WO2003066944A9 - Fil gaine, textile et procede de fabrication d'un tel fil - Google Patents

Fil gaine, textile et procede de fabrication d'un tel fil

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Eric Bourbon
Andre Ravachol
Romain Ferrari
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Ferrari S Tissage & Enduct Sa
Eric Bourbon
Andre Ravachol
Romain Ferrari
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    • 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
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/40—Yarns in which fibres are united by adhesives; Impregnated yarns or threads
    • D02G3/404—Yarns or threads coated with polymeric solutions

Definitions

  • the present invention relates to a sheathed wire of natural appearance.
  • the present invention also relates to a textile produced from a sheathed yarn of natural appearance.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing a sheathed wire of natural appearance.
  • thermoplastic materials which combine both excellent mechanical performance and a natural appearance detectable by sight and by touch.
  • environmental requirements are rarely met with regard to the use of materials of natural origin and the ability to be recycled to obtain products based on threads intended for all uses, for example textiles. This is particularly the case for textiles with outdoor applications, subject to weather and sun, and for textiles that must resist fire.
  • thermoplastic material comprising fibers of vegetable origin, intended to improve the appearance of perception by the consumer.
  • a first problem posed is to develop a new type of sheathed wire having excellent mechanical properties and excellent properties of use in fire resistance, weather resistance, sun resistance, etc.
  • a second problem posed is to obtain a wire having an external appearance generating particularly pleasant visual, tactile and olfactory sensations.
  • a third first problem posed is to produce a wire incorporating materials of natural origin.
  • a fourth problem is to develop an efficient method for manufacturing a wire based on thermoplastic materials.
  • a sheathed wire of natural appearance having a core wire and a sheath made of a thermoplastic material is characterized in that the thermoplastic material of the sheath comprises less than 20% by weight of staple fibers.
  • the core thread can be a multifilament thread.
  • the core thread can be a polyester, polyvinyl alcohol or polyamide thread.
  • the thermoplastic material of the sheath can preferably be chosen, alone or as a mixture, from the group of polymers and copolymers comprising polyolefins, polyesters, polyamides, polyvinyl chlorides, polyvinyl alcohols, silicones as well as fluorinated polymers.
  • the quantity of fibers of the thermoplastic material of the sheath can be between 1% and 15% by weight. Preferably, this amount can be between 4% and 12% by weight. Very preferably, this amount can be between 6% and 9% by weight.
  • the staple fibers can be chosen alone or as a mixture from the group comprising natural fibers and synthetic fibers.
  • the natural fibers can be hemp fibers.
  • the staple fibers can advantageously have an average length of between 10 ⁇ m and 500 ⁇ m. Preferably, this length can be substantially equal to 100 ⁇ m.
  • Staple fibers can have an average diameter between 3 ⁇ m and 100 ⁇ m. Preferably, this diameter can be substantially equal to 20 ⁇ m.
  • textiles are characterized in that they are made from the sheathed yarn as described above.
  • a method for producing a sheathed wire of natural appearance as described above comprises the step consisting in sheathing a core wire by extrusion by passing through a die, with a thermoplastic material comprising less than 20% by weight of staple fibers.
  • the them oplastic material comprising less than 20% by weight of fibers can advantageously be obtained by mixing one or more times of a themioplastic material not loaded with fibers with a masterbatch comprising from 5% to 80% by weight of fibers.
  • the masterbatch can preferably comprise between 20% and 70% by weight of fibers. And very preferably, the masterbatch can comprise between 40% and 60% by weight of fibers.
  • FIG. 1 shows an enlarged longitudinal view of a sheathed wire according to the prior art and a sheathed wire according to the invention
  • Figure 2 shows a cross-sectional view taken with an optical microscope of the sheathed wire according to the invention
  • Figure 3 shows an enlarged top view of a textile made from sheathed yarns.
  • the core is covered by extrusion or coating with a layer of peripheral polymer material.
  • the photographs enlarged approximately 20 times in FIG. 1 show a comparison between a sheathed wire (1) according to the prior art (placed on the left), represented by the document FR-2.617.205 and a sheathed wire (2) according to the current invention (placed on the right). Due to the presence of staple fibers, the outer surface of the wire (2) obtained by the method according to the invention has an irregular appearance and looks like twine. The average diameter can thus be less than 1 mm and vary between 0.6 mm and 0.9 mm. On the other hand, the external surface of the traditional sheathed wire (1) is smooth.
  • the core thread is a multifilament thread, high tenacity, that is to say having a tenacity of the order of at least 50 cN / tex.
  • the multiple filaments of the core are twisted or not, interlaced or not, assembled or not, textures or not, depending on the final sheathed yarn desired.
  • Figure 2 shows a cross section of the sheathed wire (2) taken under an optical microscope with an enlargement of approximately 150 times.
  • the sheathed wire (2) the multiple polyester filaments (3) of the core (4) appear in the center.
  • the sheath (6) based on PVC compound surrounds the core (4).
  • the sheath (6) incorporates the hemp fibers (7) embedded in the PNC.
  • the periphery of the sheath (6) is very irregular, giving the whole thread a natural feel.
  • the core and the sheath are produced directly by co-extrusion.
  • the sheath (6) is extradited around the core wire (4).
  • the sheath themioplastic polymer compositions also advantageously comprise additional adjuvants: at least one anti-UN agent, and / or at least one biocidal agent, and / or at least one mineral filler, and / or at least one pigment , and / or at least one flame retardant.
  • the flame retardant may be mineral flame retardants, such as, for example, antimony oxides, alumina trihydrate, zinc oxide or magnesium oxide.
  • the weight ratio between the core wire (4) and the sheath (6) depends both on the final applications envisaged and on the extrusion or coating equipment available.
  • Such threads can be used in multiple applications, and in particular the manufacture of furniture, typically camping seats, car covers, floor and wall coverings, sun shades, luggage articles, protective fabrics and others.
  • Figure 3 shows an example of textile enlarged about 10 times, entirely made from yarns (2), with a 100% polyester core sheathed with a PNC compound and hemp fibers according to the invention, and heat-fixed. Textile includes yarn warp (8) horizontally and two weft threads vertically (9 and 11). Note that the wires have different colors.
  • a sheathed wire (2) according to the present invention is produced in the following manner.
  • a polyester yarn of 1100 dtex, sold by the company Rliodia under the name "Type 156”, is sheathed by extrusion by passing through a die.
  • the wire running speed is 300 m / min.
  • the extruded sheathing composition comprises: - 7% hemp fibers;

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Abstract

Un fil gainé d'aspect naturel présente un fil d'âme (4) et une gaine (6) réalisée en un matériau thermoplastique.Le matériau thermoplastique de la gaine (6) comprend moins de 20 % en poids de fibres discontinues (7).

Description

FIL GAINÉ, TEXTILE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN TEL FIL
La présente invention concerne un fil gainé d'aspect naturel. La présente invention concerne encore un textile réalisé à partir d'un fil gainé d'aspect naturel. La présente invention se rapporte également un procédé de fabrication d'un fil gainé d'aspect naturel.
Malgré une demande commerciale de plus en plus recherchée, on ne sait pas encore fabriquer des fils à base de matériaux thermoplastiques, qui allient à la fois d'excellentes performances mécaniques et un aspect naturel décelable à la vue et au toucher. En outre, les exigences d'ordre environnementales sont rarement satisfaites en ce qui concerne l'emploi de matériaux d'origine naturelle et l'aptitude à être recyclé pour obtenir des produits à base de fils destinés à toutes utilisations, par exemple des textiles. C'est particulièrement le cas pour des textiles présentant des applications extérieures, soumis aux intempéries et au soleil, et pour les textiles devant résister au feu.
État de la technique On connaît d'après le document FR- 2.781.492 un matériau thermoplastique comprenant des fibres d'origine végétale, destinées à améliorer l'aspect de perception par le consommateur.
Cependant, l'aspect extérieur des produits obtenus s'avère relativement décevant et très peu compatible avec ce qui est actuellement recherché par le consommateur. On connaît également d'après le document FR- 2.617.205 un fil gainé et un procédé de fabrication d'un fil par gainage d'une âme avec une composition ignifuge, pour obtenir un fil et ensuite un tissu avec des propriétés ignifuges.
Cependant, le fil obtenu garde un toucher lisse, peu favorable à une gamme de produits classés comme étant « écologique » et ne pouvant s'inscrire que difficilement dans des considérations d'ordre écologique. Résumé de l'invention
Un premier problème posé est de mettre au point un nouveau type de fil gainé présentant d'excellentes propriétés mécaniques et d'excellentes propriétés d'usage de résistance au feu, de tenue aux intempéries, de tenue au soleil, etc. Un deuxième problème posé est d'obtenir un fil présentant un aspect extérieur générant des sensations visuelles, tactiles et olfactives particulièrement agréables. Un troisième premier problème posé est de réaliser un fil incorporant des matériaux d'origine naturelle. Un quatrième problème posé est de mettre au point un procédé efficace de fabrication d'un fil à base de matériaux thermoplastiques.
Conformément à un premier aspect de l'invention, un fil gainé d'aspect naturel, présentant un fil d'âme et une gaine réalisée en un matériau thermoplastique est caractérisé en ce que le matériau thermoplastique de la gaine comprend moins de 20 % en poids de fibres discontinues.
Autrement dit, avec une quantité de fibres inférieure ou égale à 20 % présentes dans la gaine, le fil va présenter un aspect de surface extérieur particulièrement intéressant. Dans une première variante de réalisation, et afin d'accroître la résistance, le fil d'âme peut être un fil multifilaments. Le fil d'âme peut être un fil de polyester, d'alcool polyvinylique ou de polyamide. Le matériau thermoplastique de la gaine peut être préférentiellement choisi, seul ou en mélange, dans le groupe des polymères et copolymères comprenant les polyoléfines, polyesters, polyamides, polychlorures de vinyle, alcools polyvinyliques, silicones ainsi que les polymères fluorés.
De manière avantageuse, la quantité de fibres du matériau thermoplastique de la gaine peut être comprise entre 1 % et 15 % en poids. De préférence, cette quantité peut être comprise entre 4 % et 12 % en poids. Très préférentiellement, cette quantité peut être comprise entre 6 % et 9 % en poids. De manière intéressante, les fibres discontinues peuvent être choisies seules ou en mélange dans le groupe comprenant les fibres naturelles et les fibres synthétiques. Les fibres naturelles peuvent être des fibres de chanvre. Les fibres discontinues peuvent avantageusement présenter une longueur moyenne comprise entre 10 μm et 500 μm. De préférence, cette longueur peut être sensiblement égale à 100 μm. Les fibres discontinues peuvent avoir un diamètre moyen compris entre 3 μm et 100 μm. De préférence, ce diamètre peut être sensiblement égal à 20 μm.
Conformément à un deuxième aspect de la présente invention, des textiles sont caractérisés en ce qu'ils sont réalisés à partir du fil gainé tel que décrit ci-dessus.
Conformément à un troisième aspect de l'invention, un procédé de réalisation d'un fil gainé d'aspect naturel tel que décrit ci-dessus est caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à gainer un fil d'âme par extrusion par passage dans une filière, avec un matériau thermoplastique comprenant moins de 20 % en poids de fibres discontinues.
Le matériau them oplastique comprenant moins de 20 % en poids de fibres peut être avantageusement obtenu par mélange en une ou plusieurs fois d'un matériau themioplastique non chargé en fibres avec un mélange maître comprenant de 5 % à 80 % en poids de fibres. Le mélange maître peut de préférence comprendre entre 20 % et 70 % en poids de fibres. Et très préférentiellement, le mélange maître peut comprendre entre 40 % et 60 % en poids de fibres.
Description des dessins
L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, des exemples non limitatifs de réalisation, en se référant au dessin schématique annexé, dans lequel :
- la Figure 1 représente une vue longitudinale agrandie d'un fil gainé selon l'état de la technique et d'un fil gainé selon l'invention ;
- la Figure 2 représente une vue en coupe transversale prise au microscope optique du fil gainé selon l'invention ; et la Figure 3 représente une vue du dessus agrandie d'un textile réalisé à partir de fils gainés.
Description détaillée L'âme est recouverte par extrusion ou enduction d'une couche de matériau polymère périphérique. Les photographies agrandies environ 20 fois de la Figure 1 montrent une comparaison entre un fil gainé (1) selon l'état de la technique (placé à gauche), représenté par le document FR- 2.617.205 et un fil gainé (2) selon la présente invention (placé à droite). Du fait de la présence de fibres discontinues, la surface extérieure du fil (2) obtenu par le procédé selon l'invention présente un aspect irrégulier et ressemble à de la ficelle. Le diamètre moyen peut ainsi être inférieur à 1 mm et varier entre 0,6 mm et 0,9 mm. En revanche, la surface extérieure du fil gainé traditionnel (1) est lisse.
Avantageusement, et en pratique, le fil d'âme est un fil à multifilamei-ts, haute ténacité c'est-à-dire présentant une ténacité de l'ordre d'au moins 50 cN/tex. Les multiples filaments de l'âme sont tordus ou non, entrelacés ou non, assemblés ou non, textures ou non, en fonction du fil gainé final souhaité. La Figure 2 montre une coupe transversale du fil gainé (2) prise au microscope optique avec un agrandissement d'environ 150 fois. Dans cette réalisation du fil gainé (2), les multiples filaments (3) en polyester de l'âme (4) apparaissent au centre. La gaine (6) à base de compound PVC entoure l'âme (4). Comme le montre cette photographie, la gaine (6) intègre les fibres de chanvre (7) noyées dans le PNC. Le pourtour de la gaine (6) est très irrégulier, conférant à l'ensemble du fil un toucher naturel.
Dans une autre variante, on réalise directement par co-extrusion l'âme et la gaine. Avantageusement, et en pratique, la gaine (6) est extradée autour du fil d'âme (4). Les compositions de polymère themioplastique de la gaine comprennent en outre avantageusement des adjuvants complémentaires : au moins un agent anti-UN., et/ou au moins un agent biocide, et/ou au moins une charge minérale, et/ou au moins un pigment, et/ou au moins un agent d'ignifugation. L'agent d'ignifugation peut être des charges ignifugeantes minérales, tels que par exemple des oxydes d'antimoine, du trihydrate d'alumine, de l'oxyde de zinc ou de magnésium.
Le rapport en poids entre le fil d'âme (4) et la gaine (6) dépend à la fois des applications finales envisagées et du matériel d'extrusion ou d'enduction dont on dispose.
De tels fils peuvent être employés dans de multiples applications, et notamment la fabrication de mobilier, typiquement des sièges de camping, habillages automobiles, revêtement de sols et murs, protections solaires, articles de bagagerie, toiles de protection et d'autres encore.
La Figure 3 montre un exemple de textile agrandi environ 10 fois, entièrement réalisé à partir de fils (2), avec une âme 100 % polyester gainée avec un compound PNC et fibres de chanvre selon l'invention, et thermofixés. Le textile comprend un fil de chaîne (8) à l'horizontale et deux fils de trame à la verticale (9 et 11). On notera que les fils présentent différentes colorations.
Exemples de réalisation On réalise un fil gainé (2) selon la présente invention de la manière suivante. On gaine par extrusion par passage dans une filière un fil de polyester de 1100 dtex, commercialisé par la société Rliodia sous la dénomination « Type 156 ». La vitesse de défilement du fil est de 300 m/min.
La composition de gainage extradé comprend : - 7 % de fibres de chanvre ; et
93 % de PNC plastifié, formulé et pigmenté. On obtient ainsi un fil gainé de 4700 dtex ayant un diamètre moyen de 0,67 mm ; en d'autres tenues, en poids, le fil d'âme polyester représente 23,4 % et la gaine fibrée représente 76,6 %. De plus, le fil gainé obtenu présente les caractéristiques et les propriétés mécaniques qui suivent : résistance à la traction, 9,6 daΝ, et allongement à la rupture, 14,5 %. Ce fil convient donc parfaitement pour la fabrication de textiles pouvant être thermofixés.
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. Par exemple, on pourra concevoir une âme en différents matériaux, tels que des fibres de verre, des fibres optiques, un ou plusieurs fils métalliques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Fil gainé d'aspect naturel, présentant un fil d'âme (4) et une gaine (6) réalisée en un matériau thermoplastique, caractérisé en ce que le matériau thermoplastique de la gaine (6) comprend moins de 20 % en poids de fibres discontinues (7).
2. Fil gainé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fil d'âme (4) est un fil multifilaments (3).
->. Fil gainé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fil d'âme (4) est un fil de polyester, d'alcool polyvinylique ou de polyamide. '
4. Fil gainé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau thermoplastique de la gaine (6) est choisi, seul ou en mélange, dans le groupe des polymères et copolymères comprenant les polyoléfines, polyesters, polyamides, polychlorares de vinyle, alcools polyvinyliques, silicones et les polymères fluorés.
5. Fil gainé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité de fibres (7) du matériau thermoplastique de la gaine (6) est comprise entre 1 % et 15 % en poids, de préférence entre 4 % et 12 % en poids, et très préférentiellement entre 6 % et 9 % en poids.
6. Fil gainé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres discontinues (7) sont choisies, seules ou en mélange, dans le groupe comprenant les fibres naturelles et les fibres synthétiques.
7. Fil gainé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les fibres naturelles sont des fibres de chanvre.
8. Fil gainé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres discontinues (7) présentent une longueur moyenne comprise entre 10 μm et 500 μm, de préférence sensiblement égale à 100 μm et un diamètre moyen compris entre 3 μm et 100 μm, de préférence sensiblement égal à 20 μm.
9. Textiles, caractérisés en ce qu'ils sont réalisés à partir du fil gainé (2) selon l'une des revendications précédentes.
10. Procédé de réalisation d'un fil gainé (2) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à gainer un fil d'âme (4) par extrusion par passage dans une filière, avec un matériau thermoplastique comprenant moins de 20 % en poids de fibres discontinues (7).
1 1. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le matériau themioplastique comprenant moins de 20 % en poids de fibres est obtenu par mélange en une ou plusieurs fois d'un matériau thermoplastique non chargé en fibres avec un mélange maître comprenant de 5 % à 80 % en poids de fibres, de préférence entre 20 % et 70 % en poids et très préférentiellement entre 40 % et 60 % en poids.
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