EP1856315A1 - Fil composite et textile obtenu - Google Patents

Fil composite et textile obtenu

Info

Publication number
EP1856315A1
EP1856315A1 EP06709314A EP06709314A EP1856315A1 EP 1856315 A1 EP1856315 A1 EP 1856315A1 EP 06709314 A EP06709314 A EP 06709314A EP 06709314 A EP06709314 A EP 06709314A EP 1856315 A1 EP1856315 A1 EP 1856315A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core
textile
fibers
sheath
yarn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06709314A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Olivier Lefebvre
Alain Cotte
Bruno Thevenet
Lionel Benant
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ACTIF WEAR
Original Assignee
ACTIF WEAR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ACTIF WEAR filed Critical ACTIF WEAR
Publication of EP1856315A1 publication Critical patent/EP1856315A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B1/00—Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/14—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • D04B1/16—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials synthetic threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/12—Threads containing metallic filaments or strips
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/449—Yarns or threads with antibacterial properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/13—Physical properties anti-allergenic or anti-bacterial
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3179—Woven fabric is characterized by a particular or differential weave other than fabric in which the strand denier or warp/weft pick count is specified
    • Y10T442/322—Warp differs from weft
    • Y10T442/3228—Materials differ
    • Y10T442/326—Including synthetic polymeric strand material

Definitions

  • the invention relates to a composite yarn.
  • the invention also relates to a textile obtained with the composite yarn, used alone or in combination with other textile materials.
  • the invention also relates to an article of clothing or packaging made from this composite yarn.
  • a textile has a protective coating function for packaging, covering and protecting living or inert materials against the main factors detrimental to their safety.
  • Textiles provide protection against biological aggressions, such as bacteria, fungi, yeasts, viruses, allergens, algae, against chemical attacks, such as gases, fumes, dust, against physical aggression , such as radiation, hot or cold air, moisture and against mechanical aggression, such as friction, shock, punctures and cuts.
  • a yarn is a basic constituent of a textile and has characteristics of flexibility, fineness, great length relative to its diameter.
  • Copper, zinc and silver in metallic form are strongly biocidal or germicidal, by action against germs such as bacteria, yeasts and fungi, and algicides by action against algae, according to a particular mechanism called "oligodynamic effect". These metals are almost insoluble in water.
  • the growth of these microorganisms or algae is inhibited by biocidal action.
  • the bacterial cells are bacteriostatic because they are rendered sterile and can no longer divide. As a result, the bacterial population does not multiply anymore. State of the art
  • the antibacterial activity of copper is limited to Staphylococcus and Streptococcus (Gram +). Copper-based compounds and in particular copper sulfate are especially endowed with antifungal properties. Copper is active on fungi such as Trichophyton interdigital or Trichophyton gypseum. Copper is inactive against other filamentous fungi such as Aspergillus niger. Antibacterial activity is more important on Gram-positive bacteria than Gram + bacteria.
  • one technique consists of enriching textiles with active agents. These agents are added to the fibers, yarns and / or textile. To date, there are various antimicrobial, antibacterial and antifungal agents widely used in this field.
  • minerals or zeolites for example tectosilicates, aluminosilicates, calcium or alkali
  • metals such as mainly copper, silver and zinc. They are incorporated in fibers obtained by molten route.
  • the ceramic based on zirconium phosphate and silver marketed under the name of AlphaSan® RC 5000.
  • These agents are also added to the surface of several fibers. These are for example a filament of Polyamide 6-6, known under the name X-static TM, marketed by the company Noble Fiber Technology. These mineral treatments are suitable for textiles having high melting temperatures above 250 ° C, such as polyamides, polyesters.
  • Triclosan is an agent with a broad spectrum of antibacterial and antimicrobial activity. Triclosan can only be used in materials with a melting point below 215 ° C.
  • chitosan is a natural polymer derived from chitin used in health applications, agriculture, as well as as a dyeing aid for fabrics. It also cleans and whitens pool water, eliminating algae and other impurities.
  • part of the active ingredient incorporated in the polymer must be on the surface. Depletion of the active ingredient due to dyeing, abrasion, extraction by sweat or cleaning products must be compensated for by slow migration through the filament or fiber to the surface.
  • the mass concentration of the active ingredient, its distribution, mobility in the polymer and the diameter of the filament or fiber are therefore important parameters.
  • the textiles obtained by finishing have a better resistance to maintenance than textiles having undergone a simple deposition without binder.
  • binder will modify the surface properties of the fibers, the binding of the fibers together and therefore the properties of the fabrics (flexibility, feel and appearance) and will partially mask the effectiveness of the biocide molecules.
  • the durability of these treatments depends on many factors, the main one being the strength of the attachment of the active ingredient to the surface of the fibers with respect to dyeing conditions, abrasion and washes.
  • the main problem to be solved by the invention is to make a wire preventing the development of bacteria, fungi, algae or other living elements.
  • a second problem is that of keeping the "textile" touch for a thread with bacteriostatic properties.
  • a third problem is to make bacteriostatic properties of a yarn durable, without altering over time and regardless of the conditions of use of the textile.
  • a fourth problem is to avoid the formation of bad odors, as well as allergies, by developing a new type of yarn for a textile.
  • a fifth problem is to make a wire that can be ennobled without special precautions, dyeing, printing, and others.
  • a sixth problem is that of preventing the formation of static electricity in a textile by the addition of a specific wire.
  • a last problem is finally to make a textile article or an article of clothing, comprising at least one wire with biocidal properties.
  • a composite yarn comprising a core and a sheath, characterized in that the core is made from at least one continuous yarn in one or more metal materials with biocidal properties and in that the sheath is made from one or more textile fibers directly covering all or part of the core.
  • the core provides the biocidal properties and the sheath brings the characteristics of the yarns traditionally used in the textile field.
  • biocide is meant properties referring to the European Biocide Directive 98-8.
  • wire into one or more metallic materials is also meant sections of continuous wire, which can be calibrated or isotropic and spinned with a fiber ribbon.
  • one or more textile fibers is also meant son or a continuous filament.
  • the yarn will thus have bacteriostatic, fungistatic and / or algicidal properties, slow diffusion and controlled. It is therefore a thread, which by its composition, prevents the development of potentially pathogenic elements for living beings.
  • the wire and the achievements that implement it, is no longer a source of contamination for the materials with which it comes into contact.
  • the metal ions released by the core of the wire penetrate and complex with the ribonucleic acids and the proteins of the microorganisms, thus blocking any multiplication.
  • the presence and low solubility of this metal core in liquid medium gives it an extreme longevity, linked to the permanence of its presence in the wire.
  • the sheath will provide the properties usually known for textile yarns of the state of the art. Due to its characteristics, this type of yarn is used in the field of human and animal hygiene, food safety, the medical and agricultural environment, and the filtration of aqueous and gaseous media.
  • the yarn is adapted to be implemented according to all the techniques used in the textile field, winding, sewing, weaving, knitting, braiding, embroidery, topping, and others.
  • the son or son of the core can be plated (covered by electrolysis) with one or more metal materials with biocidal properties.
  • This embodiment makes it possible to obtain a composite yarn, of which only the metal surface has the desired biocidal properties.
  • this same embodiment relates to a composite yarn made of a first metallic material with the desired biocidal properties which is plated with a second metal material with other desired biocidal properties. The presence of two materials, copper and silver, prevents any oxidation of the two metals. On the wire, there are no black (for silver) or bluish (for copper) traces.
  • the core may have an apparent surface with a structure forming attachment points for the textile fiber or fibers of the sheath.
  • All the structures of a wire are possible.
  • the soul has a geometric structure, as for example a line, a blade, a star, a flake, filamentous or all other forms, which facilitate the catch, the flu of the textile.
  • the metal core may be streaked, blasted, undergo any type of treatment, to facilitate the attachment of the sheath.
  • a non-planar, porous structure can be made to trap micro-air bubbles, with the aim of increasing the exchange surfaces and improve the thermoregulatory characteristics of the wire.
  • the metal material (s) with biocidal properties may be favorably selected, alone or in alloy, in the group including zinc, silver, tin, copper, gold and nickel.
  • the targeting of bacteria and other pathogenic elements to be destroyed leads to broad spectrum efficiency or the opposite with a particular action precision.
  • the mixtures will be mainly composed of zinc and silver, the presence of copper being less important.
  • the fungistatic function will be put forward and, in this case, the proportion of copper will be greater.
  • the presence of the metal core, electrically conductive material, in the wire of the present invention will therefore be sufficient to dissipate the static electricity charges.
  • the presence of a metal core, in the heart of a composite wire, provides the latter with a function of resistance to cutting.
  • the textile fiber or fibers of the sheath may be chosen, alone or in a mixture, from the group comprising fibers of natural, artificial and synthetic origin.
  • the fibers of natural origin can be advantageously chosen, alone or as a mixture, from the group comprising animal and / or vegetable fibers, for example cotton, wool, silk, linen, cellulose and still others.
  • good heat resistance is obtained. If the sheath is wool, a good resistance to heat is obtained.
  • the synthetic fibers may be chosen, alone or as a mixture, from the group comprising acrylics, polyamides, polypropylenes and others.
  • the yarn according to the present invention can withstand dyeing, printing, heat setting, under the same processing conditions as conventional textiles.
  • the yarn in a particular embodiment is composed of a cotton top layer, the latter may be bleached, dyed or printed under the same conditions of chemistry as a pure cotton yarn.
  • the sheath can be favorably achieved by a method of assembly, wrapping, guimping, twisting, milling, friction spinning Dref TM (from FEHRER AG) and others.
  • all or part of the core may be covered by a porous coating, so as to facilitate the attachment of the or textile fibers of the sheath.
  • a textile is characterized in that it comprises at least one composite yarn as described above.
  • the textile can be made by a process of weaving, knitting, braiding, embroidery, topping, nonwoven (by needling), and others.
  • the fineness of section of the strand (s) composing the core allows the composite yarn to retain its flexibility.
  • the fineness of section limits the so-called shape memory phenomenon related to the upper section wire (spring effect).
  • the yarn of the present invention will withstand the stresses of shaping, specific to the implementations of textiles, such as the embossing, the needle passage, the tension of the sewing machines, etc.
  • the textile will not provide any inconvenience of contact for the wearer or in the case of packaging for the transported or conditioned material.
  • an article of clothing is characterized in that it is assembled using at least one composite yarn as described above.
  • FIG. 1 shows a round core (line) of a composite wire according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows, in side view, a first processing method of the core of Figure 1 for obtaining a flat core (blade) and a composite wire according to a second embodiment
  • FIG. 3 shows, in side view, a second method of processing the core of Figure 1 for obtaining a core and a composite wire according to a third embodiment
  • FIG. 4 represents, in a view from above, a third process for treating the core of FIG. 2 to obtain a core and a composite yarn according to a fourth embodiment
  • - Figure 5 shows, in top view, a fourth core processing method of Figure 2 for obtaining a core and a composite wire according to a fourth embodiment
  • FIG. 6 shows a side view of a composite wire according to a first embodiment
  • FIG. 7 shows a cross sectional view of a composite wire according to a second embodiment.
  • the core (1) of a composite yarn is constituted by a line or monofilament, that is to say by a continuous round copper wire (2) covered with a thin layer of silver or tin (3).
  • the copper wire (2) has a diameter of about 67 ⁇ m.
  • the silver layer (3) has a thickness of about 5 thousandths of copper.
  • the core (1) is laminated by passage between two rollers (4 and 6) of a smooth cold rolling mill.
  • Figure 3 shows a method of treating the surface of the core (1) of Figure 1 by two knurling cylinders (8 and 9).
  • the resulting silver-copper wire core (11) is marked to improve the grip of yarns and / or textile fibers, and to optimize the mass-to-surface ratio of the metals.
  • Figure 4 shows a method of treating the surface of the core (7) of Figure 2 by two simple knurling rolls (12).
  • the blade (13), forming the core, has transverse striations parallel to each other.
  • Figure 5 shows a method of treating the surface of the core (7) of Figure 2 by two cross-knurling cylinders (14).
  • the blade (16) forming the core has staggered ridges by cross knurling.
  • the blade-shaped core (16) for example that obtained and shown according to the method of FIG. 5, is covered with a continuous textile fiber (17) by grinding. or wrapping.
  • the composite yarn obtained (18) is thus guiped.
  • the core (16) is gimped with a cotton of metric number 28.
  • the covering consists of covering a core wire with one or more sheaths made of different wires.
  • the monofilament blade (16) is energized to be guiped in mono or double sheath.
  • the cotton, first winding brings its strength and softness. It can in case of double wrapping there is an outer winding.
  • the covering fiber (17) is chosen according to its characteristics, so that it provides its own qualities (thermoregulation, textured fiber, etc.).
  • the blade-shaped core (16), for example that obtained and shown according to the method of FIG. 5, is covered with discontinuous fibers (19).
  • the composite yarn (21) is thus obtained by the Dref TM friction spinning technique.
  • the antibacterial and antifungal properties of different yarns were evaluated.
  • the yarns are transformed into knits for testing according to standardized microbiological tests, according to: Swiss Standard SNV 195 920, a qualitative test which determines the antibacterial activity by diffusion on agar; this standard shows the antibacterial activity of a textile support having undergone a finishing treatment or containing a fiber treated in the mass and giving rise to a diffusion of the active ingredient in the nutrient medium; Swiss standard SNV 195 921, a qualitative test which determines antifungal activity by agar diffusion; this standard demonstrates the antifungal activity of a textile support having undergone a finishing treatment or containing a fiber treated in the mass and giving rise to a diffusion of the active ingredient in the nutrient medium; the French standard XP G 39-010, a quantitative test that measures bacteriostatic properties by agar contact; this standard makes it possible to determine the bacteriostatic activity
  • the control knit to validate the microbiological tests and to calculate the bacteriostatic and fungistatic efficiency, is made of a 100% cotton thread.
  • the knits are steam sterilized before any microbiological test. Before carrying out the microbiological tests, a portion of the knitted test pieces is washed 10 times at 40 ° C., according to the ISO 6330 standard, in the presence of ECE detergent at 3 g / l, and rinsed with cold.
  • Table 2 shows the results of the microbiological tests obtained using the qualitative standards SNV 195 920 and SNV 195 921.
  • Table 3 shows the results of the microbiological tests obtained using the quantitative standard XP G 39-010, for the different knitwear samples, the different strains, before and after the 10 washes at 40 ° C.
  • the strains used for the tests are: Staphylococcus aureus (Gram +), strain present on the skin and responsible for infection, Candida albicans (yeast), strain responsible for infection of the mucous membranes and Ospergillus niger (fungus), common strain present in the 'environment.
  • the absence of inhibition zone means low activity.
  • the absence of an inhibition zone means a weak release of metal ions in the agar.
  • a weak release of metal ions in the agar prefigures a weak diffusion of the metal ions towards the surface which will be in contact during the use (the skin in the case of an undergarment, a food in the case packaging, etc.). This weak diffusion foreshadows a good biocompatibility.
  • the bacterial concentrations are expressed in CFU (Colony Forming Units), in CFU log, in CFU log difference (values appearing in Table 3 below), for a contact time of 24 hours.
  • concentrations of fungi or yeast cells are expressed in CFU (Colony Forming Units), in CFU log, in CFU log difference (values appearing in Table 3 below), for two contact times of 24. hours and 7 days.
  • Tricot No. 3 composed of 20% copper and
  • Tricot No. 4 (40% silver) and Tricot No. 5 (40% tinned copper) have a bacteriostatic activity on Staphylococcus aureus before washing and after 10 washes at 40 ° C. This activity is due to the presence of metal in the knit: presence of silver on the flat wire (blade), presence of copper and tin on the surface of the round wire.
  • Knit # 7 (silver and copper base) has a fungistatic activity on Aspergillus niger before washing. This activity is due to the presence of a mixture of copper and silver in the wire of rectangular section which constitutes the knitting.
  • the yarns that make up knits # 4, 5 and 7 therefore have bacteriostatic and / or fungistatic activity with respect to the same strains, respectively.
  • a flat yarn (or blade: knit 4) is more active than a round yarn (knit 1) vis-à-vis Staphyloccocus aureus because of its structure.
  • the tinned round copper wire (knit 5) is more active than the other round yarns (knit 2) with respect to Staphyloccocus aureus because of the presence of tin on the surface due to tinning.
  • the uses of the yarn and the textile according to the invention are extremely varied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Knitting Of Fabric (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)

Abstract

Un fil composite (18) comprend une âme (16) et une gaine (17). L'âme (16) est réalisée à partir d'au moins un fil en un ou plusieurs matériaux métalliques à propriétés biocides. La gaine (17) est réalisée à partir d'une ou plusieurs fibres textiles recouvrant directement toute ou partie de l'âme (16).

Description

FIL COMPOSITE ET TEXTILE OBTENU
L'invention se rapporte à un fil composite. L'invention concerne également un textile obtenu avec le fil composite, utilisé seul ou en association avec d'autres matières textiles. L'invention concerne aussi un article d'habillement ou d'emballage réalisé à base de ce fil composite.
D'une manière générale, un textile a une fonction de revêtement protecteur pour emballer, couvrir et protéger les matières vivantes ou inertes contre les principaux facteurs nuisibles à leur sécurité. Les textiles assurent une protection contre les agressions biologiques, telles que les bactéries, les champignons, les levures, les virus, les allergènes, les algues, contre les agressions chimiques, telles que les gaz, les fumées, les poussières, contre les agressions physiques, telles que les rayonnements, l'air chaud ou froid, l'humidité et contre les agressions mécaniques, telles que les frottements, les chocs, les piqûres et les coupures. Un fil est un constituant basique d'un textile et présente des caractéristiques de flexibilité, de finesse, de grande longueur par rapport à son diamètre.
Depuis longtemps, les propriétés thérapeutiques de certains métaux sont largement reconnues. Le cuivre, le zinc et l'argent sous forme métallique sont fortement biocides ou germicides, par action contre les germes tels que bactéries, levures et champignons, et algicides par action contre les algues, selon un mécanisme particulier appelé « effet oligodynamique ». Ces métaux sont quasiment insolubles dans l'eau. Les quelques ions produits pénètrent dans les cellules des micro-organismes ou des algues et agissent par complexation des ions métalliques formés (Cu2+ pour le cuivre, Zn2+ pour le zinc, Ag+pour l'argent) sur les groupements thiols (-SH), carboxyliques (-COOH), phosphates (-PO4H2), hydroxyles (-OH), aminés (-NH2), imidazoles ou indoles des protéines et sur les bases des acides nucléiques des ARN du noyau des cellules. La croissance de ces micro-organismes ou de ces algues est inhibée, par action biocide. Les cellules bactériennes sont en état de bactériostase, car elles sont rendues stériles et ne peuvent plus se diviser. Par voie de conséquence, la population bactérienne ne se multiplie plus. Etat de la technique
D'après la littérature, l'activité antibactérienne du cuivre est limitée aux Staphylococcus et Streptococcus (Gram+). Les composés à base de cuivre et en particulier le sulfate de cuivre sont surtout doués de propriétés antifongiques. Le cuivre est actif sur les champignons comme Trichophyton interdigitale ou Trichophyton gypseum. Le cuivre est inactif contre d'autres champignons filamenteux comme Aspergïllus niger. L'activité antibactérienne est plus importante sur les bactéries à Gram- que les bactéries à Gram+.
Pour lutter contre les risques micro-biologiques, une technique consiste à enrichir les textiles en agents actifs. Ces agents sont rajoutés aux fibres, aux fils et/ou au textile. A ce jour, il existe divers agents antimicrobiens, antibactériens et antifongiques, largement utilisés dans ce domaine.
Tout d'abord, des minéraux ou des zéolites, par exemple des tectosilicates, alumino-silicates, calciques ou alcalins, sont combinés à des métaux, tels que principalement le cuivre, l'argent et le zinc. Ils sont incorporés dans des fibres obtenues par voie fondue. On citera à titre d'exemple la céramique à base de phosphate de zirconium et d'argent, mise sur le marché sous le nom d'AlphaSan® RC 5000.
Ces agents sont également ajoutés en surface de plusieurs fibres. Ce sont par exemple un filament de Polyamide 6-6, connu sous la dénomination X-static™, commercialisés par la société Noble Fiber Technologie. Ces traitements minéraux sont adaptés aux textiles ayant des températures de fusion élevée, supérieures à 250°C, tels que les polyamides, les polyesters.
Ensuite, des molécules chimiques, telles que le triclosan (Irgasan® de la société Ciba Specialty Chemicals), constituent des agents avec un large spectre antibactérien et antimicrobien. Le triclosan ne peut être intégré qu'à des matériaux ayant une température de fusion inférieure à 215°C.
Enfin, le chitosan est un polymère naturel dérivé de la chitine employé dans les applications de santé, d'agriculture, ainsi que comme auxiliaire de teinture pour tissus. Il nettoie également et éclaircit l'eau des piscines, en éliminant les algues et autres impuretés.
Cependant, ces procédés présentent le problème du taux d'agents antimicrobiens à incorporer afin d'obtenir des résultats probants, sans modifier les caractéristiques de la fibre. En effet, les zéolites sont des minéraux qui rendent le fil cassant. De plus, les contraintes thermiques peuvent également modifier, voire détruire, les caractéristiques chimiques des agents antimicrobiens, tels que le triclosan. Ensuite, ces agents antimicrobiens peuvent être aussi incorporés après extrusion, lors de l'ensimage des fils ou dans des procédés d'enduction et ou teinture des fils. Mais, la permanence du métal et des ions métalliques dans le temps n'est que très aléatoire. L'ensimage va subir les frottements et sa résistance en milieu aqueux reste limitée. Ces traitements aux zéolites, enduction ou dépôts gazeux métalliques, imprégnation de triclosan ou chitosan, sont labiles, et extractibles aux solvants, à la lessive, à la sueur ou à d'autres agents chimiques de teinture ou de blanchiment, à la température. Ceci fait que l'efficacité des agents antimicrobiens va diminuer et disparaître au fur et à mesure des utilisations du textile.
Pour être actif sur les germes existants en surface des fibres, une partie du principe actif incorporé dans le polymère doit se situer en surface. L'appauvrissement en principe actif dû au traitement de teinture, à l'abrasion, à l'extraction par la sueur ou par les produits d'entretien doit être compensé par une migration lente à travers le filament ou la fibre vers la surface. La concentration massique en principe actif, sa répartition, sa mobilité dans le polymère et le diamètre du filament ou de la fibre sont donc des paramètres importants.
Tout en gardant une efficacité élevée, les textiles obtenus par apprêtage possèdent une meilleure résistance à l'entretien que les textiles n'ayant subi qu'un simple dépôt sans liant. Cependant, la présence de liant va modifier les propriétés de surface des fibres, le liage des fibres entre elles et par conséquent les propriétés des étoffes (souplesse, toucher et aspect) et va masquer en partie l'efficacité des molécules de biocide. La durabilité de ces traitements dépend de nombreux facteurs dont le principal est la solidité de l'accrochage du principe actif à la surface des fibres par rapport aux conditions de teinture, à l'abrasion et aux lavages.
Exposé de l'invention
Le problème principal que se propose de résoudre l'invention est de réaliser un fil prévenant le développement de bactéries, de champignons, d'algues, voire d'autres éléments vivants. Un deuxième problème est celui de garder le toucher « textile » pour un fil à propriétés bactériostatiques. Un troisième problème consiste à rendre durables des propriétés bactériostatiques d'un fil, sans altérations au cours du temps et indépendamment des conditions d'utilisation du textile. Un quatrième problème est d'éviter la constitution de mauvaises odeurs, ainsi que les allergies, en mettant au point un nouveau type de fil pour un textile. Un cinquième problème consiste à réaliser un fil pouvant être ennobli sans précaution particulière, teinture, impression, et autres. Un sixième problème est celui d'empêcher la formation d'électricité statique dans un textile par le rajout d'un fil spécifique. Un dernier problème enfin est de réaliser un article textile ou un article d'habillement, comprenant au moins un fil à propriétés biocides.
Conformément à la présente invention, un fil composite comprenant une âme et une gaine, caractérisé en ce que l'âme est réalisée à partir d'au moins un fil continu en un ou plusieurs matériaux métalliques à propriétés biocides et en ce que la gaine est réalisée à partir d'une ou plusieurs fibres textiles recouvrant directement toute ou partie de l'âme.
Autrement dit, l'âme apporte les propriétés biocides et la gaine apporte les caractéristiques des fils traditionnellement utilisés dans le domaine textile. Par « biocide », il est compris des propriétés se référant à la Directive Européenne Biocide 98-8. Par fil en un ou plusieurs matériaux métalliques, on entend également des sections de fil continu, pouvant être calibrées ou isotrope et mélangées en filature avec un ruban de fibres. Par une ou plusieurs fibres textiles, on entend également des fils ou un filament continu. Le fil va ainsi présenter des propriétés bactériostatiques, fongistatiques et/ ou algicide, à diffusion lente et contrôlée. II s'agit donc d'un fil, qui par sa composition, prévient le développement d'éléments potentiellement pathogènes pour les êtres vivants. Le fil ainsi que les réalisations qui le mettent en oeuvre, n'est plus une source de contamination pour les matières avec lesquels il entre en contact. Les ions métalliques libérés par l'âme du fil pénètrent et se complexent avec les acides ribonucléiques et les protéines des microorganismes, bloquant ainsi toute multiplication. La présence et la faible solubilité de cette âme métallique en milieu liquide, lui confère une extrême longévité, liée à la permanence de sa présence dans le fil. La gaine va apporter les propriétés habituellement connues pour les fils textiles de l'état de la technique. De par ses caractéristiques, ce type de fil est utilisé dans le domaine de l'hygiène humaine et animale, de la sécurité alimentaire, du milieu médical, agricole, de la filtration de milieux aqueux et gazeux. Le fil est adapté afin de pouvoir être mis en oeuvre selon toutes les techniques utilisées dans le domaine textile, bobinage, couture, tissage, tricotage, tressage, broderie, nappage, et d'autres encore. Dans un mode de réalisation particulier, le ou les fils de l'âme peuvent être plaqués (couvert par électrolyse) avec un ou plusieurs matériaux métalliques à propriétés biocides. Cette réalisation permet d'obtenir un fil composite, dont seule la surface métallique possède les propriétés biocides souhaitées. Dans une autre variante, cette même réalisation se rapporte à un fil composite en un premier matériau métallique avec les propriétés biocides souhaitées qui est plaqué à l'aide d'un deuxième matériau métallique avec d'autres propriétés biocides souhaitées. La présence de deux matériaux, cuivre et argent, prévient toute oxydation des deux métaux. Sur le fil, il n'y a pas de traces noires (pour l'argent) ou bleutées (pour le cuivre). Très préférentiellement, afin de favoriser la tenue des fils ou des fibres textiles sur l'âme du fil, l'âme peut présenter une surface apparente avec une structure formant des points d'accrochage pour la ou les fibres textiles de la gaine. Toutes les structurations d'un fil métallique sont possibles. Ainsi, l'âme possède une structure géométrique, comme par exemple un trait, une lame, une étoile, une écaille, filamenteuse ou toutes autres formes, qui facilitent l'accroche, la grippe du textile. En fonction du type de fibres utilisées pour la gaine, l'âme de métal pourra être striée, grenaillée, subir tout type de traitement, afin de faciliter l'accroche de la gaine. De même une structure non plane, poreuse pourra être réalisée, afin d'emprisonner des micro-bulles d'air, ayant pour but d'accroître les surfaces d'échange et d'améliorer les caractéristiques thermorégulatrices du fil.
Si l'on veut influer sur les caractéristiques microbiennes et antistatiques de l'âme, l'on pourra jouer sur sa structure géométrique. En effet, en fonction du type de migration désiré, l'on pourra par la structure géométrique utilisée pour l'âme, influer soit sur le niveau de solubilité, soit sur l'effet oligodynamique. Cet effet réside dans le rapport masse/surface de l'âme et masse/surface du fil. Si l'on désire un effet plus important sur un fil donné, avec une masse identique pour l'âme, on préfère alors une lame à la place d'un trait. On obtiendra ainsi à masse équivalente une surface d'échange chimique plus importante. Ce phénomène peut être encore augmenté par réalisation d'une surface non plane, granuleuse, strié, à écaille. Ces différents facteurs permettent de réguler les niveaux de migration afin d'être en conformité avec les règles de migration individuelle et globale nécessaire à l'homologation pour le contact alimentaire.
Selon l'activité biocide souhaitée, le ou les matériaux métalliques à propriétés biocides peuvent être favorablement choisis, seuls ou en alliage, dans le groupe comprenant le zinc, l'argent, l'étain, le cuivre, l'or et le nickel. Avec ce choix de matériaux métalliques, le ciblage des bactéries et autres éléments pathogène à détruire conduit à une efficacité à large spectre ou à l'opposé avec une précision d'action particulière. Pour une application alimentaire dont l'objectif sera le contrôle des colonies pathogènes, telles que Listeria, Salmonella, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, etc., les mélanges seront majoritairement composés de zinc et d'argent, la présence du cuivre étant moins primordiale.. En revanche, si le fil a une destination de prévention des odeurs dans une semelle de chaussure, la fonction fongistatique sera mise en avant et, dans ce cas, la proportion du cuivre sera plus importante. La présence de l'âme métallique, matériau conducteur d'électricité, dans le fil de la présente invention va donc suffire à dissiper les charges d'électricité statique. La présence d'une âme métallique, au cœur d'un fil composite, procure à ce dernier une fonction de résistance à la coupure.
En fonction du textile souhaité en final, la ou les fibres textiles de la gaine peuvent être choisies, seules ou en mélange, dans le groupe comprenant des fibres d'origine naturelle, artificielle et synthétique. Dans un premier cas, les fibres d'origine naturelle peuvent être avantageusement choisies, seules ou en mélange, dans le groupe comprenant les fibres animales et/ou végétale, par exemple le coton, la laine, la soie, le lin, la cellulose et d'autre encore. À titre d'exemple, en fonction de la fibre textile utilisée en gaine, une bonne résistance à la chaleur est obtenue. Si la gaine est en laine, une bonne capacité de tenue à la chaleur est obtenue.
Dans un deuxième cas et de manière avantageuse, les fibres synthétiques peuvent être choisies, seules ou en mélange, dans le groupe comprenant les acryliques, les polyamides, les polypropylènes et d'autres encore. Le fil selon la présente invention pourra supporter les teintures, impression, thermofixation, dans les mêmes conditions de traitement que les textiles classiques. Ainsi, si le fil dans un mode de réalisation particulier est composé d'une couche supérieure en coton, ce dernier pourra être blanchi, teint pu imprimé dans les même conditions de chimie qu'un fil pur coton.
La gaine peut être favorablement réalisée par un procédé d'assemblage, de guipage, de guimpage, de retordage, de moulinage, de filature par frottement Dref™ (de la société FEHRER AG) et d'autres encore. La mise en œuvre mécanique de la gaine textile par des fibres textiles, courtes ou longues, par un filé de fibres, par un ruban de carde, par un ruban peigné, mono ou multifilaments, continu ou discontinu, permet de conserver le « toucher textile » du fil. Dans une autre forme de réalisation, toute ou partie de l'âme peut être recouverte par une enduction poreuse, de façon à faciliter l'accrochage de la ou les fibres textiles de la gaine.
Dans un deuxième aspect de la présente invention, un textile est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un fil composite tel que décrit ci-dessus. Le textile peut être réalisé par un procédé de tissage, de tricotage, de tressage, de broderie, de nappage, de non-tissé (par aiguilletage), et d'autres encore. La finesse de section du ou des brins composant l'âme autorise le fil composite à conserver sa souplesse. La finesse de section limite le phénomène dit de mémoire de forme lié au fil métallique de section supérieure (effet ressort). Le fil de la présente invention supportera les contraintes de mise en forme, propres aux mises en œuvre des textiles, telles que l'embuvage, le passage d'aiguille, la tension des machines à coudre, etc. Agréable à porter, le textile ne procurera aucun désagrément de contact pour le porteur ou dans le cas de l'emballage pour la matière transportée ou conditionnée. Selon un troisième aspect de l'invention, un article d'habillement est caractérisé en ce qu'il est assemblé à l'aide d'au moins un fil composite tel que décrit ci-dessus.
Description sommaire des figures
L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la Figure 1 représente une âme ronde (trait) d'un fil composite selon une première forme de réalisation ;
- la Figure 2 représente, en vue latérale, un premier procédé de traitement de l'âme de la Figure 1 pour l'obtention d'une âme plate (lame) et d'un fil composite selon une deuxième forme de réalisation ;
- la Figure 3 représente, en vue latérale, un deuxième procédé de traitement de l'âme de la Figure 1 pour l'obtention d'une âme et d'un fil composite selon une troisième forme de réalisation ; - la Figure 4 représente, en vue de dessus, un troisième procédé de traitement de l'âme de la Figure 2 pour l'obtention d'une âme et d'un fil composite selon une quatrième forme de réalisation ; - la Figure 5 représente, en vue de dessus, un quatrième procédé de traitement de l'âme de la Figure 2 pour l'obtention d'une âme et d'un fil composite selon une quatrième forme de réalisation ;
- la Figure 6 représente une vue latérale d'un fil composite selon un premier exemple de réalisation ; et
- la Figure 7 représente une vue en coupe transversale d'un fil composite selon un deuxième exemple de réalisation.
Description détaillée de l'invention Comme le montrent les Figures 1 et 2, et dans un mode de réalisation préféré, l'âme (1) d'un fil composite est constituée par un trait ou monofilament, c'est-à-dire par un fil rond continu, en cuivre (2) couvert d'une fine couche d'argent ou d'étain (3). Le fil de cuivre (2) possède un diamètre d'environ 67 μm. La couche d'argent (3) présente une épaisseur d'environ 5 millièmes du cuivre. Comme cela est représenté en Figure 2, l'âme (1) est laminée par passage entre deux rouleaux (4 et 6) d'un laminoir lisse à froid. Une nouvelle âme laminée continue (7) de cuivre argenté ou étamé, d'environ 5 μm d'épaisseur et d'une largeur environ égale à 0,20 mm, est obtenue.
La Figure 3 montre un procédé de traitement de la surface de l'âme (1) de la Figure 1 par deux cylindres de moletage (8 et 9). L'âme en fil de cuivre argenté obtenue (11) est marquée pour améliorer l'accroche de fils et ou fibres textiles, et optimiser le rapport masse-surface des métaux.
La Figure 4 montre un procédé de traitement de la surface de l'âme (7) de la Figure 2 par deux cylindres de moletage simple (12). La lame (13), formant l'âme, présente des stries transversales parallèles entre-elles.
La Figure 5 montre un procédé de traitement de la surface de l'âme (7) de la Figure 2 par deux cylindres de moletage croisé (14). La lame (16), formant l'âme, présente des stries en quinconce par moletage croisé.
Dans un premier exemple de réalisation (voir Figure 6), l'âme en forme de lame (16), par exemple celle obtenue et montrée selon le procédé de la Figure 5, est couverte d'une fibre textile continue (17) par moulinage ou guipage. Le fil composite obtenu (18) est ainsi guipé. Par exemple, l'âme (16) est guipée avec un coton de numéro métrique 28. Le guipage consiste à recouvrir un fil d'âme d'une ou plusieurs gaines constituées de fils différents. La lame monofilament (16) est mise sous tension pour être guipée en mono ou en double gaine. Dans le mode de réalisation particulier, le coton, en premier enroulement, apporte sa solidité et sa douceur. Il peut en cas de double guipage y avoir un enroulement extérieur. La fibre de guipage (17) est choisie en fonction de ses caractéristiques, afin qu'elle apporte ses qualités propres (thermorégulation, fibre texturée, etc.).
Dans un deuxième exemple de réalisation (voir Figure 7), l'âme en forme de lame (16), par exemple celle obtenue et montrée selon le procédé de la Figure 5, est couverte de fibres discontinues (19). Le fil composite (21) est ainsi obtenu selon la technique de filage par frottement Dref™.
Tests réalisés avec les fils composites selon l'invention
Les propriétés antibactériennes et antifongiques de différents fils (voir Tableau 1 ci-dessous), composés de monofilaments métalliques (argent et cuivre) guipés par de la fibre coton, ont été évaluées. Les fils sont transformés en tricots pour être testés selon les tests microbiologiques normalisés, selon : la norme suisse SNV 195 920, test qualitatif qui détermine l'activité antibactérienne par diffusion sur gélose ; cette norme met en évidence l'activité antibactérienne d'un support textile ayant subi un traitement d'apprêtage ou contenant une fibre traitée dans la masse et donnant lieu à une diffusion du principe actif dans le milieu nutritif ; la norme suisse SNV 195 921, test qualitatif qui détermine l'activité antifongique par diffusion sur gélose ; cette norme met en évidence l'activité antifongique d'un support textile ayant subi un traitement d'apprêtage ou contenant une fibre traitée dans la masse et donnant lieu à une diffusion du principe actif dans le milieu nutritif ; la norme française XP G 39-010, test quantitatif qui mesure les propriétés bactériostatiques par contact sur gélose ; cette norme permet de déterminer l'activité bactériostatique à la surface des étoffes et des surfaces polymériques agissant par contact ou par diffusion de l'actif antibactérien, que les étoffes soient hydrophiles ou hydrophobes ; et la norme française en préparation, test quantitatif qui mesure les propriétés fongistatiques par contact sur gélose.
Le tricot témoin, pour valider les essais microbiologiques et calculer l'efficacité bactériostatique et fongistatique, est réalisé à base d'un fil 100 % coton.
Tableau 1
Les tricots sont stérilisés à la vapeur avant tout test microbiologique. Avant la réalisation des tests microbiologiques, une partie des éprouvettes de tricots est lavée 10 fois à 40°C, selon la norme ISO 6330, en présence de lessive ECE à 3 g/1, et rincées à froid. Le Tableau 2 indique les résultats des tests microbiologiques obtenus à l'aide des normes qualitatives SNV 195 920 et SNV 195 921. Le Tableau 3 indique les résultats des tests microbiologiques obtenus à l'aide de la norme quantitative XP G 39-010, pour les différents échantillons de tricots, les différentes souches, avant et après les 10 lavages à 40°C.
Les souches utilisées pour les tests sont : Staphyîococcus aureus (Gram+), souche présente sur la peau et responsable d'infection, Candida albicans (levure), souche responsable d'infection des muqueuses et Àspergillus niger (champignon), souche banale présente dans l'environnement.
Tableau 2
D'après les résultats indiqués dans le tableau ci-dessus, correspondant aux tests qualitatifs, et au sens des normes utilisées, l'absence de zone d'inhibition signifie faible activité. En réalité l'absence de zone d'inhibition signifie un faible relargage d'ions métalliques dans la gélose. En première approximation, un faible relargage d'ions métalliques dans la gélose préfigure une faible diffusion des ions métalliques vers la surface qui sera en contact pendant l'usage (la peau dans le cas d'un sous-vêtement, un aliment dans le cas d'un emballage, etc.). Cette faible diffusion préfigure une bonne biocompatibilité.
Les concentrations bactériennes sont exprimées en UFC (Unités Formant Colonies), en log d'UFC, en différence de log d'UFC (valeurs apparaissant dans le Tableau 3 ci-dessous), pour un temps de contact de 24 heures. Les concentrations en cellules de champignons ou levures sont exprimées en UFC (Unités Formant Colonies), en log d'UFC, en différence de log d'UFC (valeurs apparaissant dans le Tableau 3 ci- dessous), pour deux temps de contact de 24 heures et de 7 jours.
Tableau 3
Dans les conditions expérimentales, le Tricot n°3, composé de 20 % de cuivre et
20 % d'argent en masse, présente une activité fongistatique sur Aspergillus niger (tests qualitatifs).
Le Tricot n°4 (à 40 % d'argent) et le Tricot n°5 (à 40 % cuivre étamé) ont une activité bactériostatique sur Staphyloccocus aureus avant lavage et après 10 lavages à 4O0C. Cette activité est due à la présence de métal dans le tricot : présence d'argent sur le fil plat (lame), présence de cuivre et d'étain en surface du fil rond.
Le Tricot n°7 (à base d'argent et de cuivre) possède une activité fongistatique sur Aspergillus niger avant lavage. Cette activité est due à la présence d'un mélange de cuivre et d'argent dans le fil à section rectangulaire qui constitue le tricot.
Les fils qui constituent les Tricots n°4, 5 et 7 ont donc une activité bactériostatique et/ou fongistatique vis-à-vis des mêmes souches, respectivement.
Un fil plat (ou lame : tricot 4) est plus actif qu'un fil rond (tricot 1) vis-à-vis de Staphyloccocus aureus du fait de sa structure. Le fil en cuivre rond étamé (tricot 5) est plus actif que les autres fils ronds (tricot 2) vis-à-vis de Staphyloccocus aureus du fait de la présence d'étain en surface dû à l'étamage.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications.
Les utilisations du fil et du textile selon l'invention sont extrêmement variées. On citera à titre d'exemple, du bobinage de fil dans des cartouches pour filtre de piscine, pour filtre de climatisation d'air, du fil pour l'assemblage de textiles, de cuirs pour les chaussures, des tissus pour l'ameublement, les matelas, les serviettes, les vêtements, les emballages alimentaires, les géotextiles pour l'agriculture, l'horticulture, la viticulture, et d'autres encore.

Claims

REVENDICATIONS
1. Fil composite, comprenant une âme (16) et une gaine (17, 19), caractérisé en ce que l'âme (16) est réalisée à partir d'au moins un fil en un ou plusieurs matériaux métalliques à propriétés biocides et en ce que la gaine (17, 19) est réalisée à partir d'une ou plusieurs fibres textiles recouvrant directement toute ou partie de l'âme
(16).
2. Fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les fils de l'âme (17) sont constitués avec un ou plusieurs matériaux métalliques à propriétés biocides.
3. Fil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'âme (16) peut présenter une surface apparente avec une structure formant des points d'accrochage pour la ou les fibres textiles de la gaine (17, 19).
4. Fil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les matériaux métalliques à propriétés biocides sont choisis, seuls ou en alliage, dans le groupe comprenant le zinc, l'argent, l'étain, le cuivre, l'or et le nickel.
5. Fil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les fibres textiles de la gaine (17,19) sont choisies, seules ou en mélange, dans le groupe comprenant des fibres d'origine naturelle, préférentiellement le coton, la laine, la soie, le lin, la cellulose, des fibres artificielles et des fibres synthétiques, préférentiellement les acryliques, les polyamides, les polypropylènes.
6. Fil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine (17, 19) est réalisée par un procédé de liage mécanique textile, filature, moulinage, guipage, guimpage, retordage, filage par frottement Dref™.
7. Fil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que toute ou partie de l'âme est recouverte par une enduction poreuse, de façon à faciliter l'accrochage de la ou les fibres textiles de la gaine.
8. Textile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un fil composite (18, 21), selon l'une quelconque des revendications précédentes.
9. Textile selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est réalisé par un procédé de tissage, de tricotage, de tressage, de broderie, de nappage, de non-tissé.
10. Article d'habillement, caractérisé en ce qu'il est assemblé à l'aide d'au moins un fil composite (18, 21), selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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