EP3015581A1 - Textile a memoire de forme et procede pour sa realisation, ainsi que son utilisation - Google Patents

Textile a memoire de forme et procede pour sa realisation, ainsi que son utilisation Download PDF

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EP3015581A1
EP3015581A1 EP15194728.0A EP15194728A EP3015581A1 EP 3015581 A1 EP3015581 A1 EP 3015581A1 EP 15194728 A EP15194728 A EP 15194728A EP 3015581 A1 EP3015581 A1 EP 3015581A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shape memory
textile structure
production
structure according
knitted textile
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Withdrawn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
EP15194728.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jacques Tankere
Marie Tankere
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.)
MDB Texinov SA
Original Assignee
MDB Texinov SA
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 MDB Texinov SA filed Critical MDB Texinov SA
Publication of EP3015581A1 publication Critical patent/EP3015581A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B21/00—Warp knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B21/14—Fabrics characterised by the incorporation by knitting, in one or more thread, fleece, or fabric layers, of reinforcing, binding, or decorative threads; Fabrics incorporating small auxiliary elements, e.g. for decorative purposes
    • D04B21/16—Fabrics characterised by the incorporation by knitting, in one or more thread, fleece, or fabric layers, of reinforcing, binding, or decorative threads; Fabrics incorporating small auxiliary elements, e.g. for decorative purposes incorporating synthetic threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
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    • D04B21/10—Open-work fabrics
    • D04B21/12—Open-work fabrics characterised by thread material
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    • D04B—KNITTING
    • D04B23/00—Flat warp knitting machines
    • D04B23/12—Flat warp knitting machines with provision for incorporating unlooped wefts extending from selvedge to selvedge
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B9/40—Roller blinds
    • E06B9/42—Parts or details of roller blinds, e.g. suspension devices, blind boxes
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D10B2403/00—Details of fabric structure established in the fabric forming process
    • D10B2403/02—Cross-sectional features
    • D10B2403/024—Fabric incorporating additional compounds
    • D10B2403/0241—Fabric incorporating additional compounds enhancing mechanical properties
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    • D10B2403/02412—Fabric incorporating additional compounds enhancing mechanical properties including several arrays of unbent yarn, e.g. multiaxial fabrics

Definitions

  • the invention relates to the field of "smart" textiles. More specifically, it relates to shape memory textiles, that is to say, consisting of a structure made of an adaptable flexible material that can change its shape reversibly in response to a stress on the environment.
  • shape memory textiles that is to say, consisting of a structure made of an adaptable flexible material that can change its shape reversibly in response to a stress on the environment.
  • the nature of this solicitation can be of various nature: thermal, mechanical, electrical, energetic .
  • the return to the original state can be obtained spontaneously by loosening the previous constraint or in a way assisted by an action external thermal or mechanical nature.
  • This textile is a hybrid composed of son or strips of shape memory, arranged rectilinearly in the cross direction and / or production sense, connected by other textile son shape memory or not.
  • the invention is intended to be implemented in particular in the following areas: medical (prostheses, ...), building, automotive, but also domestic or industrial casts.
  • the invention also relates to a method for producing such a textile. It relies mainly on the use of the modification of the physical state of the shape memory material by joule effect during each cycle of reversal of the frame.
  • the shape memory materials are known to date in military and aeronautical applications, but especially in medical applications, in particular for the development of cardiac stents.
  • the document FR 2,712,177 discloses a prosthetic element consisting of a fabric resulting from the weaving or knitting of multistrand polyester son forming an airy structure with square or rectangular mesh, the polyester son can be combined with metal son with or without a memory.
  • Shape memory alloys are alloys that have the ability to "keep in memory” an initial shape and to return to it even after deformation. They thus have the possibility of alternating between two forms previously stored when the temperature varies around a critical temperature. They also exhibit a super elastic behavior allowing elongations without permanent deformation, higher than those of other metals.
  • Nitinol generically refers to all these alloys.
  • the invention relates to a knitted textile structure in chain mesh or Rachel technology comprising son or strips made of shape memory material, inserted in the production sense and possibly also in cross-machine directions, and linked together by knitting by means of textile threads of different nature.
  • the shape memory wires retain a layout very close to a straight chain situation, or even a frame. This arrangement is obtained by the use of a framer and chain pass directly without mesh son. Both directions can be used simultaneously.
  • son or strips made of shape memory material can be inserted in the production direction. They remain substantially rectilinear within said structure and are related to the structure. By preserving a substantially rectilinear direction of the son or strips of shape memory material, one respects the metallurgical state of said material, and corollary, its sought characteristics of shape memory.
  • the shape-memory wires may be made of a metal alloy of the nitinol (nickel-titanium alloy) or Cu-Ni type, for example, or composed of specific polymers incorporating carbon nanotubes, for example, capable of conferring on them shape memory.
  • They consist of actual son, diameter between 50 micrometers and 5 millimeters, or strips, whose width is between 50 micrometers and 5 millimeters, and whose thickness is between 50 and 600 micrometers.
  • the son of connection between the rectilinear son are of textile nature.
  • the live passage allows the use of relatively rigid shape memory wires, typically nitinol alloys of 100 micrometers to 5 millimeters in diameter or more, unusable under other conditions precisely because of such a diameter .
  • the use of mineral or metal threads also allows training in shape possibly subsequent to the development of the textile since these fibers withstand the very high temperatures required for this learning (150 to 500 ° C).
  • the invention is capable of being implemented in a medical application of parietal implants, and generally of medical or surgical implants.
  • the implant can be folded on itself or compressed to be introduced by a reduced orifice (laparoscopy) performed by the surgeon and found its shape in the abdominal cavity.
  • the same property of super elasticity can be used for other domestic or industrial uses.
  • the invention may for example also be implemented in medical uses.
  • the textile structure constituting an implant finds a particular shape at the temperature of the human body.
  • the invention is used in a given temperature range corresponding to the martensitic phase of the wire.
  • the invention finds application in the building or automobile, especially for the realization of a blind.
  • This is wound and stored on a rectilinear support (shaft), and when unfolded, it adopts a curved shape or other predetermined shape matching the shape of the glazing, because of the shape memory that has been conferred.
  • This curved shape results from a return to the martensitic state or the use of the superelasticity which gives the structure a certain rigidity.
  • the curved shape is then obtained either by shaping or simply by the mechanical pressure exerted on the edges of the fabric or complex.
  • the textile structure obtained can undergo after its development a double-acting form of learning to give it two different forms at different temperatures, typically between 40 and 100 ° C and between 120 and 260 ° C. In doing so, it is likely to be implemented for the production of pastry molds or industrial molds. Thus, in the context of a pastry mold, it can close for cooking, under the effect of temperature and opens during cooling. The opposite effect can obviously be obtained during freezing or freezing phases.
  • the armor used for the binding yarns may be of a different type, single or double knit, two or three bars, the binding yarns working in a single-needle chain, and in two-needle knuckles.
  • the shape memory wires are introduced in weft on all or part of the textile.
  • closed armor can be implemented with a high density of textile son, giving a closed structure or more open structures with textile son diagonal crossing.
  • the textile structure may also include direction-oriented shape memory son integrated in direct passage, sometimes called capstan in one of the previously described armor.
  • said son can be integrated on creel or beam at the unrolled to respect the shape memory possibly already given.
  • the knitted fabric structure of the invention may also comprise zones provided with weft-shaped and possibly capstan-shaped shape memory wires and other zones that are free of these weft or capstan threads by virtue of a particular threading or by the use of a programmable electronic framer.
  • the same process can be implemented on a multiaxial machine to obtain an orientation of the shape memory wires at an angle of 20 to 80 ° with respect to the main direction of production.
  • the binding yarn is chosen from the non-limiting group comprising the monofilament or multifilament type of polyester, polyamide, polyethylene, polypropylene or metal or even glass or any other mineral material (basalt for example) capable of withstanding the possibly high temperatures (250-500 ° C) of shape learning of shape memory materials.
  • the invention also relates to the method of producing such a structure.
  • This method uses jet mesh technology with framer or Rachel multi-axial technology.
  • this method it is possible to apply to the son or strips of shape memory, especially when they are too rigid to allow them to be printed at an angle close to 180 ° during the return of screening, an electric voltage during the reversal of the framer, causing a local heating only between two electrodes and integrated on the overturning puncture or the passer of the framer.
  • This heating is very important and makes the shape memory wire lose its rigidity and possibly locally its shape memory, thus conferring great ease of deformation of the material.
  • This heating is advantageously carried out over an area varying from approximately 0.15 to 5 cm with the aid of a double electrode on or near the overturning piqueur or the passer of the framer to obtain a deformation of the wire during the heating phase. turnaround.
  • a "fleeze” or sail with the structure thus produced.
  • This "fleeze” or veil can be a non-woven fabric, a woven fabric, a mesh fabric or a plastic film.
  • This "fleeze” associated can provide a technical function, for example filtration, insect protection or separation media in a medical or industrial application for example.
  • the shape memory wires or strips then make it possible to maintain the structure in place or in shape. It can also be envisaged that the activation of the shape memory by passing to the austenitic state ensures a particular function (cleaning of a filter for example).
  • the method of the invention can provide training of shape of the structure after its development, and especially at high temperature, typically between 150 and 500 ° C, because of the nature of the bonding son then used (metal, glass, basalt).
  • the method of embodiment of the invention uses a double needle loom. At least one of the two needle beds has the characteristics described by integrating the shape memory wires according to the previous descriptions.
  • it is a structure of connecting son 101 seeking type, knit, incorporating son 103 made of shape memory material, and typically nitinol, inserted in weft or cross-machine direction.
  • the connecting son 101 are of traditional manufacture, and for example, made of polyester.
  • connection wires materials that are resistant to the training temperature of the shape memory material of the wires 103.
  • materials that are resistant to the training temperature of the shape memory material of the wires 103 may be of a mineral (glass or basalt) or metallic (stainless steel) nature. , nickel, ...), and in this case, sustain greater subsequent processing temperatures, while allowing the textile structure obtained by conventional track is trained to form the shape of conventional learning temperatures son 103 entering in his constitution.
  • the figure 2 illustrates a variant of the invention, wherein the shape memory son 103 and 104 are oriented in the warp and weft directions.
  • FIG. 3a shows the implant in "folded" situation, suitable to allow its placement or insertion in a location determined by the practitioner.
  • the figure 3b shows the implant in place in the human body, said implant having recovered a predefined shape, in the planar species, under the effect of the temperature of the human body, and by the implementation of shape memory wires 303 and 303, oriented in the example described in the warp and weft directions.
  • the figure 4a is a section of the roof 405 of the car, on which we can observe the shade 406 blackout or translucent in position.
  • This blind can be stored on a straight shaft 407, arranged for example vertically above the rear window of said vehicle (see figure 4c ).
  • the figure 4b shows the principle of operation of the awning.
  • the latter when unrolled from the storage shaft 407, adopts a curved shape substantially parallel to the roof of said vehicle, due to the use of shape memory wires 403, which, because of the characteristics of super elasticity they develop, induce the return of the blind to a previously determined form.
  • This curved shape may also result from the inherent rigidity of the shape memory wires, so that because of the presence of slide 408, formed on either side of the roof, the blind adopts such a shape.
  • the figure 5 is a scheme of the framer of a machine type Rachel or hook incorporating a device for local electrical tensioning of the weft yarn.
  • the bonding yarn structure 501 schematized here by parallel fine lines may be full or openwork weave. It incorporates in the form of shape memory wires of metal type 502. The wire is distributed by the slider in alternative translation provided with a passette 504 for the passage of the wire 502.
  • the stitches of the framer 503 hold the wire and fold it by a movement of up and down at the time of the formation of the mesh to integrate the frame.
  • a voltage is applied between the electrodes 505 and 506 or 505 and 507 to allow local deformation of the shape memory wire as a result of the locally generated Joule effect.
  • This deformation makes it possible to carry out the weft return of the shape memory wire beyond a diameter of approximately 200 ⁇ m, impossible without this device, and by acting on the superelasticity of the shape memory material.
  • FIG. 6 We have represented in the figure 6 an embodiment of the invention. It aims in particular to illustrate the rectilinear orientation of the son or shape memory strips 603 within the knit thus defined, and in the objective, as mentioned above, to respect the metallurgical state of the material constituting them, and corollary , of its sought-after properties of memory of form.
  • the gill strands 601 and 602 form a net, while the shape memory wires 603 pass from one chain to the other by slight translation of the guide bar of these son.
  • the shape memory wires 603 are therefore integrated into this structure at the unwinding, since they emanate from a wire donor, so that it avoids friction and heating that may modify them.
  • This type of structure is perfectly deformable as can be a net at room temperature, if said temperature corresponds to the martensitic state of the constituent material of the shape memory wires 603.
  • the temperature is raised, to reach the austenitic state of said material, due to the shape memory effect imparted to said son, the net tends to close, said son becoming rectilinear due to the rise in temperature. If, however, the temperature corresponds to the austenitic state of the material, the superelasticity effect tends to keep the net closed, and tends in any case to oppose its opening.

Abstract

La structure textile tricotée est réalisée par technologie maille chaîne ou Rachel comportant des fils ou des bandelettes réalisés en matériau à mémoire de forme (103, 104), insérés en sens production, liés entre eux par tricotage au moyen de fils textiles de nature différente (101), lesdits fils réalisés en matériau à mémoire de forme demeurant sensiblement rectilignes au sein de la structure.

Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • L'invention concerne le domaine des textiles dit « intelligents ». Plus spécifiquement, elle concerne les textiles à mémoire de forme, c'est-à-dire, constitués d'une structure réalisée en un matériau souple adaptable susceptible de modifier sa forme de façon réversible en réponse à une sollicitation de l'environnement. La nature de cette sollicitation peut être de nature diverse : thermique, mécanique, électrique, énergétique..... Le retour à l'état originel peut-être obtenu de façon spontanée par relâchement de la contrainte précédente ou de manière assistée par une action externe de nature thermique ou mécanique.
  • Ce textile est un hybride composé de fils ou bandelettes à mémoire de forme, disposés de façon rectiligne en sens travers et/ou en sens production, reliés par d'autres fils textile à mémoire de forme ou non.
  • L'invention a vocation à être mise en oeuvre notamment dans les domaines suivants : médical (prothèses, ...), bâtiment, automobile, mais également moulages domestiques ou industriels.
  • Il est destiné à obtenir une variation de forme dans les étapes d'utilisation du produit en fonction de la température ou de contraintes mécaniques auquel il est soumis selon les états martensitiques ou austénitiques du matériau à mémoire de forme. Les variations de forme résultent des propriétés super élastiques, également dénommées pseudo-élastiques dans la littérature, du matériau ou de l'effet de mémoire de forme simple ou double effet à la température.
  • L'invention concerne également un procédé pour la réalisation d'un tel textile. Il repose principalement sur l'utilisation de la modification de l'état physique du matériau à mémoire de forme par effet joule lors de chaque cycle de retournement de la trame.
    • ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
  • Les matériaux à mémoire de forme sont connus à ce jour dans les applications militaires et aéronautiques, mais surtout dans les applications médicales, en particulier pour l'élaboration de stents cardiaques.
  • Le document FR 2 712 177 décrit un élément prothétique constitué d'un tissu résultant du tissage ou du tricotage de fils polyesters multibrins formant une structure aérée à mailles carrées ou rectangulaires, les fils polyesters pouvant être combinés avec des fils métalliques avec ou non une mémoire.
  • On connaît aussi les utilisations pour les applications optiques dans les montures de lunettes.
  • Les alliages à mémoire de forme sont des alliages possédant notamment la capacité de « garder en mémoire » une forme initiale et d'y retourner même après une déformation. Ils présentent ainsi la possibilité d'alterner entre deux formes préalablement mémorisées lorsque la température varie autour d'une température critique. Ils présentent en outre un comportement super élastique permettant des allongements sans déformation permanente, supérieurs à ceux des autres métaux.
  • Parmi les principaux alliages à mémoire de forme, on retrouve toute une variété d'alliages de nickel et de titane comme constituants principaux, en proportions presque égales. Le nitinol désigne de manière générique l'ensemble de ces alliages.
  • Dans le domaine textile, on a proposé l'utilisation de tels matériaux, par exemple dans le document EP 2 028 309 . Ce document décrit une structure textile réalisées sur un métier à crochets comportant des fils à mémoire de forme intégrés en trame partielle, en vue de la réalisation de systèmes d'absorption de vibrations dans des matériaux composites, et en particulier pour la réalisation de casques de protection.
  • Ces textiles intégrant des fils à mémoire de forme ont des armures relativement complexes, impliquant pour les fils en question des rayons de courbure significatifs. De tels rayons de courbure limitent le diamètre du fil utilisable (environ 100 ou 200 micromètres maximum). Ces armures rendent également complexes l'utilisation de la caractéristique de mémoire de forme puisque les fils sont soumis à des cheminements tortueux et donc à de nombreuses contraintes mécaniques qui ne permettent pas de prédire la forme obtenue après croisement des fils sur le métier textile.
  • Par ailleurs un apprentissage ultérieur de forme, c'est-à-dire après réalisation du textile n'est pas possible en raison de la température nécessaire à un tel apprentissage (250 à 500°C), incompatible avec la température de fusion de la plupart des fibres textiles.
    • EXPOSE DE L'INVENTION
  • L'invention vise une structure textile tricotée en technologie maille chaîne ou Rachel comportant des fils ou des bandelettes réalisés en matériau à mémoire de forme, insérés en sens production et éventuellement aussi en sens travers, et liés entre eux par tricotage au moyen de fils textiles de nature différente.
  • Dans l'armure textile, les fils à mémoire de forme conservent une disposition très proche d'une situation rectiligne en chaine, voire en trame. Cette disposition est obtenue par l'utilisation d'un trameur et passage en chaine directement sans maillage des fils. Les deux directions peuvent être utilisées simultanément.
  • Ainsi, des fils ou des bandelettes réalisés en matériau à mémoire de forme peuvent être insérés en sens production. Ils demeurent sensiblement rectilignes au sein de ladite structure et sont liés à la structure. De par la conservation d'une direction sensiblement rectiligne des fils ou bandelettes en matériau à mémoire de forme, on respecte l'état métallurgique dudit matériau, et corollairement, ses caractéristiques recherchées de mémoire de forme.
  • Le passage direct des fils à mémoire de forme, par exemple à la déroulée, et non à la défilée, réduit très fortement les contraintes mécaniques auxquels ils sont soumis, et permet ainsi de conserver les caractéristiques de mémoire de forme préalablement données audits fils.
  • Les fils à mémoire de forme peuvent-être réalisés en un alliage métallique de type nitinol (alliage Nickel-Titane) ou Cu-Ni par exemple ou composé de polymères spécifiques intégrant des nanotubes de carbone, par exemple, aptes à leur conférer des propriétés de mémoire de forme.
  • Ils sont constitués de fils proprement dits, de diamètre compris entre 50 micromètres et 5 millimètres, ou de bandelettes, dont la largeur est comprise entre 50 micromètres et 5 millimètres, et dont l'épaisseur est comprise entre 50 et 600 micromètres.
  • Les fils de liaison entre les fils rectilignes sont de nature textile. A titre d'exemple, on peut citer le polyester, le polyamide, le polyéthylène, le polypropylène, voire même les fibres de verre, de basalte, des fils métalliques, voire des fils à mémoire de forme plus fin que les fils principaux insérés en chaine et/ou en trame (typiquement 30 à 80 micromètres de diamètre).
  • En outre, le passage en direct permet l'utilisation de fils à mémoire de forme relativement rigide, typiquement des alliages de nitinol de 100 micromètres à 5 millimètres de diamètre ou plus, inutilisables dans d'autres conditions en raison justement d'un tel diamètre.
    L'utilisation de fils minéraux ou métalliques permet aussi l'apprentissage de forme éventuellement postérieurement à l'élaboration du textile puisque ces fibres résistent aux températures très élevées nécessaire à cet apprentissage (150 à 500°C).
  • La présente invention permet d'obtenir une structure textile capable :
    • soit de retrouver une forme après mise en place, par effet de super élasticité, c'est-à-dire capacité à retrouver une forme initiale après déformation importante dans la phase de mise en place ;
    • soit de retrouver une forme sous l'effet de la température d'utilisation ;
    • soit à adopter des formes différentes dans les différentes phases d'exploitation du textile, tel que par exemple pour un store de voiture ou de bâtiment
  • Ainsi, dans le premier cas (super élasticité), l'invention est susceptible d'être mise en oeuvre dans une application médicale d'implants pariétaux, et de manière générale d'implants médicaux ou chirurgicaux. L'implant peut être replié sur lui-même ou comprimé pour être introduit par un orifice réduit (coelioscopie) pratiqué par le chirurgien et retrouve sa forme dans la cavité abdominale. La même propriété de super élasticité peut être utilisée pour d'autres utilisations domestiques ou industrielles.
  • Dans le deuxième cas (effet mémoire simple sens lié à la température), l'invention peut par exemple, être mise en oeuvre également dans des utilisations médicales. La structure textile constitutive d'un implant retrouve une forme particulière à la température du corps humain. Dans des applications industrielles, l'invention est utilisée dans une plage de température donnée correspondant à la phase martensitique du fil.
  • Dans le troisième cas, l'invention trouve application dans le bâtiment ou l'automobile, notamment pour la réalisation d'un store. Celui-ci est enroulé et stocké sur un support (arbre) rectiligne, et lorsqu'il est déplié, il adopte une forme galbée ou autre forme prédéterminée épousant la forme du vitrage, en raison de la mémoire de forme qui lui a été conférée. Cette forme galbée résulte d'un retour à l'état martensitique ou de l'utilisation de la super-élasticité qui confère à la structure une certaine rigidité. La forme galbée est alors obtenue soit par mise en forme soit simplement par la pression mécanique exercée sur les bords du tissu ou complexe.
  • En outre, selon l'invention, la structure textile obtenue peut subir après son élaboration un apprentissage de forme double effet afin de lui conférer deux formes différentes à des températures différentes, typiquement entre 40 et 100°C et entre 120 et 260 °C. Ce faisant, elle est susceptible d'être mise en oeuvre pour la réalisation de moules de pâtisserie ou de moules industriels.
    Ainsi, dans le cadre d'un moule de pâtisserie, celui-ci peut se refermer pour la cuisson, sous l'effet de la température et s'ouvre lors du refroidissement. L'effet inverse peut bien évidemment être obtenu lors de phases de congélation ou de surgélation.
  • Selon une variante, l'armure utilisée pour les fils de liage peut être de nature diverse, simple ou double tricot, deux ou trois barres, les fils de liage travaillant en chaînette simple aiguille, et en jetée sous deux aiguilles. Les fils à mémoire de forme sont introduits en trame sur tout ou partie du textile.
  • D'autres armures plus ou moins fermées peuvent être mises en oeuvre avec une densité de fils textile importante, donnant une structure fermée ou des structures plus ouvertes avec des fils textile en traversée diagonale.
  • Selon une autre forme de réalisation de l'invention, la structure textile peut également comporter des fils à mémoire de forme orientés sens chaîne intégrés en passage direct, parfois appelé cabestan dans l'une des armures précédemment décrites. Dans ce cas lesdits fils peuvent être intégrés sur cantre ou ensouple à la déroulée pour respecter la mémoire de forme éventuellement déjà donnée.
  • La structure textile tricotée de l'invention peut également comporter des zones munies de fils à mémoire de forme en trame et éventuellement cabestan et d'autres zones exemptes de ces fils de trame ou cabestan grâce à un enfilage particulier ou de par l'utilisation d'un trameur électronique programmable.
  • Le même processus peut être mis en oeuvre sur métier multiaxial pour obtenir une orientation des fils à mémoire de forme selon un angle de 20 à 80° par rapport à la direction principale de production.
  • Selon l'invention, le fil de liage est choisi dans le groupe non limitatif comprenant le type monofilament ou multifilament de polyester, de polyamide, de polyéthylène, de polypropylène ou de métal ou encore le verre ou tout autre matériau minéral (basalte par exemple) pouvant résister aux températures éventuellement élevés (250 à 500°C) d'apprentissage de forme des matériaux à mémoire de forme.
  • L'invention vise également le procédé de réalisation d'une telle structure. Ce procédé met en oeuvre la technologie maille jetée avec trameur ou la technologie Rachel multi-axiale.
  • Selon ce procédé, on peut appliquer aux fils ou bandelettes à mémoire de forme, notamment lorsqu'ils sont trop rigides pour permettre de leur imprimer un angle proche de 180° lors du retour de tramage, une tension électrique lors du retournement du trameur, provoquant un échauffement local uniquement entre deux électrodes et intégrés sur le piqueur de retournement ou la passette du trameur. Cet échauffement est très important et fait perdre au fil à mémoire de forme sa rigidité et éventuellement localement sa mémoire de forme, conférant alors une grande facilité de déformation du matériau. Cet échauffement est avantageusement pratiqué sur une zone variant de 0,15 à 5 cm environ à l'aide d'une double électrode sur ou à proximité du piqueur de retournement ou de la passette du trameur pour obtenir une déformation du fil pendant la phase de retournement.
  • Dans le cadre de l'invention, on peut en outre associer un « fleeze » ou voile à la structure ainsi réalisée. Ce « fleeze » ou voile peut être un non tissé, un tissé, un tissu de mailles ou encore un film plastique. Ce « fleeze » associé peut assurer une fonction technique, par exemple de filtration, de protection anti-insectes ou encore de séparation de milieux dans une application médicale ou industrielle par exemple. Les fils ou bandelettes à mémoire de forme permettent alors de maintenir la structure en place ou en forme. Il peut également être envisagé que l'activation de la mémoire de forme par passage à l'état austénitique assure une fonction particulière (nettoyage d'un filtre par exemple).
  • Comme déjà évoqué, le procédé de l'invention peut prévoir l'apprentissage de forme de la structure consécutivement à son élaboration, et notamment à haute température, typiquement comprise entre 150 et 500 °C, en raison de la nature des fils de liage alors utilisés (métalliques, verre, basalte).
  • En variante, le procédé de réalisation de l'invention met en oeuvre un métier double fonture. Au moins l'une des deux fontures présente les caractéristiques décrites en intégrant les fils à mémoire de forme selon les descriptions antérieures.
    • BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées.
    • La figure 1 est une représentation schématique d'une structure textile tricotée obtenue sur un métier de type Rachel trameur.
    • La figure 2 est une représentation schématique d'une structure analogue à celle de la figure 1, mais avec insertion de fils à mémoire de forme à la fois en chaîne et en trame.
    • Les figures 3a et 3b illustrent une utilisation médicale de la structure textile de l'invention, respectivement en position repliée et dépliée.
    • Les figures 4a à 4c illustrent schématiquement l'utilisation de la structure textile de l'invention pour la réalisation d'un store pour toit panoramique d'un véhicule automobile.
    • La figure 5 est une illustration schématique du procédé de l'invention qui peut être appliqué pour permettre le retournement de trame par échauffement électrique.
    • La figure 6 est une représentation schématique d'une structure textile tricotée conforme à l'invention, mettant en oeuvre une autre armure.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • On a donc illustré en relation avec la figure 1 la structure textile, telle qu'obtenue avec la technologie Rachel, telle que par exemple avec un métier de type Karl Mayer ou Liba. On pourrait encore mettre en oeuvre la technologie crochets de type Comez, ou encore un métier de technologie chaîne.
  • En l'espèce, il s'agit d'une structure de fils de liaison 101 de type charmeuse, tricot, intégrant des fils 103 réalisés en matériau à mémoire de forme, et typiquement en nitinol, insérés en trame ou sens travers.
  • Les fils de liaison 101 sont de facture traditionnelle, et par exemple, réalisés en polyester.
  • Cependant, on peut choisir pour ces fils de liaison, des matériaux résistants à la température d'apprentissage du matériau à mémoire de forme des fils 103. Par exemple, ils peuvent être de nature minérale (verre ou basalte), ou métallique (acier inoxydable, nickel,...), et dans cette hypothèse, supporter des températures de traitement subséquent plus importantes, permettant alors à la structure textile obtenue par voie conventionnelle de subit un apprentissage de forme aux températures classiques d'apprentissage de forme des fils 103 entrant dans sa constitution.
  • La figure 2 illustre une variante de l'invention, dans laquelle les fils à mémoire de forme 103 et 104 sont orientés en sens chaine et en sens trame.
  • On a représenté en relation avec les figures 3a et 3b un exemple d'application de la structure textile de l'invention au titre d'un implant. La figure 3a montre l'implant en situation « repliée », propre à permettre sa mise en place ou son insertion dans un lieu déterminé par le praticien.
  • La figure 3b montre l'implant en place dans le corps humain, ledit implant ayant recouvré une forme prédéfinie, en l'espèce plane, sous l'effet de la température du corps humain, et par la mise en oeuvre des fils à mémoire de forme 303 et 303, orientés dans l'exemple décrit en sens chaine et en sens trame.
  • On a représenté en relation avec les figures 4a à 4c une autre application de la structure textile de l'invention, à savoir, la réalisation d'un store destiné à occulter sur demande, un toit panoramique, par exemple d'un véhicule automobile.
  • La figure 4a est une coupe du pavillon 405 de la voiture, sur laquelle on peut observer le store 406 occultant ou translucide en position. Ce store peut être stocké sur un arbre rectiligne 407, ménagé par exemple à l'aplomb de la lunette arrière dudit véhicule (voir figure 4c).
  • La figure 4b montre le principe de fonctionnement du store. Celui-ci, lorsqu'il est déroulé de l'arbre de stockage 407, adopte une forme galbée sensiblement parallèle au toit dudit véhicule, en raison de la mise en oeuvre des fils à mémoire de forme 403, qui, en raison des caractéristiques de super élasticité qu'ils développent, induisent le retour du store à une forme préalablement déterminée. Cette forme galbée peut également résulter de la rigidité propre des fils à mémoire de forme, de sorte qu'en raison de la présence de glissière 408, ménagées de part et d'autre du toit, le store adopte une telle forme.
  • La figure 5 est un schéma du trameur d'une machine de type Rachel ou crochet intégrant un dispositif de mise sous tension électrique locale du fil de trame.
  • La structure de fil de liage 501 schématisé ici par des traits fins parallèles, peut être une armure pleine ou ajourée. Elle intègre en trame des fils à mémoire de forme de type métallique 502. Le fil est distribué par le curseur en translation alternative muni d'une passette 504 pour le passage du fil 502.
  • Les piqueurs du trameur 503 maintiennent le fil et le rabattent par un mouvement de monte et baisse au moment de la formation de la maille pour intégrer la trame.
  • Au moment parfaitement adapté dans le cycle de la mise en place de la trame et pour une durée très précise liée à la résistance du fil et à la vitesse de la machine, une tension électrique est appliquée entre les électrodes 505 et 506 ou 505 et 507 afin de permettre la déformation locale du fil métallique à mémoire de forme en suite de l'effet Joule localement généré.
  • Cette déformation permet de réaliser le retour de trame du fil à mémoire de forme au delà d'un diamètre d'environ 200 µm, impossible sans ce dispositif, et en jouant sur la super-élasticité du matériau à mémoire de forme.
  • On a représenté au sein de la figure 6 une forme de réalisation de l'invention. Celle-ci vise notamment à illustrer l'orientation rectiligne des fils ou bandelettes à mémoire de forme 603 au sein du tricot ainsi défini, et dans l'objectif, comme mentionné précédemment, de respecter l'état métallurgique du matériau les constituant, et corollairement, de ses propriétés recherchées de mémoire de forme.
  • Dans cette structure, les fils maillants 601 et 602 forment un filet, alors que les fils à mémoire de forme 603 passent d'une chainette à l'autre par légère translation de la barre de guidage de ces fils.
  • Les fils à mémoire de forme 603 sont donc intégrés dans cette structure à la déroulée, puisqu'ils émanent d'un donneur de fil, de sorte que l'on évite les frottements et les échauffements susceptibles de les modifier.
  • Ce type de structure est parfaitement déformable comme peut l'être un filet à température ambiante, si ladite température correspond à l'état martensitique du matériau constitutif des fils à mémoire de forme 603. Lorsque l'on élève la température, pour atteindre l'état austénitique dudit matériau, en raison de l'effet mémoire de forme conféré auxdits fils, le filet tend à se refermer, lesdits fils redevenant rectiligne en raison de l'élévation de température. Si cependant, la température correspond à l'état austénitique du matériau, l'effet de super élasticité tend à maintenir le filet fermé, et tend en tout cas à s'opposer à son ouverture.

Claims (14)

  1. Structure textile tricotée réalisée par technologie maille chaîne ou Rachel comportant des fils ou des bandelettes réalisés en matériau à mémoire de forme (103, 104, 303, 304, 403, 603), caractérisée :
    • en ce que les fils ou bandelettes réalisés en matériau à mémoire de forme sont insérés en sens production,
    • et en ce que les fils ou bandelettes sont liés entre eux par tricotage au moyen de fils textiles de nature différente (101, 601, 602), et en ce que lesdits fils ou bandelettes réalisés en matériau à mémoire de forme demeurant sensiblement rectilignes au sein de la structure.
  2. Structure textile tricotée selon la revendication 1, caractérisée en ce que des fils ou des bandelettes (104, 304, 603) réalisés en matériau à mémoire de forme sont en outre insérés en sens travers, en ce qu'ils demeurent sensiblement rectilignes au sein de ladite structure et en ce qu'ils sont liés à la structure.
  3. Structure textile tricotée selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le diamètre des fils réalisés en matériau à mémoire de forme est compris entre 50 micromètres et 5 millimètres.
  4. Structure textile tricotée selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la largeur des bandelettes (103, 104, 303, 304, 403, 603) réalisées en matériau à mémoire de forme est comprise entre 50 micromètres et 5 millimètres, et en ce que leur épaisseur est comprise entre 50 et 600 micromètres.
  5. Structure textile tricotée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les fils de liage (101, 601, 602) sont des fils mono- ou multi filaments, et sont réalisés en un matériau choisi dans le groupe comprenant le polyester, le polyamide, le polyéthylène, le polypropylène, les métaux ou une fibre minérale de type verre ou basalte.
  6. Procédé pour la réalisation d'une structure textile tricotée conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il met en oeuvre la technologie maille jetée avec trameur ou la technologie Rachel multi-axiale.
  7. Procédé pour la réalisation d'une structure textile tricotée selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'on associe un « fleeze » ou voile à la structure, ledit « fleeze » ou voile étant réalisé en un non tissé, un tissé, un tissu de mailles ou un film plastique.
  8. Procédé pour la réalisation d'une structure textile tricotée selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les fils de chaine et les fils de trame à mémoire de forme (104, 304, 603) sont chauffés dans la phase du retour de tramage, par application localisée d'une tension électrique apte à induire par effet Joule un échauffement local dudit fil.
  9. Procédé pour la réalisation d'une structure textile tricotée selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'application de la tension électrique est réalisée au moyen de deux électrodes intégrées sur le piqueur de retournement ou dans la passette du trameur du métier chaine ou Rachel.
  10. Procédé pour la réalisation d'une structure textile tricotée selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'écartement des deux électrodes au niveau de leur zone de coopération avec le fil à mémoire de forme est compris entre 0,15 et 5 cm.
  11. Procédé pour la réalisation d'une structure textile tricotée selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la structure textile obtenue subit après son élaboration un apprentissage de forme à haute température entre 150 et 500°C.
  12. Procédé pour la réalisation d'une structure textile tricotée conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il met en oeuvre un métier double fonture, l'une des deux fontures au moins intégrant des fils à mémoires de forme selon l'une des caractéristiques décrites.
  13. Procédé pour la réalisation d'une structure textile tricotée conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la structure textile obtenue subit après son élaboration un apprentissage de forme double effet afin de lui conférer deux formes différentes à des températures différentes, typiquement entre 40 et 100°C et entre 120 et 260°C.
  14. Utilisation de la structure textile tricotée conforme à l'une des revendications 1 à 5 pour la réalisation de produits choisis dans le groupe comprenant les implants médicaux ou chirurgicaux, les stores pour l'automobile ou pour l'habitation, les moules, notamment de pâtisserie ou industriels.
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