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.

On connaît aussi de US 2007/0173150, un gilet comportant un empilement de panneaux, constitué d'un paquet dit balistique et d'un paquet dit de coup de couteau, mis ensemble dans une poche de sorte que le paquet dit de coup de couteau soit du côté extérieur, c'est à dire du côté opposé au corps. Le paquet dit résistant au coup de couteau comporte un panneau ou couche résistant au coup de couteau constitué en succession d'une couche de caoutchouc, d'un film de colle EVA, d'un tissé, d'un film de colle EVA et d'une couche de caoutchouc.

Bien que les gilets pare-balles décrits dans ces documents 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 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 chaque premier panneau non-tissé,

De préférence, la nappe a une épaisseur supérieure à l'épaisseur du tissu de fibre à une face duquel elle est fixée.

L'épaisseur est mesurée perpendiculairement aux faces principales du tissu, c'est à dire dans la direction d'empilement des panneaux.

De préférence, la nappe thermoplastique est l'élément le plus à l'extérieur du ou de chaque deuxième panneau dont elle fait partie.

De préférence, il est prévu dans 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 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 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 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 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.

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 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 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 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 l'autre.

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 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 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 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°.

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 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 ou monofilaments, des fibres multifilaments, des rubans, des bandes, des fibres courtes et des fils réalisés à 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 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 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 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 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 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 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 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.

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 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.

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 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, 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 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 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 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 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-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 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 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 polyamide aromatique et/ou des fibres de polyéthylène. Notamment, du polyéthylène moléculaire à ultra haute molécularité.

Suivant la présente invention, on entend par résine des résines synthétiques, principalement obtenues par 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 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 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), 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 µm.

Les panneaux sont de préférence agencés les uns au dessus 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%, en particulier plus de 70%, du poids du second panneau.

Suivant l'invention, la ou chaque nappe est fixée à un tissu tissé respectif de manière à former un panneau unitaire respectif formant un deuxième panneau respectif.

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 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 ;

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 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, 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.

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 l'ensemble est pris en sandwich entre 2 films thermoplastiques.

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 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 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, par exemple un film polymere EVA ou analogue, sur le tissé pour former avec lui le deuxième panneau 2,2' dans son ensemble.

Un autre matériau favorable pour les nappes 7, 7' est le polypropylène.

L'épaisseur de la nappe 7,7' est supérieure à celle du tissé 6,6' respectif auquel elle est fixée.

L'épaisseur de la nappe 7 en matière thermoplastique du deuxième panneau 2 le plus proche des premiers panneaux 1 est supérieure à 0,1 mm et 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.

Les deux tissés 6, 6' ont la même épaisseur. Cette épaisseur peut être comprise entre 0,1 et 5mm, notamment entre 0,2 et 1 mm, par exemple égale à 0,25 mm.

L'épaisseur totale du deuxième panneau 2 le plus mince peut être par exemple comprise entre 0,4 et 0,6 mm. L'épaisseur totale du deuxième panneau 2' le plus épais peut être par exemple comprise entre 0,65 et 0,85 mm, ces valeurs s'appliquant 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 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 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 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 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, 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 compris entre 75 et 260 g/m². Il peut être réalisé en polyéthylène, notamment à grande densité, mais peut également être réalisé en aramide ou autre matériau analogue.

Suivant l'invention la matière thermoplastique est de préférence peu ou pas élastique. En particulier, un élastomère, par exemple un caoutchouc n'est pas une matière thermoplastique au sens de l'invention.

On entend par matière élastique une matière telle qu'un film ou une nappe, constituée uniquement de cette matière, est élastique. L'élasticité est la propriété physique d'un corps de reprendre sa forme initiale après suppression de la sollicitation.

On entend suivant l'invention par film ou nappe élastique un film ou une nappe qui a, suivant le test d'élasticité ci dessous, une rémanence ou SET inférieure à 20%, de préférence inférieure à 15%, plus préférablement inférieure à 10%, encore plus préférablement inférieure à 5% pour un étirement de 100% de sa largeur initiale.

On peut par exemple déterminer l'élasticité d'un film ou d'une nappe en en déterminant la rémanence de la manière suivante:

On conditionne l'échantillon dans une atmosphère normale, telle que définie dans la norme ASTDM 5170, température de 23°C ± 2°C et humidité relative de 50% ± 5%.

On utilise comme appareillage un dynamomètre conforme à la norme EN 10002, notamment le Synergie 200, 1 colonne disponible auprès de la société MTS Systems Corp, U.S.A., conjointement avec un logiciel d'utilisation TESTWORKS 4.04 B.

On prépare l'échantillon en découpant au cutter ou aux ciseaux le produit (par exemple la nappe de l'invention ou le film) en un échantillon de 45mm de largeur et 60 mm de longueur (sens dans lequel on mesure l'élasticité).

On positionne des renforts (anti-glissement) par exemple une couche de non tissé, pour éviter le glissement et l'amorce de rupture de l'échantillon entre les mâchoires en les fixant avec du double face de part et d'autre de la zone élastique à tester et de chaque côté;

Les paramètres sont sélectionnés comme suit :

• Distance inter mâchoires : 20mm
• Vitesse machine : 254 mm/mn
• Nombre de cycles : 2
• Allongement du produit : 100% à vitesse constante

On étire le produit à 100% par déplacement vertical de la mâchoire supérieure, la mâchoire inférieure étant fixe, puis on le maintien dans la position pendant 30 secondes, puis on revient à la position initiale à vitesse constante où on le laisse 60 secondes (fin du premier cycle), puis on l'étire de nouveau à 100%, on le maintien pendant 30 secondes et on revient à la position initiale (fin du deuxième cycle). On obtient alors la courbe donnant la force d'étirement en fonction de l'allongement en %, celle-ci présentant une hystérésis qui permet de déterminer le Set par la formule de calcul suivante :

• SET= L1-L0

Avec :

• L0 : Point d'intersection avec l'axe des X (Allongement en %) lors du démarrage du test, soit le début du premier cycle.
• L1 : Point d'intersection avec l'axe des X (Allongement en %) lors du démarrage du deuxième cycle après le retour à la position d'origine et l'attente de 60 secondes.