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Title:
COATED LIGHTWEIGHT FABRIC, IN PARTICULAR FOR A SPINNAKER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/073901
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fabric for lightweight nautical sails for sailboats and other surface vessels, such as spinnakers, asymmetric spinnakers, and gennakers, the fabric being formed from warp yarns and continuous weft yarns made of polyester and being coated on one or both faces with a crosslinked polymer, characterized in that the polyester is polyethylene terephthalate (PET) having a tenacity of 6 cN/dtex or more, in that the fabric has a density of between 20 and 50 yarns/cm in warp and weft, in that the polymer is a polyether-, polyester- or polycarbonate-based cross-linked polyurethane (PU), and in that said PU is derived from the cross-linking (1) of a one-component polyurethane elastomer having a modulus at 100% elongation of between 1 and 15 MPa, better still between 2 and 15 MPa, in particular between 6 and 15 MPa, according to standard DIN 53504, carried out in a solvent phase, and (2) by a cross-linking agent, with a proportion of dry cross-linking agent relative to dry elastomer of between 20% and 75% by weight, in particular between approximately 30 and approximately 75%. The coated fabric has a bias extension at 20 Lbs of between 10 and 30 1/100 inch.

Inventors:
VERAN STÉPHANE (FR)
Application Number:
PCT/EP2021/077234
Publication Date:
April 14, 2022
Filing Date:
October 04, 2021
Export Citation:
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Assignee:
PORCHER IND (FR)
International Classes:
B63H9/067; D03D13/00; D06M15/564; D06M15/568; D06M15/572; D06N3/00; D06N3/14; D06M101/32
Domestic Patent References:
WO2011042653A12011-04-14
Foreign References:
EP2184399A12010-05-12
EP0305888A21989-03-08
JP4369190B22009-11-18
FR2006E1903-11-24
Attorney, Agent or Firm:
COLOMBET, Alain et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS Tissu pour voiles nautiques légères de voiliers et autres bâtiments de surface, telles que spinnakers, spinnakers asymétriques, et gennakers, le tissu étant formé de fils de chaîne et de fils de trame continus en polyester et étant enduit sur une ou ses deux faces par un polymère réticulé, caractérisé en ce que le polyester est du poly(téréphtalate d’éthylène) (PET), en ce que le PET a une ténacité supérieure ou égale à 6 cN/dtex, en particulier comprise entre 6 et 7 cN/dtex, en ce que le tissu a une densité comprise entre 20 et 50 fils/cm, de préférence entre 25 et 50 fils/cm, en chaîne et en trame, en ce que le polymère est un polyuréthane (PU) réticulé à base polyéther, polyester ou polycarbonate, et en ce que ce PU est issu de la réticulation (1) d’un élastomère de polyuréthane monocomposant ayant un module à 100% d’allongement compris entre 1 et 15 MPa, mieux entre 2 et 15 MPa, notamment entre 6 et 15 MPa, plus particulièrement encore entre 6 et 10 MPa, typiquement entre 6 et 9,5 MPa, selon la norme DI N 53504, mis en œuvre en phase solvant, (2) par un réticulant, à raison d’une proportion de réticulant sec par rapport à l’élastomère sec compris entre 20 % et 75% en poids, notamment entre 30 et 75 % en poids, en particulier entre environ 50 et environ 75% en poids. Tissu selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le tissu enduit a un allongement dans le biais sous 20 Lbs, compris entre 10 et 30 100ème de pouce, de préférence entre 14 et 25 100ème de pouce, mesuré sur des éprouvettes de largeur 76,2 mm et de longueur 300 mm selon la norme la NF EN ISO 13934-1 . Tissu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tissu comporte des fils de chaîne et des fils de trame qui ont un titre compris entre 1 1 et 235 dtex, en particulier entre 22 et 1 10 dtex, plus particulièrement entre 22 et 78 dtex, avec un DPF (decitex par filament) compris entre 1 et 4, de préférence 1 ,3 et 3,5. Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le PET a un allongement à la rupture supérieur ou égal à 20%, en particulier compris entre 20 et 30 %, selon la norme DIN EN ISO 2062. Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le taux d’enduction sec de PU réticulé par rapport au tissu total sec est supérieur à 5% en poids, notamment compris entre 5 et 30% en poids, de préférence compris entre 10 et 30 % en poids, mieux entre 15 et 25 % en poids. Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poids du tissu enduit est compris entre 25 et 130 g/m2, de préférence entre 30 et 120 g/m2.

7. Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réticulant de l’élastomère est un isocyanate, un polyisocyanate, de la mélamine, un composé comprenant de la mélamine, ou un mélange d’isocyanate et de mélamine.

8. Tissu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les isocyanates ou polyisocyanates, et/ou le réticulant sont aliphatiques.

9. Voile nautique légère, notamment spinnaker, spinnaker asymétrique, ou gennaker, comprenant un tissu selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ou formé de l’assemblage de plusieurs tissus selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.

10. Voile nautique légère selon la revendication 9, caractérisée en ce qu’elle porte un motif imprimé par sublimation.

11 . Procédé de fabrication du tissu enduit selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant : on dispose d’un tissu en poly(téréphtalate d’éthylène) (PET) ayant une densité comprise entre 20 et 50 fils/cm, de préférence entre 25 et 50 fils/cm, en chaîne et en trame, et le PET a une ténacité supérieure ou égale à 6 cN/dtex, en particulier comprise entre 6 et 7 cN/dtex; on enduit une ou deux faces de ce tissu à l’aide d’un mélange d’élastomère de polyuréthane monocomposant ayant un module à 100% d’allongement inférieur ou égal à environ 15 MPa, notamment compris entre 1 et 15 MPa, mieux entre 2 et 15 MPa, notamment entre 6 et 15 MPa, en particulier entre 6 et 10 MPa, typiquement entre 6 et 9,5 MPa, selon la norme DI N 53504, de solvant de l’élastomère et d’un réticulant, à raison d’une proportion de réticulant sec par rapport à l’élastomère sec comprise entre environ 20 % et environ 75% en poids, notamment entre environ 30 et environ 75 % en poids, en particulier entre environ 50 et environ 75% en poids ; on chauffe le tissu jusqu’au séchage et la réticulation de l’enduction,

- on obtient un tissu enduit ;

- éventuellement, on imprime le tissu, par exemple par sublimation, sur une ou ses deux faces.

Description:
TITRE : Tissu léger enduit, notamment pour Spinnaker

La présente invention concerne un tissu léger formé de fils de chaîne et de fils de trame continus, ce tissu étant enduit sur une et/ou ses deux faces par un polyuréthane. Ce tissu léger trouve son application notamment dans le domaine des voiles d’avant légères de voiliers et autres bâtiments de surface, telles que spinnakers, spinnakers asymétriques, et gennakers. L’invention est aussi relative à un procédé de fabrication de ce tissu.

Un spinnaker, après gonflage par le vent, doit avoir une forme aérodynamique bien précise. L’emploi d’un tissu raide est ainsi préféré pour faciliter le gonflage et le maintien de la forme idéale. La contrepartie de la raideur du tissu est l’obtention de tissus propices à la déchirure sous fortes contraintes, provoquant l’éclatement du spinnaker. Traditionnellement, l’utilisation de tissus dont la base textile est du Polyamide 6.6 est préférée, l’élasticité et la ténacité élevées du polyamide 6.6 permettant d’absorber les chocs. Mais ce polyamide a des inconvénients. Le polyamide 6.6 est un polymère hydrophile qui confère à la fibre une propension à absorber l’eau. Un spinnaker réalisé à partir d’un tissu en polyamide 6.6 a alors tendance à s’alourdir et à vieillir prématurément sous l’action combinée des UV et de l’hydrolyse. De leur côté, les tissus en polyester, moins sensibles à la prise d’eau, se sont révélés être dans la pratique trop raides pour pouvoir être utilisés sur des voiles telles que les spinnakers. L’utilisation de fibres de polyester haute ténacité, de préférence en polyéthylène téréphtalate, censées procurer une meilleure résistance encore au déchirement, n’a pas débouché sur un emploi dans la pratique des spinnakers, la grande raideur des voiles ainsi réalisées les rendant propices à la rupture et à l’éclatement sous fortes contraintes.

Un autre défaut des tissus pour spinnaker est leur inadaptation à recevoir une décoration durable après confection de la voile, notamment par les techniques d’impression modernes.

L’objectif de la présente invention est de remédier aux inconvénients de l’art antérieur, en proposant un tissu formé de fibres polyester qui présente une résistance au déchirement, un module et une élasticité permettant son emploi dans la réalisation et l’emploi de voiles d’avant légères de voiliers et autres bâtiments de surface, telles que spinnakers, spinnakers asymétriques, et gennakers. Un autre objectif de l’invention est de proposer un tel tissu ayant une absorption d’eau inférieure, et présentant une meilleure tenue à l’hydrolyse, que les solutions existantes à base de tissu en polyamide.

Un autre objectif de l’invention est de proposer un tissu qui possède une stabilité thermique élevée et qui permet d’imprimer le tissu par sublimation.

D’autres objectifs encore apparaîtront à la lecture de la description de l’invention.

Ces objectifs ainsi que d’autres sont atteints par un tissu formé de fils de chaîne et de fils de trame continus en polyester haute ténacité. Le tissu est enduit sur une ou ses deux faces par un polyuréthane (PU) réticulé. Le PU réticulé selon l’invention a la capacité à compenser la trop grande raideur (le module très élevé) et la faible élasticité des tissus réalisés en fibres de polyester haute ténacité. Le polyuréthane réticulé est souple et est donc durable face aux sollicitations mécaniques que la voile subit au cours de son existence. De préférence, le polyuréthane est un PU à base polyéther, polyester ou polycarbonate. Le polyuréthane préféré est un PU à base polycarbonate. Suivant une autre caractéristique préférée, le PU est obtenu à partir d’un élastomère polyuréthane monocomposant. Cet élastomère est formé des segments polyols (polyéther, polyester ou polycarbonate), des segments isocyanates, et d’un allongeur de chaînes ou d’un agent réticulant hydroxylé, comme cela est connu en soi. Une caractéristique préférée importante est que l’élastomère a un module à 100% d’allongement inférieur ou égal à environ 15 MPa, notamment compris entre 1 et 15 MPa selon la norme DIN 53504. Mieux, ce module est compris entre 2 et 15 MPa, notamment entre 6 et 15 MPa, plus particulièrement encore entre 6 et 10 MPa, typiquement entre 6 et 9,5 MPa, par exemple environ 8 MPa, selon la norme DIN 53504. Une autre caractéristique préférée importante est que l’élastomère est en mélange avec un réticulant (à ne pas confondre avec l’agent réticulant utilisé pour former l’élastomère), et que la proportion de réticulant sec par rapport à l’élastomère sec est compris entre environ 20 % et environ 75%, mieux entre environ 30 % et environ 75 % en poids, notamment entre environ 40 et environ 75 % en poids, en particulier entre environ 50 et environ 75% en poids (par exemple environ 67%). Le réticulant comprend notamment un isocyanate, de la mélamine, ou un mélange d’isocyanate et de mélamine. Ce réticulant permet notamment de bloquer tout ou partie des fonctions réactives (notamment NCO et alcool) subsistant sur l’élastomère, de créer des liaisons ou réticulations supplémentaires, et d’obtenir le PU réticulé formant l’enduction du tissu. Le tissu selon l’invention est destiné à, ou apte à former, des voiles d’avant de voiliers et autres bâtiments de surface, telles que spinnakers, spinnakers asymétriques, et gennakers.

L’invention concerne notamment un tissu pour voiles nautique légère de voiliers et autres bâtiments de surface, telles que spinnakers, spinnakers asymétriques, et gennakers, le tissu étant formé de fils de chaîne et de fils de trame continus en polyester et étant enduit sur une ou ses deux faces par un polymère réticulé, caractérisé en ce que le polyester est du poly(téréphtalate d’éthylène) (PET), en ce que le tissu a une densité comprise entre 20 et 50 fils/cm, de préférence entre 25 et 50 fils/cm, en chaîne et en trame, en ce que le polymère est un polyuréthane (PU) réticulé à base polyéther, polyester ou polycarbonate, de préférence polycarbonate, et en ce que ce PU est issu de la réticulation (1) d’un élastomère de polyuréthane monocomposant ayant un module à 100% d’allongement inférieur ou égal à environ 15 MPa, notamment compris entre 1 et 15 MPa, en particulier entre 2 et 15 MPa, plus particulièrement encore entre 6 et 15 MPa, typiquement entre 6 et 10 MPa, par exemple entre 6 et 9,5 MPa, par exemple environ 8 MPa selon la norme DIN 53504, mis en œuvre en phase solvant organique (notamment dissout dans un solvant), (2) par un réticulant, à raison d’une proportion de réticulant sec par rapport à l’élastomère sec comprise entre environ 20 et environ 75 % en poids, mieux entre environ 30 % et environ 75% en poids, notamment entre environ 40 et environ 75 % en poids, en particulier entre environ 50 et environ 75% en poids.

Avantageusement, le tissu enduit a un allongement dans le biais sous 20 Lbs, compris entre 10 et 30 100 ème de pouce, de préférence entre 14 et 25 100 ème de pouce, selon la norme la NF EN ISO 13934-1. La combinaison du module à 100% d’allongement du PU et du taux de réticulant, chacun pris dans les intervalles donnés, permet notamment d’obtenir cet allongement dans le biais permettant d’apporter la souplesse au tissu qui est nécessaire à l’application et que la ténacité intrinsèque du fil de PET ne laissait pas présager. On pourra notamment privilégier la fourchette haute des valeurs de modules à la fourchette basse des valeurs de taux de réticulant, et inversement.

Le taux d’enduction sec par rapport au tissu total sec peut être notamment supérieur à 5%, en particulier compris entre 5% et 30% en poids, notamment compris entre 10 et 30% en poids, mieux entre 15 et 25 % en poids. Le taux d’enduction sec est le ratio en poids d’enduction (PU réticulé) sec sur le tissu enduit, il est représentatif du poids d’enduction séchée/réticulée présent sur le tissu final. Le taux d’enduction sec mentionné ici s’entend du taux d’enduction total, soit sur une face ou sur deux faces, selon le cas retenu. De préférence, le polyester est le poly(téréphtalate d’éthylène) ou PET. Le PET est constitué d'unités répétées de téréphtalate d'éthylène ; toutefois, entrent dans le champ de l’invention des variantes comportant une quantité minoritaire d’autres unités, par exemple moins de 10% molaire, notamment moins de 5 % molaire d’autres unités, par chaîne moléculaire du polyester (les comonomères pour former ces autres unités comprennent, par exemple, l'acide isophtalique, les acides naphtalène dicarboxyliques, l'acide adipique, les acides hydroxybenzoïques, le diéthylène glycol, le propylène glycol, l'acide triméllitique et le pentaérythritol).

Les fils de polyester sont multifilamentaires. Ils sont formés de multiples filaments continus. Suivant un mode de réalisation, le tissu comporte des fils de chaîne et des fils de trame qui ont un dtex compris entre 11 et 235 dtex, par exemple entre 22 et 1 10 dtex, en particulier entre 22 et 78 dtex, avec notamment un DPF (decitex par filament) compris entre 1 et 4, de préférence entre 1 ,3 et 3,5.

La ténacité des fils de PET est notamment supérieure ou égale à 6 cN/dtex, en particulier comprise entre 6 et 7 cN/dtex. Leur allongement à la rupture est notamment supérieur ou égal à 20%, en particulier compris entre 20 et 30 %. Ténacité et allongement à la rupture sont mesurés selon la norme DIN EN ISO 2062.

Des fibres ou fils de PET ayant ces caractéristiques sont accessibles commercialement et/ou peuvent être produits à façon.

Les fibres de polyester contiennent éventuellement un ou plusieurs additifs, par exemple un agent stabilisant et/ou un agent antistatique.

Une caractéristique préférée importante est que le tissu nu a une densité comprise entre 20 et 50 fils/cm, de préférence entre 25 et 50 fils/cm, en trame et une densité comprise entre 20 et 50 fils/cm, de préférence entre 25 et 50 fils/cm en chaîne. De préférence, la densité de fils est identique en chaîne et en trame. En variante, la densité en chaîne et en trame peut être différente, notamment avec une variation entre 10 et 30% entre chaîne et trame, la densité étant plus élevée en chaîne ou en trame, de préférence en chaîne.

Dans un mode de réalisation, le tissu présente une construction hybride, avec l’utilisation de fibres ou fils de titres différents entre la chaîne et la trame. Le tissu peut alors comporter des fils de chaîne et des fils de trame qui ont un dtex (titre) compris entre 11 et 235 dtex, notamment entre 22 et 110 dtex, en particulier entre 22 et 78 dtex, avec les fils de chaîne ayant un titre supérieur au titre des fils de trame. En variante non préférée, ce sont les fils de trame qui ont un titre supérieur. Par supérieur, on peut notamment entendre que le titre des fils dans une direction est supérieur de 1 ,5 ou 2 à 5 fois le titre des fils dans l’autre direction.

Le poids du tissu enduit peut être notamment compris entre 25 et 130 g/m 2 , de préférence entre 30 et 120 g/m 2 .

Le tissu de la présente invention se caractérise par une raideur dans le biais. Le biais est dit sens chaîne car il est mesuré selon la direction à 45° par rapport aux fils de chaîne. Cette raideur dans le biais s’exprime par l’allongement en 100 ème de pouces, lequel est mesuré sous une force de 20 livres (Lbs, soit 89N) appliquée dans le biais. Cet allongement caractérise la raideur du tissu dans le biais. La norme utilisée est la NF EN ISO 13934-1 : on réalise des éprouvettes de largeur 76,2 mm et de longueur 300 mm. On éloigne les mords du dynamomètre l’un de l’autre de 152,4 mm et l’on réalise la mesure à une vitesse de 50 mm/min. Dans le biais, les éprouvettes sont découpées dans le tissu selon ces dimensions, en appliquant un angle de 45° par rapport au sens chaîne du tissu, puis les deux pièces de tissu sont superposées et soumises ensemble à l’effet du dynamomètre. L’allongement en 100 ème de pouces dans les sens chaîne et trame est réalisé selon la même norme, et dans ce cas on utilise une seule pièce de tissu.

L’allongement dans le biais du tissu enduit sous 20 Lbs, peut notamment être compris entre 10 et 30 100 ème de pouce, de préférence entre 14 et 25 100 ème de pouce. C’est la cible préférée que l’invention se fixe. L’enduction polyuréthane souple permet d’atteindre cet objectif, malgré le fait que les fils de PET de module de Young élevé, généralement compris entre 3 et 15 GPa, confèrent au tissu une raideur élevée et une faible élasticité. Un tissu enduit avec un allongement biais inférieur à 10 100 ème de pouce sera trop raide et risquerait d’éclater sous forte contrainte. Un tissu avec un allongement biais supérieur à 30 100 ème de pouce sera trop souple et donnera une voile, telle qu’un spinnaker, avec des performances aérodynamiques dégradées.

Le module de Young ou module d’élasticité caractérisant les fibres ou fils de polyester ou de PET est la constante en pascal qui lie la contrainte et la déformation engendrée par cette contrainte lorsque l’on est dans le domaine élastique du matériau. Il est obtenu en mesurant la pente à l’origine de la courbe force=f(déformation). L’allongement à la rupture est (L- L0)/L0*100, L étant la longueur à rupture et LO la longueur initiale de l’échantillon.

Le module à 100% d’allongement tel qu’utilisé pour caractériser l’élastomère n’est plus le module de Young mais un équivalent mesuré à 100% d’allongement.

Le tissu de la présente invention est obtenu par enduction de polyuréthane en phase solvant. L’enduction peut avoir l’une quelconque des caractéristiques mentionnées ci- après. En premier lieu, le tissu peut être enduit sur une ou deux faces, de préférence il est enduit sur une face.

Un polyuréthane comporte une partie raide (isocyanate) et une partie souple (polyol). L’homme du métier sait trouver le compromis entre le ratio isocyanate/polyol et la nature des composants pour obtenir l’élastomère de raideur voulue, caractérisée par le module à 100% d’allongement. De préférence, l’élastomère engagé dans l’enduction est monocomposant, l’isocyanate ayant réagi sur le polyol, puis avec l’allongeur de chaîne ou l’agent réticulant, formant un élastomère renfermant généralement encore des fonctions réactives type NCO et alcool. L’homme du métier pourra se référer à la littérature sur la production de copolymères ou élastomères obtenus à partir d’isocyanate, de polyol et d’allongeurs de chaîne ou d’agent réticulant, en particulier à la Thèse en Matériaux Polymères et Composites de Ségolène Hibon, INSA de Lyon, France, 2006.

La composition d’enduction est complétée par un réticulant, en particulier un isocyanate ou une mélamine, ou encore un mélange des deux. Par « isocyanate », on entend à la fois un isocyanate et un polyisocyanate, seul ou en mélange avec un ou plusieurs autres isocyanates et/ou polyisocyanates. Sauf indication contraire, le terme « isocyanate » doit être compris ici comme regroupant les termes "isocyanate" et "polyisocyanate". Les polyisocyanates sont préférés. Pour ce qui est de la mélamine, il peut notamment s’agir de la mélamine proprement dite (1 ,3,5-triazine-2,4,6-triamine) ou d’un composé ou d’une résine contenant de la mélamine, par exemple une résine mélamine-formaldéhyde.

Suivant un mode de réalisation, la proportion de réticulant sec par rapport à l’élastomère sec est compris entre environ 20 et environ 75 % en poids, mieux entre environ 30 % et environ 75% en poids, notamment entre environ 40 et environ 75 % en poids, en particulier entre environ 50 et environ 75% en poids. Suivant un mode de réalisation, le polyuréthane (et l’élastomère de départ) est à base polyéther. Notamment, le polyuréthane base polyéther est linéaire ou ramifié et comporte une partie polyol de type polyéther et une partie isocyanate.

Suivant un mode de réalisation, le polyuréthane (et l’élastomère de départ) est à base polyester. Notamment, le polyuréthane base polyester est linéaire ou ramifié et comporte une partie polyol de type polyester et une partie isocyanate.

Suivant un autre mode de réalisation, le polyuréthane (et l’élastomère de départ) est à base polycarbonate. Notamment, le polyuréthane base polycarbonate est linéaire ou ramifié et comporte une partie polyol de type polycarbonate et une partie isocyanate. Un polyuréthane base polycarbonate est utilisé dans les exemples et constitue une forme de réalisation particulièrement adaptée.

Pour ce qui est de l’élastomère et du réticulant, la partie isocyanate est de préférence aliphatique, en effet les isocyanates aromatiques ont l’inconvénient de jaunir au cours du temps, ce qui les rends moins préférés, même s’ils sont utilisables.

Dans un mode de réalisation, le tissu léger de la présente invention est obtenu par enduction de polyuréthane en phase solvant. Cette méthode de production d’un tissu enduit à partir du tissu polyester est un autre objet de l’invention. L’enduction peut avoir l’une quelconque des caractéristiques mentionnées ci-après.

L’étape d’enduction est effectuée par les techniques classiquement utilisées dans l’enduction des textiles, comme l’enduction directe. On entend par « enduction directe » une enduction par dépose directe, par exemple à l’aide d’une racle, d’un cylindre, par lame d’air, par foulard, à la barre Meyer (ou procédé Champion).

Un autre objet de l’invention est l’utilisation d’un élastomère de PU ou d’une enduction de PU réticulé tel que défini ici, pour l’enduction d’un tissu en PET haute ténacité tel que défini ici. Cette enduction est notamment destinée à lui conférer la ou les propriétés décrites ici, notamment un allongement dans le biais tel que décrit ici. L’enduction apporte aussi une porosité appropriée pour l’usage auquel le tissu est destiné. Cette utilisation peut se traduire par le procédé de fabrication qui suit et qui est un autre objet de l’invention. Le procédé de fabrication du tissu enduit comprend notamment les étapes suivantes :

(a) on dispose d’un tissu en polyester selon l’invention ;

(b) on enduit une ou deux faces de ce tissu à l’aide d’un polyuréthane en phase solvant selon l’invention, de préférence à partir d’un élastomère monocomposant dissout dans le solvant et en mélange avec le réticulant, comme décrit ici, avec un taux d’enduction conforme à l’invention ;

(c) on chauffe le tissu jusqu’au séchage et la réticulation de l’enduction,

(d) on obtient un tissu enduit conforme à l’invention ;

(e) éventuellement, on imprime le tissu, par exemple par sublimation, sur une ou ses deux faces.

L’invention a notamment pour objet un procédé de fabrication du tissu enduit dans lequel : on dispose d’un tissu en poly(téréphtalate d’éthylène) (PET) ayant une densité comprise entre 20 et 50 fils/cm, de préférence entre 25 et 50 fils/cm, en chaîne et en trame; on enduit une ou deux faces de ce tissu à l’aide d’un mélange d’élastomère de polyuréthane monocomposant ayant un module à 100% d’allongement tel que décrit supra, de solvant de l’élastomère et d’un réticulant, à raison d’une proportion de réticulant sec par rapport à l’élastomère sec telle que décrite supra; on chauffe le tissu jusqu’au séchage et la réticulation de l’enduction,

- on obtient un tissu enduit ;

- éventuellement, on imprime le tissu, par exemple par sublimation, sur une ou ses deux faces.

Ce procédé vise à fabriquer un tissu tel que décrit ci-avant et par conséquent, les caractéristiques des éléments entrant dans la composition du tissu et de son enduction sont applicables au procédé, au choix de ces éléments pour leur mise en œuvre dans le procédé, sans qu’il soit nécessaire de les répéter dans ce qui suit.

Notamment, l’étape de séchage et réticulation comprend d’abord le séchage, par exemple à une température comprise entre environ 90 et environ 120 °C, puis la réticulation à une température comprise entre environ 140 et environ 210° C.

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend après l’étape de séchage et réticulation une ou plusieurs étape(s) de post-traitement conférant au tissu des propriétés antisalissures et/ou déperlantes. On entend, par traitement « anti-salissure », un traitement à l’aide de produits anti-statiques et/ou anti-tack. On entend, par traitement « déperlant », un traitement à l’aide de résines fluorées avec ou sans réticulant de la résine fluorée, par exemple un isocyanate. Le traitement déperlant est suivi d’une étape de séchage/réticulation. Dans un mode de réalisation, le post-traitement est appliqué par toute méthode connue de l’homme du métier et notamment par foulardage, enduction, pulvérisation ou traitement plasma. On peut également réaliser un traitement avec silicone pour améliorer le glissant du tissu.

Suivant un mode de réalisation, avant enduction, on calandre le tissu. Le calandrage écrase le tissu et étale les fils ainsi que les filaments constitutifs, ce qui contribue à refermer les pores du tissu et en diminuer la porosité. Suivant un mode de réalisation, on calandre entre un outil, cylindre ou rouleau de calandrage et une contre-platine. La face du tissu qui subi le passage de l’outil de calandrage, appelée « face de calandrage », est lissée par rapport à l’autre face.

Suivant une modalité, on réalise l’enduction sur cette face de calandrage. On peut améliorer l’accroche du polymère en appliquant au préalable, sur cette face lisse, un traitement d’apprêt. Il peut s’agir d’un traitement physique ou d’un traitement chimique dit traitement d’accroche. Il s’agit par exemple d’un traitement chimique apportant des groupements fonctionnels susceptibles de réagir avec des groupements du polymère pour former des liaisons chimiques.

Suivant une autre modalité, on réalise l’enduction sur l’autre face, non lissée. On comprend que le taux d’enduction sec varie selon la face concernée, ce taux étant plus élevé sur la face non lissée, ce qui permet à l’homme du métier de jouer sur la quantité et le poids de l’enduction. On peut aussi enduire les deux faces.

Suivant un autre mode de réalisation, on calandre entre deux outils, cylindres ou rouleaux de calandrage. Les deux faces du tissu sont lissées. L’une ou les deux faces sont ensuite enduites, avec ou sans traitement d’accroche tel que décrit ci-dessus.

Le calandrage est réalisé de préférence à une température comprise entre environ 150 et environ 250 °C, de préférence entre environ 180 et environ 210 °C. Le calandrage est de préférence réalisé avec une pression allant d’environ 150 à environ 250 kg, de préférence entre environ 180 et environ 230 kg. La vitesse de rotation de la calandre peut être compris entre environ 1 et environ 30 m/min, de préférence entre environ 10 et environ 20 m/min. Le tissu de la présente invention est obtenu par enduction de polyuréthane dissout dans un solvant. Notamment, l’enduction contient l’élastomère monocomposant (formé notamment à partir de l’isocyanate, du polyol et de l’allongeur de chaîne ou de l’agent réticulant), en solution dans le solvant. Le film se forme naturellement lors de l’évaporation du solvant. Le solvant est un solvant organique et peut notamment être choisi dans le groupe constitué par les solvants aromatiques, les alcools, les cétones, les esters, le diméthylformamide et la n-méthylpyrolidone. Dans un mode de réalisation particulier le solvant est choisi dans le groupe constitué par le toluène, le xylène, l’isopropanol, le butanol, le 1 -méthoxypropane- 2-ol, la méthyl éthyl cétone, l’acétone, la butanone, l’acétate d’éthyle, le diméthylformamide, la n-méthylpyrolidone, et un mélange d’au moins deux d’entre eux. Par exemple, un mélange de toluène et d’isopropanol.

Dans un mode de réalisation, le polyuréthane phase solvant peut être caractérisé par sa concentration comprise entre 20 et 50% en poids de PU non réticulé, notamment élastomère monocomposant, par rapport au mélange PU et solvant. Dans un mode de réalisation ce polyuréthane phase solvant, notamment l’élastomère en solution dans le solvant, peut être caractérisé par une viscosité inférieure à 100 000 mPa.s à 23 °C, de préférence comprise entre 5 000 et 60 000 mPa.s à 23 °C (norme DIN EN ISO/A3).

Par conséquent, dans un mode de réalisation, le tissu léger de la présente invention est obtenu ou susceptible d’être obtenu par enduction de polyuréthane, de préférence élastomère monocomposant, en phase solvant.

La composition d’enduction du tissu de la présente invention peut comprendre en outre des additifs. Lesdits additifs peuvent être tout additif couramment employé dans les compositions d’enduction de tissu. Ils sont notamment choisis dans le groupe constitué par les modificateurs de viscosité, les stabilisateurs UV, les colorants, les dispersants, les tensio-actifs. Suivant un mode de réalisation, l’enduction comprend un agent anti-UV.

Les tissus enduits décrits ici se révèlent capable d’être imprimés par la technique dite par sublimation. Selon un aspect de l’invention, ce tissu enduit est coloré, imprimé ou décoré par une technique de sublimation. Celle-ci peut notamment être mise en œuvre en imprimant un motif sur un support (support de transfert) avec un ou des colorants sublimables à température élevée. Le support est ensuite appliqué au contact du tissu enduit, puis calandré à chaud, par exemple à 200°C environ et sous pression. Les colorants passent en phase gazeuse et sont transférés dans l’enduction, et/ou à la surface et/ou dans la fibre. Le polyester PET reste stable à cette température.

Les spinnakers (standards ou asymétriques) et le gennakers sont des voiles gonflables au vent, qui comprennent généralement trois sommets anguleux, couramment appelés point de tête ou de drisse, point d’écoute et point d’amure. Ces voiles sont obtenues par assemblage de laizes, en particulier de plusieurs laizes radiales qui s’épanouissent à partir de chaque sommet anguleux, chaque laize radiale étant préalablement obtenue sous la forme d’un coupon de tissu plan, découpé selon les besoins géométriques de la laize à obtenir.

L’invention a ainsi pour objet un article tel qu’une voile d’avant de voilier et autres bâtiments de surface, telle que spinnaker, spinnaker asymétrique, et gennaker, comportant un tissu enduit selon l’invention ou confectionné à partir d’un ou plusieurs tissus ou laizes de tissu enduits selon l’invention. Notamment, l’article peut comprendre plusieurs tissus ou laizes selon l’invention, assemblés pour former l’article en question. Dans un mode de réalisation, la voile nautique porte un motif imprimé par sublimation. Notamment la voile nautique porte un motif formé de colorant à l’intérieur de l’enduction en PU et/ou à la surface ou à l’intérieur des fils de PET.

L’invention a aussi pour objet lesdites laizes découpées à partir d’un tissu selon l’invention.

L’invention va maintenant être décrite à l’aide d’exemples correspondant aux modes de réalisation préférés, ceux-ci étant donnés à titre d’illustration sans pour autant être limitatifs. exemple compare mpact d’une enduction polyuréthane sur des tissus classiques de polyamide 6.6 enduits PU (Témoin) et des tissus de polyéthylènetéréphtalate (PET) haute ténacité enduits sur une face d’un PU selon l’invention.

Le PA6.6 est un tissu de polyamide classique dans le domaine du spinnaker, avec une enduction PU obtenue à partir d’élastomère de PU ayant un module à 100% d’allongement de 32,4 et de réticulant mélamine formaldéhyde. La proportion de réticulant sec par rapport à l’élastomère sec est de 104%. Le PU est mis en œuvre dans un mélange 50/50 de toluène et d’isopropanol. Le PET a une enduction PU obtenue à partir d’élastomère de PU ayant un module à 100% d’allongement de 8 et de réticulant mélamine formaldéhyde. La proportion de réticulant sec par rapport à l’élastomère sec est de 66,9%. Le PU est mis en œuvre dans un mélange 50/50 de toluène et d’isopropanol.

La ténacité du PET est de 6,8 cN/dtex. L’allongement à la rupture est de 24,6%.

L’enduction est réalisée en utilisant une racle, et est suivie d’une étape de séchage à 100°C, puis une étape de réticulation à 170°C). La vitesse est 27 m/min.

[Tableau 1 ]

[Tableau 2]

Exemple 2 :

Le tissu de l’invention de l’exemple 1 en fils de 33 dtex est repris et comparé à des contre- exemples 1 et 2, qui en diffèrent par des combinaisons de module du PU et de taux de réticulant qui sont en dehors des limites de l’invention.

[Tableau 3]

Méthodes et mesures utilisées dans la demande (caractéristiques de l’invention et exemples) :

NF EN ISO 2062 - Détermination de la force de rupture et de l’allongement à la rupture des fils individuels à l’aide d’un appareil d’essai à vitesse constante d’allongement, utilisation de la Méthode A de la norme.

Force de rupture (unité centiNewton - cN) : force maximale développée pour rompre l’échantillon lors d’un essai de traction conduit jusqu’à la rupture

Allongement à la rupture (%) : accroissement de la longueur de l’échantillon mesuré à la rupture de ce dernier

Ténacité (cN/tex) : quotient de la force de rupture exprimée en cN par la masse linéique du fil exprimée en dtex (1 tex = 1 g pour 1000 m de longueur de fil). Le test permet de mesurer la force et l’allongement à rupture de l’échantillon, grandeurs caractéristiques du fil.

Le fil est placé entre deux pinces de fixation, distantes de 500 mm. L’appareil (Dynamomètre) éloigne alors les pinces l’une de l’autre à une vitesse de déplacement constante de 500 mm/min et mesure la force appliquée en continu. La force nécessaire pour casser le fil est mesurée ainsi que l’accroissement de longueur du fil lors de la rupture. Force de rupture moyenne et allongement moyen à la rupture sont les deux données caractérisées par ce test. La ténacité est calculée à partir de la force de rupture rapportée à la masse linéique.

Le module à 100% d’allongement de l’élastomère de polyuréthane monocomposant est mesuré selon la norme DIN 53504. Le module est défini au 3.4 de la norme « Spannungswerte ». La mesure est réalisée sur des éprouvettes en forme d’haltère (Schulterstab) de type S2, avec cependant une longueur de barre Is de 55 mm et une épaisseur de 200 pm. L’équipement utilisé est un dynamomètre. L’éprouvette haltère est placée dans les pinces de fixation, espacées d’une longueur Lo avec le minimum de prétension possible. Les pinces sont alors éloignées les unes des autres à vitesse constante de 400 mm/min et le dynamomètre mesure la force appliquée en fonction de l’allongement. Le module ou contrainte à 100% d’allongement en MPa est le rapport force mesurée à 100% d’allongement sur la section initiale de l’éprouvette. Ceci est décrit au paragraphe 9.4 Spannungswerte de la norme DIN 53504.

Les allongements du tissu sont mesurés selon la norme la NF EN ISO 13934-1 , comme il a été décrit dans la description générale. L’allongement inférieur dans le sens des fils chaîne et trame dû à la nature polyester est compensé par un allongement supérieur dans le biais (mesuré ici sens chaîne). Cet allongement dans le biais permet de compenser la trop grande rigidité du PET et d’éviter les risques de rupture et d’éclatement sous fortes contraintes. Les performances mécaniques sont équivalentes voire supérieures, ceci traduisant un tissu en polyester conforme à une utilisation spinnaker.

L’absorption d’eau par le tissu enduit de l’exemple 1 a été mesurée selon la norme Tappi 441 om-90. Une mesure a été effectuée sur le tissu enduit neuf, une autre après vieillissement. Elle s’exprime en en %. L’équipement est composé d’un support en caoutchouc carré et d’un anneau métallique revêtu à sa base d’un joint en caoutchouc. L’échantillon est placé sur le support carré et l’anneau métallique est placé sur l’échantillon. Un dispositif de serrage permet de rendre le système étanche à l’eau. Une certaine quantité d’eau (100 ml) est placée dans l’anneau, en contact avec l’échantillon pendant un temps déterminé (1 minute). Quand le temps est écoulé, l’eau est retirée de l’anneau cylindrique, le résidu d’eau restant à la surface de l’échantillon est éliminé à l’aide d’un cylindre comme décrit dans la norme, via un aller-retour de ce cylindre sur l’échantillon placé entre deux buvards, sans appliquer de pression. Le pourcentage d’eau absorbée est calculé par différence de poids avant et après le contact avec l’eau.

Pour le vieillissement, on place le tissu pendant 4 heures dans un autocuiseur Cocotte minute (« pressure cooker ») avec de l’eau salée (30 g/l) à température et pression de fonctionnement. On applique ensuite 1 h de traitement en faisant flotter à l’air libre et à grande vitesse le tissu fixé sur un montage de type moulin (montage à 4 pales, le tissu étant fixé au bout d’une des pales).

Le tissu selon l’invention a vu son absorption d’eau quasiment ne pas évoluer défavorablement après vieillissement. Ce niveau de résistance à la prise d’eau est un autre résultat surprenant.