à la vapeur d'eau-
ininflammable de sorte à conférer cette propriété au vêtement de protection confectionné.
[0041] La couche imper-respirante peut être réalisée sous la forme d'une membrane ou d'une
enduction micro poreuse et/ou hydrophilique, par exemple en polyuréthane ou en polytétrafluoroéthylène
(PTFE), et être associée à la couche textile par enduction sérigraphie d'un réseau
de points adhésifs.
1. Fil composite anti-feu comprenant :
- des fibres ignifugées dans une quantité supérieure à 40% par rapport au poids total
du fil, lesdites fibres étant formées à base d'un matériau polymérique cristallin
ou semi-cristallin ;
- des fibres hydrophiles dans une quantité comprise entre 10% et 45 % par rapport
au poids de fibres ignifugées, lesdites fibres hydrophiles étant formées d'un matériau
non fusible ;
- des fibres thermostables dans une quantité comprise entre 4% et 50 % par rapport
au poids total du fil, lesdites fibres thermostables étant formées d'un matériau ininflammable.
2. Fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau polymérique formant la base des fibres ignifugées est choisi dans le
groupe comprenant les polyesters, les polypropylènes, les alcools polyvinyliques.
3. Fil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fibres ignifugées comprennent en outre un matériau polymérique ignifugeant.
4. Fil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fibres ignifugées sont traitées avec un agent ignifugeant.
5. Fil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fibres hydrophiles sont réalisées à base d'un matériau cellulosique naturel ou
artificiel tel que le coton, la viscose, la rayonne ou à base de laine.
6. Fil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fibres hydrophiles sont traitées de sorte à être au moins partiellement ignifugées.
7. Fil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les fibres thermostables sont réalisées à base d'un matériau polymérique choisi dans
le groupe comprenant les para aramides, les méta aramides, les polybenzimidazole-imides,
les polybenzooxazoles, les polyacrylates, les polyphénols, les polyamide-imides, les
poly-p-phenylènediamine-terephtalamides.
8. Fil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les fibres formant le fil sont mélangées de façon intime.
9. Fil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend entre 4 et 20% en poids de fibres thermostables.
10. Fil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un fil d'âme formé avec les fibres thermostables et, associé autour dudit
fil d'âme, un enrobage formé du mélange intime des fibres ignifugées et des fibres
hydrophiles.
11. Fil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend entre 20% et 50% en poids de fibres thermostables.
12. Textile destiné à la réalisation de vêtements de protection, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche textile tissée ou tricotée formée avec des fils selon
l'une quelconque des revendications 1 à 11.
13. , Textile selon la revendication 12, caractérisé en ce que la couche textile est teinte ou imprimée.
14. Textile selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend, associée à la couche textile, une couche imper-respirante ininflammable.