FIL TEXTILE, SON PROCEDE DE REALISATION, L'INSTALLATION DE MISE EN ŒUVRE DU PROCEDE, ET UTILISATION DU FIL.

La présente invention concerne le secteur textile, et plus particulièrement un fil textile, son procédé de fabrication, l'installation permettant de mettre en œuvre le procédé de fabrication, ainsi que les différentes utilisations du fil réalisé.

Dans le domaine du textile, il est connu d'apporter à un produit de base, tissé ou tricoté, des fonctions spécifiques telles que anti-glisse, tenue thermique, comportement au feu, isolation thermique, isolation phonique, amortissements des chocs, etc.

Généralement, pour réaliser l'une de ces fonctions, on procède par enduction d'un polymère de silicone d'une composition spécifique adaptée à la fonction recherchée. Cette enduction du support textile augmente le coût étant donné qu'elle constitue une opération de confection supplémentaire. De même, cette confection supplémentaire peut modifier les caractéristiques de base du support textile. Par exemple, elle peut modifier l'élasticité du support textile ce qui peut, dans le cas d'un article chaussant tel que bas ou chaussettes, créer un certain inconfort et même provoquer un effet de garrot. En outre, sous l'effet de l'enduction du polymère siliconé le support textile n'est plus respirant accentuant un éventuel phénomène de transpiration du corps humain. Par ailleurs, cette rétention d'eau, en considérant les propriétés du silicone, va créer un phénomène de glissement qui peut aller à rencontre du but recherché qui est justement d'obtenir une fonction anti-glisse, par exemple.

Selon la demande de brevet EP0389196, on a déjà décrit un fil enduit d'un polymère siliconé, c'est-à-dire que le fil a été enduit avec une solution diluée de prépolymère de polysiloxane, qui est ensuite polymérisé et fixé sur le fil par application de chaleur. Toutefois, le fil décrit dans cette demande de brevet antérieur, qui est exemplifié sous forme de fil de nettoyage interdentaire, ne convient pas à des applications dans lesquelles le fil doit être tricoté ou tissé, notamment à cause du type de polysiloxane utilisé, qui confère au fil une sensation plus lisse et agréable dans la bouche de l'utilisateur.

Le problème que se propose de résoudre l'invention est donc de réaliser un fil textile apte à remplir certaines fonctions, entre autres par exemple la fonction anti-glisse ou « ghp », par exemple, en ayant pour objectif de pouvoir continuer à tisser ou tricoter ce fil, et ce sans que ledit fil enduit pose des problèmes potentiels ou réels de blocage des machines à tricoter ou à tisser ou de rupture ou entremêlement du fil pendant le processus de tissage ou de tricotage.

Une propriété particulièrement recherchée dans les fils selon la présente invention est une certaine capacité de résistance à un effort de déplacement, lorsque celui-ci se trouve en appui contre une surface, par exemple la peau, ce qui rend le fil adapté à une incorporation dans des vêtements ou autres éléments textiles devant venir au contact avec la peau, et permettant auxdits vêtements ou éléments textiles de ne pas glisser. Or, en général, et comme illustré par le document antérieur cité ci-dessus, il était plutôt connu d'utiliser des silicones pour augmenter la capacité d'un fil à glisser contre une telle surface, ou en l'occurrence dans ce document antérieur, une membrane muqueuse.

Selon l'invention, le fil textile comprend un fil de base, de préférence choisi dans le groupe consistant en : les fils synthétiques, tels que le polyamide, le polyester, le polyterephthalate, le polytetrafluoroethylène, le polypropylène, le polyéthylène, le polychlorure de vinyle, leurs copolymères, etc ; les fils d'origine minérale, tels que les fils de verre, de silice, de métal, tel que le titane, le cuivre le fer, l'acier ou leurs alliages ; les fils naturels, à base de cellulose, tels que par exemple le coton, ou à base de protéines, telles que la laine ou la kératine, les fils hybrides ou dérivés, c'est à dire des fils pris dans l'une des catégories précédentes et modifiées par traitement chimique, physique ou mécanique, pour donner un fil hybride modifié, par exemple rendus hydrophobes, ou hydrophiles, ou encore dopés en éléments isolants ou conducteurs. De préférence, le fil est choisi parmi les fils synthétiques et les fils d'origine minérale, et plus préférentiel lement encore est un fil de polyamide, un fil de polyester ou un fil de verre.

De préférence, le fil enduit présente un titre supérieur ou égal à 25 décitex. Ceci permet, par exemple, et de préférence, d'utiliser des fils de base présentant un titre compris entre 22 décitex et 5000 décitex.

Selon un mode préféré de l'invention, le fil comporte entre 15% et 85% en poids de polymère siliconé réticulé par rapport au poids total du fil enduit.

En ce qui concerne le choix du polymère siliconé à utiliser pour l'enduction du fil de base, il est préféré que le polymère siliconé comprenne au moins un

polyorganosiloxane. Il est encore plus préféré que le polymère siliconé soit constitué d'un mélange de deux polyorganosiloxanes. Plus préférentiel lement encore, le polymère siliconé est constitué d'un mélange de deux polyorganosiloxanes, et dont l'un des composants est un catalyseur de la réaction de polymérisation. Afin de faciliter l'application du polymère siliconé, et d'économiser de l'énergie lors de son application, il est préféré que le polymère siliconé soit liquide à température ambiante et de préférence on choisira alors un mélange bicomposant de polyorganosiloxanes, appliqué sous forme d'élastomère à l'état liquide avant polymérisation. Le polymère siliconé est alors avantageusement constitué d'un mélange bicomposant de

polyorganosiloxanes se réticulant par une réaction de polyaddition à une température comprise entre 150°C et 350°C pendant 3 à 10 secondes. De préférence encore, pour faciliter la mise en œuvre de l'application du polymère sur le fil de base, on préférera un polymère siliconé à basse viscosité, de préférence inférieure ou égale à

20000mPa.s à 23°C à pression ambiante. Enfin, de manière encore plus préférée, le polymère siliconé est constitué d'un mélange bicomposant de polyorganosiloxanes présentant une viscosité de 2500 mPa.s, mesurée par viscosimètre Brookfield, aiguille numéro 2, vitesse de rotation 5 tours/min.

Une des caractéristiques marquantes du fil textile selon l'invention est que la couche de polymère siliconé réticulé ne présente sensiblement aucune bulle d'air. De préférence, la couche de polymère siliconé réticulé présente un taux de bulles d'air inférieur à une bulle par centimètre linéaire de fil enduit. En effet, au-delà de cette valeur, il y a un risque d'arrachage de la couche de polymère siliconé ce qui rendra le tricotage ou tissage difficile, voire problématique, et en outre il y a un risque de produire un fil avec des valeurs de g p souhaitées trop basses ou insuffisantes pour les applications envisagées du fil. De préférence, on estime qu'à partir d'une valeur de « g p » de 0,5 N l'on a un g p suffisant pour les applications de tissage et tricotage envisagées.

Une autre caractéristique d'un tricot de fil enduit selon la présente invention est qu'il présente un « ghp » dont les valeurs sont comprises entre 0,7 N et 2,4 N à 20°C ± 2°C, et 65°C ± 5% HR (humidité relative), pour une vitesse constante de 20 mm/min, mesurées selon la méthode suivante : on fixe un frotteur métallique de 248 grammes et de surface carré 25cm ² à un capteur de force ; on déplace ledit frotteur sur un échantillon tricoté de fil textile enduit, fixé sur un support horizontal ; on mesure la force nécessaire pour maintenir le frotteur en mouvement à vitesse constante.

Selon un autre mode préféré de l'invention, un tricot de fil selon l'invention présente un « ghp » dont les valeurs sont comprises entre 0,8 N et 2,8 N à 20°C ± 2°C, et 65% ± 5% HR (humidité relative), pour une vitesse constante de 100 mm/min, mesuré selon la méthode suivante : on fixe un frotteur métallique de 248 grammes et de surface carré 25cm ² à un capteur de force ; on déplace ledit frotteur sur un échantillon tricoté de fil textile enduit, fixé sur un support horizontal ; on mesure la force nécessaire pour maintenir le frotteur en mouvement à vitesse constante.

Selon encore un autre objet de la présente invention, il est prévu une méthode de mesure d'un « grip » d'un tricot de fil textile enduit selon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite méthode comprenant les étapes consistant à : fixer un frotteur métallique de 248 grammes et de surface carré 25cm ² à un capteur de force ;

- déplacer ledit frotteur sur un échantillon tricoté de fil textile enduit, fixé sur un support horizontal ; et

- mesurer la force nécessaire pour maintenir le frotteur en mouvement à vitesse constante.

De préférence, la vitesse constante est choisie dans le groupe consistant en

20 mm/min et 100 mm/min.

De manière préférentielle, les mesures sont effectuées à une température de 20°C ± 2°C, et à une humidité relative (HR) de 65% ± 5%.

Cette méthode est comparable à celle de la norme ISO EN 14 882 relative à la détermination des coefficients de frottements, pour mettre en valeur le « grip » que donne un tricot de fil enduit de polymère siliconé selon la présente invention. Un frotteur est fixé à un capteur de force. Il se déplace sur l'éprouvette qui est fixée sur un support horizontal, et on mesure la force nécessaire pour maintenir le frotteur en mouvement à vitesse constante. Les conditions opératoires sont les suivantes : atmosphère de conditionnement et d'essai 20 ± 2°C, 65 ± 5% HR vitesse constante : 20 mm/min ou 100 mm/min appareil utilisé : dynamomètre à gradient d'allongement constant frotteur métal de surface carré 25cm ² , de 248 g.

Cette méthode a été appliquée à quelques échantillons de tricot de de fil réalisés selon la présente invention. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Référence tricot Nu 10M104-1 10M07-12

Taux de silicone (%) 0 42 63

Titre (dTex) Initial 237 127

Final 468 350

Force (N) 20 mm/min 0,1624 1 ,483 2,063

100 mm/min 0,335 1 ,641 2,394

Ainsi, on peut comprendre que l'expression « grip » telle qu'utilisée dans la présente demande de brevet représente l'aptitude d'un fil à avoir une meilleur adhérence et à diminuer le phénomène de glissement, et dont la valeur est mesurée en Newtons selon la méthode expliquée ci-dessus.

Selon encore un autre objet de la présente invention, il est prévu un procédé de réalisation d'au moins un fil textile (F) selon la revendication 1 selon lequel : on amène au moins un fil de base (1 ) à un poste d'enduction (6-8) d'un polymère siliconé (2); on réticule le ou les fils enduits de polymère siliconé en le ou les passant dans un four (9); on soumet le ou les fil(s) enduit(s) de polymère et réticulé(s) (F) à une opération d'ensimage (10).

De préférence, la réticulation à lieu à une température comprise entre 150°C à 350°C pendant 3 à 10 secondes.

Les agencements du rouleau motorisé, sont constitués par des rainures dans lesquelles sont engagées séparément les fils à traiter. Les formes et dimensions de rainures sont fonction de la grosseur du fil à traiter, afin de calibrer l'épaisseur du polymère siliconé sur ledit fil et la concentricité du fil par rapport audit polymère. La profondeur de la rainure est de préférence au moins le double du diamètre du fil d'âme pour une obtenir une enduction au minimum de 15% en poids de polymère siliconé sur le fil par rapport au poids total du fil enduit.

Pour résoudre le problème posé d'obtenir une bonne enduction du fil de base, le rouleau rotatif motorisé est assujetti à un moteur à vitesse variable, ce qui permet de prélever le polymère siliconé dans le bain dans des quantités suffisantes.

Ainsi, et selon un mode préféré, les fils de base sont amenés, au niveau du poste d'enduction, entre un rouleau rotatif motorisé (6) et un contre-rouleau (8). Dans ce cas, et de préférence, les fils de base sont amenés dans des rainures d'un rouleau motorisé (6) trempant dans un bain de polymère siliconé (7). Les rainures sont pratiquées dans la surface périphérique du rouleau, sensiblement à l'orthogonale ou, autrement dit, perpendiculaire, à l'axe de rotation dudit rouleau. Ainsi, à cause de la viscosité du polymère siliconé, les rainures se remplissent de celui-ci, et les fils, qui passent dans les rainures, passent à leur tour dans le polymère siliconé et ressortent des rainures recouverts dudit polymère. On préfère que les rainures présentent un angle d'ouverture, mesuré du fond de la rainure, de 60°. Par la même occasion, il a été déterminé que la profondeur de la rainure jouait un rôle dans le recouvrement des fils de base par le polymère siliconé. Ainsi, il est préférable de prévoir des rainures qui présentent une profondeur qui est au moins le double du diamètre du fil de base.

Enfin, le profil détaillé du fond de la rainure n'est pas angulaire, mais arrondi, et présente de préférence un rayon de courbure compris entre 0,1 à 0,8 mm. Cette forme arrondie facilite le nettoyage des rainures du rouleau motorisé de façon à maintenir un poste d'enduction avec des conditions reproductibles dans le temps. En outre, cette forme permet de mieux épouser la forme du fil et donne une meilleure répartition du polymère siliconé autour du fil. Par ailleurs, il a été constaté que la façon d'amener les fils dans le rouleau motorisé pouvait avoir une influence sur le recouvrement des fils de base par le polymère siliconé. Ainsi, il est préférable d'amener les fils vers ledit rouleau motorisé à un angle d'attaque ou d'amenée tangent à la surface périphérique dudit rouleau motorisé, optionnellement avec un écart de-moins 5° par rapport à la tangente.

En ce qui concerne le contre-rouleau, il a été déterminé que celui-ci pouvait permettre d'optimiser la formation d'un talon de polymère siliconé s'il appliquait une pression sur le rouleau motorisé comprise entre 0,5 et 1 ,5 bar. Ce talon de polymère siliconé présente de préférence une hauteur égale à 5mm +/- 2 mm. Il est possible de maintenir la hauteur de talon désirée en contrôlant la vitesse d'enduction, qui est de manière préférentielle, au moins de l'ordre de 0,20 mètres/min, et qui peut être augmentée en fonction du taux de consommation du polymère siliconé dans le bain d'enduction. Cette vitesse d'enduction permet également de s'assurer qu'aucune, ou sensiblement aucune, bulle ne se forme dans dans la couche de polymère siliconé qui vient entourer le fil de base.

Dans une forme de réalisation préférée, le poste d'ensimage comprend un rouleau applicateur qui trempe dans un bain constitué classiquement par une huile d'ensimage.

Selon d'autres caractéristiques, en amont du poste d'enduction, le procédé comprend l'utilisation d'un cantre équipé d'un dispositif de tension actif et un tambour motorisé asservi par un capteur pour délivrer le fil à tension constante et, en aval du poste d'ensimage, l'installation comprend des moyens d'entraînement du fil enduit de polymère et des moyens de réception dudit fil. Il est donc intéressant de pouvoir maintenir les fils à une tension qui leur permettent de ne pas s'affaisser, et ainsi passer trop de temps dans le bain, ou encore être trop tendus, et risque de se casser avant la fin du traitement. Il est donc préférable de maintenir la tension du fil pendant le traitement à une valeur inférieure ou égale à 2% de la charge du rupture du fil de base.

Selon encore un autre objet de la présente invention, il est prévu un article textile tissé ou tricoté, intégrant un ou plusieurs fils selon l'invention et tel que décrit ci- dessus. De préférence, cet article se présente sous forme d'article chaussant. Selon un mode d'exécution préféré, l'article textile tissé ou tricoté présente une zone antiglisse composée de fils enduits selon l'invention.

L'invention sera exposée plus en détails ci-après à l'aide d'exemples illustratifs et les figures des dessins annexés dans lesquels : la Figure 1 est une vue à caractère schématique montrant l'installation pour la mise en œuvre du procédé de réalisation des fils selon les caractéristiques de l'invention ; la Figure 2 est à très grande échelle une vue .en coupe d'un fil selon les caractéristiques de l'invention ; la Figure 3 est une vue en coupe transversale, ou section, d'un fil textile enduit selon la présente invention faite par microscopie électronique à balayage (MEB), à une échelle de 200 micromètres et un grossissement de 500 fois.

Comme indiqué, l'invention concerne un fil textile constitué par un fil de base (1 ) de tout type connu et approprié, par exemple une âme polyamide, en polyester ou en verre. Ce fil de base est enduit d'un polymère siliconé (2). La composition du polymère siliconé est déterminée en fonction des qualités recherchées pour le fil , par exemple anti-glisse, tenue thermique, comportement au feu, isolation thermique, isolation phonique, amortissement des chocs, etc. Il suffit de rajouter certains additifs au polymère siliconé. Le polymère siliconé est de préférence bicomposant sous forme d'huile et un catalyseur, et se présente sous forme liquide à température ambiante. Un tel polymère a été trouvé, par exemple, sous la référence Bluesil TCS 7513 A+B, commercialisée par la société Bluestar Silicones France, anciennement la société Rhodia Silicones. Ce mélange liquide bicomposant, qui n'est pas une solution diluée, est un élastomère siliconé liquide bi-composant, dans lequel le composant B est un catalyseur permettant la réticulation du silicone par polyaddition à température élevée, autour de 150°C. Le mélange présente une viscosité de 2500 mPa.s.

Le ou les fils (F) ainsi constitués, selon une caractéristique à la base de l'invention, doivent pouvoir être tissés ou tricotés non seulement avec des fils présentant les mêmes caractéristiques, mais également avec tout autre type de fils, par exemple, pour être transformé en un article textile tissé ou tricoté, tel un article chaussant ou tout autre article semblable.

Pour l'essentiel, pour la réalisation des fils (F) selon l'invention, un fil (1 ) ou une nappe de fils (1 ), est soumis à une opération d'enduction d'un polymère siliconé, puis à une opération de réticulation et d'ensimage.

On renvoie à la figure 1 qui montre schématiquement une installation pour la mise en œuvre du procédé.

Les ou les fils (1 ) sont introduits dans la machine au moyen d'un cantre (3) assujetti à un système de tension actif. Pour obtenir cette tension constante, à la sortie du cantre (3), le ou les fils de base (1 ) sont soumis à l'action d'un rouleau (4) entraîné par un moteur pas à pas et piloté par un capteur de tension (5). Le rouleau motorisé (4) donne la tension souhaitée au fil et régule les à-coups provenant du dévidage. Les fils de base (1 ) peuvent avantageusement être traités thermiquement pour éviter tout phénomène de retrait.

Le fil ou les fils de base (1 ) sont ensuite soumis à l'action d'un poste d'enduction. Ce poste comprend un rouleau rotatif (6) motorisé qui trempe dans un bain de polymère siliconé (7). Le rouleau motorisé (6) coopère avec un rouleau de contre appui (8). Le rouleau motorisé (6) est entraîné positivement par un moteur à vitesse variable sans pour autant exercer une tension sur le ou les fils (1 ) à traiter. Le bain de polymère siliconé (7) est un bain bi-composant composé d'huile et d'un catalyseur. Le rouleau motorisé (6) comprend, de préférence, perpendiculairement à ses génératrices, une série de rainures dont les formes et dimensions sont déterminées en fonction de la grosseur du fil de base à traiter. Ainsi le ou les fils (1 ) sont engagés dans la ou les rainures du rouleau rotatif (6) et se chargent en polymère siliconé. Chaque rainure permet au polymère siliconé (2) de rester à la périphérie du fil (1 ) sans pénétrer au fond de ce dernier. Chaque rainure est conçue pour présenter un angle d'ouverture, une profondeur, et un profil de fond qui empêche le fil de se coincer dans la rainure, sans lui appliquer une tension, et tout en assurant le recouvrement du fil par au moins 15% en poids, par rapport au poids total du fil enduit, de polymère siliconé. Un talon de silicone se forme à l'entrée du rouleau (6) afin que le fil soit bien enrobé du polymère siliconé, le talon présentant une hauteur prédéterminée et maintenue à la hauteur voulue en jouant sur la vitesse d'enduction,qui à son tour dépend de la consommation du polymère siliconé dans le bain. Les caractéristiques dimensionnelles des rainures permettent de calibrer l'épaisseur du polymère siliconé (2) sur le fil de base (1 ) et d'assurer la concentricité dudit fil par rapport audit polymère.

A la sortie du poste d'enduction tel que défini, le fil siliconé (F) est engagé dans un dispositif de réticulation constitué par un four à infra rouge à ondes moyennes (9). Par exemple, la longueur du four est de 2,40 mètres pour une vitesse moyenne de 40 mètres par minute. Le four est porté à une température moyenne de 200°C.

A la sortie du four (9) le fil siliconé (F) est réticulé et soumis à l'action d'un poste d'ensimage (10). Dans ce but l'huile d'ensimage (10a) peut être appliquée par un rouleau (10). L'huile d'ensimage est déterminée et sélectionnée pour sa compatibilité avec le polymère siliconé et pour son pouvoir lubrifiant.

A la sortie du poste d'ensimage (10), le fil siliconé (F) est soumis à l'action d'un rouleau d'entraînement (11 ) qui exerce un effort de traction sur l'ensemble du ou des fils et détermine par conséquent la vitesse linéaire du procédé. Dans une variante du procédé, on peut également inverser l'étape d'ensimage et l'action du rouleau d'entraînement.

Le ou les fils siliconés ainsi obtenus sont ensuite réceptionnés. Dans ce but, d'une manière préférée, le ou les fils obtenus sont lovés dans un pot (12). Ce mode de réception et de conditionnement permet, si nécessaire, de finir le processus de régulation dans un espace chauffé et cela sans inconvénient sur la qualité du fil obtenu. Il en résulte également une optimisation du rendement de la ligne d'enduction en réduisant les interventions ou arrêts de la ligne.

Ce mode de conditionnement laisse le choix du type de bobinage qui sera adapté en fonction de l'utilisation ultérieur des fils siliconés selon les caractéristiques de l'invention (bobine conique, cylindrique).

Comme illustré par la Figure 3, représentant une photo prise par microscopie électronique à balayage (MEB), un fil ou plusieurs fils de polyamide enduits de polymère siliconé selon l'invention présente deux couches bien distinctes :

- l'âme (2), où les fils de base demeurent intactes ; et

- la couche extérieure de polymère siliconé (1 ), qui s'accrochent à la surface des fils de base, mais qui ne s'entremêle pas avec ces derniers, et qui en outre ne présente quasiment aucune bulle, susceptible de provoquer la rupture ou une dégradation du fil lors de son tricotage ou tissage.

En fonction de la nature du fil de base enduit de polymère siliconé et de la composition dudit polymère, il est possible d'obtenir les résultats suivants : effet antiglisse pour articles chaussants, par exemple, des chaussettes, des bas, des manchons, en utilisant, par exemple, un fil polyamide enduit de polymère siliconé ; tenue thermique, et comportement au feu pour réaliser un tissu technique à partir d'un fil de verre enduit de polymère siliconé ; textile actif, les agents actifs contenus dans le polymère siliconé, sont libérés au contact de la peau ; effet d'amortissement et d'isolation thermique, par exemple, une bouclette tricotée avec un fil de base enduit de polymère siliconé ; résistance à la coupure combinée à une isolation thermique en utilisant une âme sous forme d'un fil aramide renforcé inox, enduit du polymère siliconé.

Les différents avantages ressortent bien de la description, ainsi que les variantes possibles.