WO2010063945A1 - Fil composite photoluminescent, procede d'obtention et structure textile obtenue - Google Patents

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WO2010063945A1
WO2010063945A1 PCT/FR2009/052361 FR2009052361W WO2010063945A1 WO 2010063945 A1 WO2010063945 A1 WO 2010063945A1 FR 2009052361 W FR2009052361 W FR 2009052361W WO 2010063945 A1 WO2010063945 A1 WO 2010063945A1
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polymer
core
yarn
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polymeric material
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Stéphane VERAN
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Porcher Industries
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/34Yarns or threads having slubs, knops, spirals, loops, tufts, or other irregular or decorative effects, i.e. effect yarns
    • D02G3/346Yarns or threads having slubs, knops, spirals, loops, tufts, or other irregular or decorative effects, i.e. effect yarns with coloured effects, i.e. by differential dyeing process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/465Coatings containing composite materials
    • C03C25/475Coatings containing composite materials containing colouring agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/04Pigments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06PDYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/0004General aspects of dyeing
    • D06P1/0012Effecting dyeing to obtain luminescent or phosphorescent dyeings

Definitions

  • the present invention relates to a photoluminescent composite wire for technical or industrial use, which can be assembled in any type of textile structure, in particular fabrics and textile webs, which can be used in all applications, particularly in the field of signage, for example safety clothing, or for decoration, for example for the manufacture of blinds or curtains. More particularly, the invention relates to photoluminescent composite son that can be obtained by coating.
  • US-A-2,787,558 discloses a method of producing a phosphorescent yarn by incorporating a suitable pigment (ZnS) into the resin composition for coating the yarn.
  • This composition comprises a binder such as casein and a polymer such as polyethylene or polyvinyl acetate.
  • the application on the wire is done by impregnation.
  • FR-A-2 901 561 describes the incorporation of photoluminescent pigments in transparent or translucent substances for coating surfaces, including textile surfaces. It can be photoluminescent varnish of two-component type and single-component matrix of copolymers or acrylic PU varnish. According to this document, the choice or the color of the surface on which the matrix is applied can be used to confer interesting visual effects.
  • the document thus envisages applying white or light colors and / or that can be with special effects of pearlescent, metallic, photo reflective, fluorescent, phosphorescent and / or specific effects obtained by surface treatment such as anodizing, metallization, laser treatment on the surface of base.
  • surface treatment such as anodizing, metallization, laser treatment on the surface of base.
  • the document contemplates juxtaposing photoluminescent and non-photoluminescent transparent or translucent layers.
  • thermoplastic material preferably of transparent type, such as polyvinyl chloride, and phosphorescent pigments to form granules and extrudable particles.
  • the core of the base wire (without prior treatment) is extrusion-coated with a thermoplastic coating based on the aforementioned preparation.
  • the phosphorescent particle is incorporated in a highly viscous molten polymer. The shear forces are larger and the particle may be reduced in size which is detrimental to the durability of the phosphorescence.
  • US patent application 2006/048440 relates to fishing lines whose core is covered with two or three layers of coating.
  • the first layer may contain polymeric microspheres to bring lightness to the wire.
  • the layers may also contain fluorescent pigments.
  • fluorescence is a phenomenon distinct from phosphorescence and the document does not solve the problem of the durability of the fluorescence phenomenon.
  • WO03 / 075046 discloses a method for incorporating fluorescent or phosphorescent additives into a polymeric layer.
  • the composition obtained is deposited on fibers / fabrics of glass or quartz (transparent). Only fluorescent additives are exemplified and the durability of the phenomenon of phosphorescence is not described here, however it must be low.
  • JP09067764 is known to provide a tacky treatment of the surface with an acrylic or urethane-based resin comprising phosphorus-based pigments.
  • the coated fiber is transparent. This document does not, however, deal with the question of the persistence of the phenomenon of phosphorescence.
  • JP08176924 discloses a nylon thread comprising a layer of titanium dioxide and fluorescent agent.
  • the fluorescent agent acts as an optical brightener for enhancing the whiteness of the pigment (titanium dioxide). he this document does not mention the persistence of the phenomenon of phosphorescence.
  • technical composite yarns comprising: a core comprising a continuous yarn of inorganic material such as glass or organic material such as polyamide, polyvinyl alcohol, polyester and a sheath or envelope comprising a matrix, constituted by at least one polymeric material, for example a chlorinated or acrylic polymer material, and a plasticizer.
  • inorganic material such as glass or organic material such as polyamide, polyvinyl alcohol, polyester
  • sheath or envelope comprising a matrix, constituted by at least one polymeric material, for example a chlorinated or acrylic polymer material, and a plasticizer.
  • such a yarn may be obtained by coating in one or two layers, the core with a plastisol comprising the polymer material and the plasticizer, and then by gelling the plastisol around the core.
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages of wires coated with a phosphorescent or photoluminescent matrix and wires made from artificial fibers containing the photoluminescent pigment.
  • the object of the invention is in particular to provide new photoluminescent composite son easy to manufacture without imposing significant modifications of the process or manufacture of composite son, having good properties of textile son and having a durable photoluminescence.
  • the present invention thus relates to a continuous photoluminescent yarn, obtained by spinning filaments or fibers in an organic or inorganic artificial material or natural fibers, and a polymer material constituted around the core, characterized in that the surface outer core of the core is light or white in color, and in that the polymeric material formed around the core is transparent or translucent, preferably transparent, and contains a photoluminescent pigment.
  • the outer surface of the core is preferably white but a light color promoting the perception of photoluminescence may be suitable.
  • a white or light-colored core or making a white or clear undercoat makes it possible to reflect the light radiation.
  • the phosphorescent pigment is doubly excited by the incident light radiation and by the reflection of this light beam on the light or white core.
  • the measurement of the light or white color can be done by the method of Wl Berger (formula of white BERGER).
  • the whiteness measurement according to the Wl Berger uses a standardized illuminant (light source) D65 which corresponds to the light emitted by the sun. This light source is standardized and known to those skilled in the art.
  • the degree Berger is obtained by the following formula:
  • W L * -0.9 ⁇ (a * 2 + b * 2)
  • L * is the lightness and ranges from 0 (black) to 100 (white)
  • a * and b * corresponding to the Lab coordinates (coordinates which define the color) well known to those skilled in the art, has the red axis to green and b represents the yellow to blue axis.
  • the present invention is characterized by a Wl Berger value
  • the filler or pigment conferring the light or white color has a particle size of the order of one micron, more particularly between 0.8 and 10 ⁇ m. fillers having a particle size such that they have an opacifying effect are used. The given interval is particularly suitable for this purpose.
  • Opacity is the ability of a material to oppose the transmission of a luminous flux for a given thickness.
  • the opacity corresponds physically to the ratio between the measured luminosity of a layer of polymeric material applied on a black background (Y black background) and the measured luminosity of a layer of the same polymeric material on a white background (Y white background), the measurements are made using a spectrocolorimeter.
  • the polymeric material is coated on a black / white checkered cardboard sheet.
  • the film thickness of 1.25 mm is gelled at 160 0 C for 12 minutes.
  • Y reflectance of the coating is measured at using a Datacolor SF300 spectrophotometer on a white background and a black background.
  • a 100% opacity coating is perfectly opaque.
  • the light or white color confers an opacity to the soul of between 75 and 100%.
  • formulas which do not contain a pigment conferring a light or white color or which contain a charge which does not confer a light or white color have opacity values of less than 75% (7%, respectively). 32%).
  • the amount of filler conferring a clear or white color to the core is between 0.5 and 5% by weight relative to the total weight of the polymeric material.
  • the core comprises the continuous wire and a light or white colored polymer material formed around the wire.
  • the composite yarn is coated with at least two polymeric materials, one forming a sub-layer of light or white color, this sub-layer being closer to the continuous yarn, typically in contact with that the other a polymer material forming an outer layer of the composite yarn comprising the photoluminescent pigment.
  • the rate of impregnation of the yarn is referred to as the loading rate and is defined by the following formula: weight of the coated yarn - weight of the yarn x 100 weight of the yarn coated
  • the continuous yarn is preferably coated by a coating process with the polymeric materials and in the successive order of the layers, the core itself being first produced by coating with the polymer forming the underlayer, then the polymer forming the outer layer is formed around the core by coating.
  • the coating may be carried out in a layer with a liquid monomer or polymer preparation.
  • a liquid polymer preparation is obtained by melting a polymer or by dispersion, for example in the form of plastisol.
  • a liquid monomer preparation consists of a liquid monomer which will polymerize under the effect of a source of energy, such as heat or irradiation, eg UV irradiation.
  • an outer layer of pigmentless transparent polymeric material may be present, as well as a transparent, pigmentless intermediate polymeric material may be interposed between the underlayer and the luminescent polymer, or may the continuous wire be coated or impregnated at the core of a suitable polymeric material.
  • the carrier level of the polymer is advantageously between 25 and
  • the polymeric material constituted around a wire and forming the underlayer contains a pigment or pigments conferring the (pale) white color.
  • the polymer contains a preferably inorganic white pigment, such as titanium dioxide, zinc sulfide, calcium carbonate, talc, antimony trioxide.
  • the polymeric material formed around the wire and forming the underlayer is a foamed polymer, that is to say a polymeric material comprising a foaming system leading to obtaining a layer of light-colored polymers or white by the effect of foaming.
  • a foamed polymer that is to say a polymeric material comprising a foaming system leading to obtaining a layer of light-colored polymers or white by the effect of foaming.
  • the core comprises a continuous wire incorporated in a mass of foamed polymer, in particular according to the teaching of WO-A-2005/052232.
  • the constituent fibers of the continuous wire are distributed uniformly in the matrix of polymer material.
  • the polymer is foamed by the implementation of a chemical foaming system or a mechanical foaming system.
  • the core is typically prepared by coating or extrusion by or into the polymeric material in combination with a mechanical yarn opening process for fiber separation and core impregnation.
  • the foamed polymer imparts the light or white color to said core, so that it is not necessary, but not limited, to provide a polymer material forming an independent underlayer. In fact, the trapped gas particles refract the light rays and bring a light or white color in the same way as mineral charges.
  • the foamed polymer material itself forms the underlayer.
  • the polymeric material containing the photoluminescent pigment can be applied directly to said core.
  • the constituent material of the fibers of the continuous yarn is inorganic and typically it is glass or silica.
  • the constituent material of the fibers of the continuous yarn is organic and typically it is polyolefins, polyesters, polyamides, polyvinyls, acrylics.
  • the constituent material of the fibers of the continuous yarn is of natural origin, for example linen or cotton and preferably lyocell.
  • liquid preparation of monomers or polymers is meant any liquid formulation based on monomers or polymers.
  • formulation any mixture comprising at least one product, for example dispersion, solution, mixture of monomers and / or oligomers.
  • polymer dispersion any split-state polymer preparation, optionally comprising additives, in an organic liquid or not.
  • plasticized is meant a polymer containing a plasticizer.
  • plastisol is meant a dispersion of polymers, and optionally fillers and other additives, in the finely divided state, in a plasticizer or plasticizer system.
  • the polymer material formed around the core is a plasticized polymer.
  • the polymeric material formed around the core is a plastisol.
  • the polymeric material formed around the core is preferably a transparent or translucent chlorinated or acrylic polymer.
  • a chlorinated polymer material it is possible to use, in accordance with the invention, any resin capable of being plasticized, and in particular which can therefore be used in the form of plastisol.
  • chlorinated polymer material is meant a pure chlorinated polymer or a copolymer of vinyl chloride copolymerized with other monomers, or a chlorinated polymer which is alloyed with other polymers.
  • olefins such as, for example, ethylene, vinyl esters of saturated carboxylic acids, such as vinyl acetate, vinyl butyrate or maleates; halogenated vinyl derivatives such as, for example, vinylidene chloride, esters of acrylic or methacrylic acid such as, for example, butyl acrylate.
  • chlorinated polymers examples include polyvinyl chloride (PVC), but also superchlorinated PVC, polyvinylidene chlorides and chlorinated polyolefins.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the chlorinated polymer material according to the present invention has a weight content of halogen of between 40 and 70%.
  • plasticizer As a plasticizer, mention may be made of organic phthalates, for example isononyl phthalate. As material or acrylic resin, any synthetic polymer derived from propenoic acid can be used to obtain a transparent (translucent) polymer.
  • the acrylic resin may be a homopolymer or a copolymer based on methyl methacrylate.
  • the acrylic resin advantageously contains a phosphate type plasticizer or a mixed phosphate / phthalate type.
  • the polymeric material formed around the core comprises one or more photoluminescent pigments in a proportion of 1 to 15%, more particularly 2 to 10%, preferably 4 to 6% by weight relative to the weight of the polymeric material.
  • the polymer material having photoluminescent properties comprises one or more photoluminescent pigments.
  • a photoluminescent pigment is a pigment or substance that when excited by a light radiation, including a wavelength of radiation in the visible or ultraviolet range, emits light extending after cessation of exposure to radiation.
  • pigments mention may be made of: zinc sulphide or calcium sulphide, optionally doped with cobalt or with copper; rare earth sulfides - preferably rare earth silicates, rare earth aluminates, and mixtures thereof; as examples, mention may in particular be made of silicates and aluminates of europium or dysprohum.
  • the core comprises the continuous wire and a white (light) colored polymer material formed around the wire and this polymer material is of the same nature as the polymer material formed around the core.
  • the core comprises the continuous wire and a polymer material constituted around a wire, as well as a polymeric material formed around this core, and in that the two polymeric materials are transparent plastisols. (Translucent) of the same nature, typically chlorinated polymer or acrylic polymer.
  • the wire is fireproof.
  • a flame retardant filler may be incorporated in at least one of the polymeric materials.
  • Known charges can be used.
  • fillers which do not opacify the polymer material can be used.
  • such a filler is present in the polymer forming the underlayer and in the photoluminescent polymer.
  • the composite yarn according to the invention can be incorporated in all textile structures, or assembled according to any required textile structures, two-dimensional (sheets, fabrics, etc.) or three-dimensional (braids, for example).
  • the composite yarn can be cut and divided into elementary yarns, which are then intermingled and attached to one another in the form of non-woven textile structures, for example, or incorporated into such structures.
  • the fixing of the elementary son can be obtained by impregnation with a suitable adhesive substance or by thermo-fusion of the polymeric material.
  • the composite yarn can also be assembled on itself or with other yarns, in any woven or knitted textile structures. It may be incorporated as a warp and / or weft, or in the form of grids constituted exclusively or not from this composite yarn.
  • the composite yarn is woven with a light colored yarn, preferably a white yarn.
  • the composite yarn is woven in weft or warp, typically in weft.
  • the present invention therefore also relates to a textile comprising at least one yarn according to any one of the preceding claims.
  • This textile can be a fabric or a knit. These include a fabric in which the composite yarn is woven in warp or weft, with another thread, light in color, preferably white.
  • the complementary yarn is preferably a composite yarn, based on continuous yarn and polymeric material.
  • This fabric may also be a fabric or a knit in which the composite yarn is worked in warp and weft, in the presence or absence of a complementary yarn, preferably a composite yarn, based on continuous yarn and polymeric material.
  • the invention also relates to a blind or curtain of indoor or outdoor, made from a textile according to the invention.
  • the invention also relates to a textile article or an article incorporating a textile, comprising a textile according to the invention, in the field of signaling or security.
  • a white inner polymeric layer with opacifying filler may comprise the following ingredients: PVC resin, especially in the form of microsuspension or in emulsion, for example VINNOLIT® P70; extender or filler PVC, especially in the form of resin in suspension, for example LACOVYL® PS1050; plasticizer, for example isononyl phthalate; wetting agent, especially surfactant of the BYK range, for example BYK DISPERPLAST® I rheological agent / diluent, for example EXXSOL®; thermal stabilizer, especially tin salt, thioetain, calcium-zinc compound or barium-zinc compound, for example from the range
  • BAERLOCHER eg I 1 UBZ 171
  • anti-UV for example from the CIBA range
  • flame retardant filler for example mixture of antimony trioxide, zinc hydroxystannate and zinc borate
  • opacifying filler in particular zinc sulphate, titanium dioxide, calcium carbonate, for example Kronos 2222.
  • An inner foamed polymer layer may comprise the following ingredients: PVC resin, especially in the form of microsuspension or in emulsion, for example VINNOLIT® P70; plasticizer, for example isononyl phthalate; rheological agent / diluent, for example EXXSOL®; thermal stabilizer, especially tin salt, thioetain, calcium-zinc compound or barium-zinc compound, for example from the range
  • BAERLOCHER e.g. UBZ 171
  • foaming system for example azodicarbonamide and activator
  • a photoluminescent outer polymer layer may comprise the following ingredients: PVC resin, especially in the form of microsuspension or in emulsion, for example VINNOLIT® P70; extender or filler PVC, especially in the form of resin in suspension, for example LACOVYL® PS1050; plasticizer, for example isononyl phthalate; wetting agent, especially surfactant of the BYK range, for example BYK DISPERPLAST® I rheological agent / diluent, for example EXXSOL®; thermal stabilizer, especially tin salt, thioetain, calcium-zinc compound or barium-zinc compound, for example from the BAERLOCHER range, eg UBZ 171; anti-UV, for example from the CIBA range; flame retardant filler, for example mixture of antimony trioxide, zinc hydroxystannate and zinc borate; and photoluminescent pigment, HONEYWELL Lumilux® Green SN F
  • Coat of 34 tex continuous glass wire is coated using compositions as described below.
  • the coating process itself consists of a coating on a first die for the underlayer, then gelation, and on a second die for the photoluminescent outer layer, and then gelation, before winding. Gelling is obtained as is known per se by passing in the oven at a suitable temperature.
  • Photoluminescent outer layer C is a photoluminescent outer layer
  • a 97 tex A + C coated yarn having long-lasting photoluminescence properties is obtained.
  • photoluminescent pigment expressed by weight relative to the total weight of the coated yarn, there is a remanence of 5 to 8 hours after exposure of the yarn a few minutes to UV.
  • a similar result is obtained with a 67 tex B + C coated yarn.

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Abstract

Fil composite photoluminescent constitué d'une âme comprenant un fil continu, obtenu par filature de fibres en un matériau artificiel organique ou inorganique ou de fibres naturelles, et d'un matériau polymère constitué autour de l'âme, caractérisé en ce que la surface extérieure de l'âme est de couleur claire ou blanche et en ce que le matériau polymère constitué autour de l'âme est transparent ou translucide et contient un pigment photoluminescent

Description

FIL COMPOSITE PHOTOLUMINESCENT, PROCEDE D'OBTENTION ET STRUCTURE TEXTILE OBTENUE
La présente invention concerne un fil composite photoluminescent à usage technique ou industriel, pouvant être assemblé en tout type de structure textile, notamment tissus et nappes textiles, pouvant être utilisé dans toutes applications notamment dans le domaine de la signalétique, par exemple vêtements de sécurité, ou pour la décoration, par exemple pour la fabrication de stores ou rideaux. Plus particulièrement, l'invention concerne des fils composites photoluminescents susceptibles d'être obtenus par enduction.
L'intérêt de conférer des propriétés photoluminescentes ou phosphorescentes à un fil textile est apparu il y a longtemps. Ainsi, US-A- 2 787 558 décrit un procédé de production d'un fil phosphorescent par incorporation d'un pigment approprié (ZnS) dans la composition de résine destinée à recouvrir le fil. Cette composition comprend un liant tel que la caséine et un polymère tel qu'un polyéthylène ou un polyacétate de vinyle. L'application sur le fil se fait par imprégnation.
Cette façon de procéder a été critiquée comme conférant de la rigidité au fil et au tissu, une perte des propriétés textiles et une vulnérabilité à l'abrasion. Il en résulte une faible durabilité des propriétés de photoluminescence.
Pour améliorer ces propriétés, les industriels se sont tournés vers l'incorporation des pigments luminescents directement dans la fibre textile : US-A- 2003/0122107, US-A-5 674 437 et US-A-7 338 877. D'autres industriels ont développé l'application de couches photoluminescentes à la surface de substrats divers. Ainsi, FR-A-2 901 561 décrit l'incorporation de pigments photoluminescents dans des substances transparentes ou translucides destinées au revêtement de surfaces, y compris de surfaces textiles. Il peut s'agir de vernis photoluminescent de type bi-composant et de matrice mono-composant de copolymères ou de vernis PU acrylique. Selon ce document, le choix ou la couleur de la surface sur laquelle la matrice est appliquée peut être mise à profit pour conférer des effets visuels intéressants. Le document envisage ainsi d'appliquer des couleurs blanches ou claires et/ou pouvant être dotées d'effets spéciaux de type nacré, métallisé, du type photo réfléchissant, ou fluorescent, phosphorescent et/ou d'effets spécifiques obtenus par traitement de surface comme par exemple l'anodisation, la métallisation, le traitement laser, sur la surface de base . Le document envisage de juxtaposer des couches photoluminescentes et non photoluminescentes transparentes ou translucides.
On connaît également de FR 2 514 377 une préparation à base de matériau thermoplastique, de préférence de type transparent, tel que du chlorure de polyvinyle, et des pigments phosphorescents pour former des granulés et des particules pouvant être extrudées. Il est notamment décrit que l'âme du fil de base (sans traitement préalable) est soumis par extrusion à un recouvrement thermoplastique à base de la préparation précitée. La particule phosphorescente est incorporée dans un polymère fondu très visqueux. Les forces de cisaillement sont plus importantes et la particule risque de voir sa taille diminuée ce qui est préjudiciable à la durabilité de la phosphorescence. La demande de brevet US 2006/048440 concerne des lignes de pêche dont l'âme est recouverte de deux ou trois couches de revêtement. La première couche peut contenir des microsphères polymériques permettant d'apporter une légèreté au fil. Les couches peuvent également contenir des pigments fluorescents. Cependant, la fluorescence est un phénomène distinct de la phosphorescence et de document ne permet pas de résoudre le problème de la durabilité du phénomène de fluorescence.
On connaît de WO03/075046 une méthode d'incorporation d'additifs fluorescents ou phosphorescents dans une couche polymérique. La composition obtenue est déposée sur des fibres/tissus de verre ou de quartz (transparent). Seuls des additifs fluorescents sont exemplifiés et la durabilité du phénomène de phosphorescence n'est pas ici décrit, cependant celle-ci doit être faible.
On connaît de JP09067764 un traitement collant de la surface par une résine à base d'acrylique ou d'uréthane comprenant des pigments à base de phosphore. La fibre enduite est transparente. Ce document ne traite cependant pas de la question de la rémanence du phénomène de phosphorescence.
On connaît enfin de JP08176924 un fil nylon comportant une couche de dioxyde de titane et d'agent fluorescent. L'agent fluorescent joue un rôle d'azurant optique permettant de renforcer la blancheur du pigment (dioxyde de titane). Il n'est pas question dans ce document de la rémanence du phénomène de phosphorescence.
De manière générale, on connaît déjà des fils composites techniques comprenant : une âme comportant un fil continu en matériau inorganique tel que le verre ou organique tel que le polyamide, l'alcool de polyvinyle, le polyester et une gaine ou enveloppe comportant une matrice, constituée par au moins un matériau polymère, par exemple un matériau polymère chloré ou acrylique, et un plastifiant.
Préférentiellement, mais de manière non exclusive, un tel fil peut être obtenu par enduction en une ou deux couches, de l'âme avec un plastisol comprenant le matériau polymère et le plastifiant, puis par gélification du plastisol autour de l'âme.
La présente invention a pour objectif de remédier aux inconvénients des fils enduits d'une matrice phosphorescente ou photoluminescente et des fils réalisés à partir de fibres artificielles contenant le pigment photoluminescent.
L'objectif de l'invention est notamment de fournir de nouveaux fils composites photoluminescents faciles à fabriquer sans imposer des modifications sensibles du procédé ou fabrication des fils composites, présentant de bonnes propriétés de fils textiles et ayant une photoluminescence durable.
La présente invention a ainsi pour objet un fil photoluminescent continu, obtenu par filature de filaments ou fibres en un matériau artificiel organique ou inorganique ou de fibres naturelles, et d'un matériau polymère constitué autour de l'âme, caractérisé en ce que la surface extérieure de l'âme est de couleur claire ou blanche, et en ce que le matériau polymère constitué autour de l'âme est transparent ou translucide, de préférence transparent, et contient un pigment photoluminescent. La surface extérieure de l'âme est de préférence blanche mais une couleur claire favorisant la perception de la photoluminescence peut convenir. Le fait d'utiliser une âme blanche ou de couleur claire ou de réaliser une sous-couche blanche ou claire permet de réfléchir le rayonnement lumineux. Ainsi, Le pigment phosphorescent est doublement excité par la radiation lumineuse incidente et par la réflexion de ce rayon lumineux sur l'âme de couleur claire ou blanche.
La mesure de la couleur claire ou blanche peut se faire par la méthode de Wl Berger (formule de blanc BERGER). La mesure de blancheur selon le Wl Berger utilise un illuminant (source lumineuse) normalisé D65 qui correspond à la lumière émise par le soleil. Cette source lumineuse est normalisée et connue par l'homme de l'art. Le degré Berger est obtenu par la formule suivante :
W = L * -0,9^(a *2 +b *2 ) où L* correspond à la clarté et est comprise entre 0 (noir) et 100 (blanc), a* et b* correspondent aux coordonnées Lab (coordonnées qui définissent la couleur), bien connues de l'homme du métier, a représentant l'axe rouge à vert et b représentant l'axe jaune à bleu. Ainsi, la présente invention est caractérisée par une valeur Wl Berger
(degré Berger) comprise entre 80 et 100. A titre de comparaison des formules ne comportant pas de pigment conférant la couleur claire ou blanche ou comportant une charge ne conférant pas de couleur claire ou blanche (par exemple charge ignifugeante) ont des valeurs de blancheur mesurées par la méthode Wl Berger (degré Berger) inférieures à 65%, respectivement 80%.
Dans un mode de réalisation la charge ou pigment conférant la couleur claire ou blanche présente une granulométrie de l'ordre du micron, plus particulièrement comprise entre 0,8 à 10 μm. on emploie des charges ayant une granulométrie telle qu'elles ont un effet d'opacification. L'intervalle donné est particulièrement approprié à cet effet.
L'opacité est l'aptitude d'un matériau à s'opposer à la transmission d'un flux lumineux et ce pour une épaisseur donnée. L'opacité correspond physiquement au rapport entre la luminosité mesurée d'une couche de matériau polymérique appliquée sur un fond noir (Y fond noir) et la luminosité mesurée d'une couche du même matériau polymérique sur un fond blanc (Y fond blanc), les mesures sont réalisées au spectrocolorimètre. En pratique, on enduit le matériau polymérique sur une feuille carton à damiers noir / blanc. Le film d'épaisseur 1 .25 mm est gélifié à 1600C pendant 12 minutes. On mesure la réflectance Y de l'enduction à l'aide d'un spectro-colorimètre Datacolor SF300 sur fond blanc et sur fond noir.
L'opacité est le ratio entre la mesure de réflectance sur fond blanc et la mesure de réflectance sur fond noir = Yb/Ynx100. Ainsi une enduction d'opacité 100% est parfaitement opaque. Dans un mode de réalisation la couleur claire ou blanche confère une opacité à l'âme comprise entre 75 et 100%. A titre de comparaison des formules ne comportant pas de pigment conférant la couleur claire ou blanche ou comportant une charge ne conférant pas de couleur claire ou blanche (par exemple charge ignifugeante) ont des valeurs d'opacité inférieures à 75% (7%, respectivement 32%).
La quantité de charge conférant une couleur claire ou blanche à l'âme est comprise entre 0,5 et 5% en poids par rapport au poids total du matériau polymère.
Suivant un premier mode de réalisation, l'âme comprend le fil continu et un matériau polymère de couleur claire ou blanche constitué autour du fil. Dans ce mode de réalisation, le fil composite est revêtu d'au moins deux matériaux polymères, l'un formant une sous-couche de couleur claire ou blanche, cette sous- couche étant au plus près du fil continu, typiquement au contact de celui-ci, l'autre un matériau polymère formant une couche extérieure du fil composite comportant le pigment photoluminescent.
Pour conférer les propriétés conférant au fil composite selon l'invention, sa capacité à être manipulé, mis en œuvre et notamment tissé, il est d'usage de constituer une certaine épaisseur de matériau polymère autour du fil continu. On appelle notamment taux d'emport, le taux d'imprégnation du fil et il est défini par la formule suivante : poids du fil enduit - poids du fil x 100 poids du fil enduit
Selon l'invention, le fil continu est de préférence enduit par un procédé d'enduction avec les matériaux polymères et suivant l'ordre successif des couches, l'âme proprement dite étant tout d'abord réalisée par enduction à l'aide du polymère formant la sous-couche, puis le polymère formant la couche extérieure est constitué autour de l'âme par enduction.
Selon l'invention, l'enduction est susceptible d'être effectuée par couche avec une préparation liquide de monomère ou de polymère. Suivant une première méthode, une préparation liquide de polymère est obtenue par fusion d'un polymère ou par dispersion, par exemple sous forme de plastisol. Suivant une deuxième méthode, une préparation liquide de monomère est constituée d'un monomère liquide qui polymérisera sous l'effet d'une source d'énergie, telle que la chaleur ou une irradiation, e.g. irradiation UV.
Ces procédés d'enduction, et notamment à partir d'un polymère plastifié et notamment d'une dispersion du type plastisol, permettent d'obtenir les meilleurs taux d'emport. Néanmoins, selon l'épaisseur finale souhaitée, le fabricant est amené à appliquer des couches successives. Ainsi, rien n'interdit à ce dernier d'appliquer plus de deux couches ou enductions. Ainsi, une couche extérieure de matériau polymère transparent sans pigment peut être présente, de même qu'un matériau polymère intermédiaire transparent sans pigment peut être interposé entre la sous-couche et le polymère luminescent, ou encore le fil continu peut-il être enduit ou imprégné à cœur d'un matériau polymère approprié. Le taux d'emport du polymère est avantageusement compris entre 25 et
200. Il est de préférence compris entre 50 et 100 %.
Selon une caractéristique, le matériau polymère constitué autour d'un fil et formant la sous-couche, contient un pigment ou des pigments conférant la couleur (claire) blanche. De préférence, le polymère contient un pigment blanc de préférence minéral, tel que le dioxyde de titane, le sulfure de zinc, le carbonate de calcium, le talc, le trioxyde d'antimoine.
Concernant ce mode de réalisation, l'homme du métier pourra se référer à WO-A-03/056082 décrivant un fil composite revêtu de matériaux polymères.
En variante, le matériau polymère constitué autour du fil et formant la sous- couche est un polymère moussé, c'est-à-dire un matériau polymère comportant un système moussant conduisant à l'obtention d'une couche de polymères de couleur claire ou blanche par l'effet du moussage. L'homme du métier pourra se référer à WO-A-2005/052232 qui décrit un tel polymère moussé appliqué à l'enduction d'un fil continu. Suivant un deuxième mode de réalisation, l'âme comprend un fil continu incorporé dans une masse de polymère moussé, en particulier selon l'enseignement de WO-A-2005/052232. Les fibres constitutives du fil continu sont réparties uniformément dans la matrice en matériau polymère. Le polymère est moussé par la mise en œuvre d'un système moussant chimique ou d'un système moussant mécanique. Typiquement, l'âme est préparée typiquement par enduction ou extrusion par ou dans le matériau polymère en combinaison avec un procédé d'ouverture mécanique du fil permettant la séparation des fibres et l'imprégnation à cœur. Le polymère moussé confère la couleur claire ou blanche à ladite âme, de sorte qu'il n'est pas nécessaire, sans toutefois y être limité, de prévoir un matériau polymère formant une sous-couche indépendante. En effet, les particules de gaz emprisonnées réfractent les rayons lumineux et apportent une couleur claire ou blanche de la même manière que des charges minérale. Le matériau polymère moussé forme lui-même la sous-couche. Dans ce mode de réalisation, le matériau polymère contenant le pigment photoluminescent peut être appliqué directement sur ladite âme.
Suivant une modalité de l'invention, le matériau constitutif des fibres du fil continu est inorganique et typiquement il s'agit de verre ou de silice. Suivant une autre modalité de l'invention, le matériau constitutif des fibres du fil continu est organique et typiquement il s'agit de polyoléfines, de polyesters, de polyamides, de polyvinyles, d'acryliques.
Suivant une autre modalité de l'invention, le matériau constitutif des fibres du fil continu est d'origine naturelle, par exemple du lin ou du coton et de préférence du lyocell.
Par préparation liquide de monomères ou de polymères, on entend toute formulation liquide à base de monomères ou de polymères.
Par formulation, on entend tout mélange comportant au moins un produit par exemple dispersion, solution, mélange de monomères et/ou d'oligomères. Par dispersion de polymère, on entend toute préparation de polymère à l'état divisé, comprenant éventuellement des additifs, dans un liquide organique ou non.
Par plastifié, on entend un polymère contenant un agent plastifiant.
Par « plastisol », on entend une dispersion de polymères, et éventuellement de charges et autres additifs éventuels, à l'état finement divisé, dans un plastifiant ou système plastifiant.
Suivant une modalité de l'invention, le matériau polymère constitué autour de l'âme est un polymère plastifié. Suivant une modalité préférée, le matériau polymère constitué autour de l'âme est un plastisol.
Le matériau polymère constitué autour de l'âme est de préférence un polymère chloré ou acrylique transparent ou translucide. A titre de matériau polymère chloré, on peut utiliser conformément à l'invention, toute résine susceptible d'être plastifiée, et notamment pouvant être de ce fait mise en œuvre sous forme de plastisol.
Par matériau polymère chloré, on entend un polymère chloré pur ou un copolymère de chlorure de vinyle copolymérisé avec d'autres monomères, ou encore un polymère chloré qui est allié avec d'autres polymères.
Parmi les monomères qui peuvent être copolymérisés avec le chlorure de vinyle, on citera notamment des oléfines comme par exemple l'éthylène, des esters vinyliques d'acides carboxyliques saturés, comme l'acétate de vinyle, le butyrate de vinyle ou les maléates ; des dérivés vinyliques halogènes comme, par exemple, le chlorure de vinylidène, des esters d'acide acrylique ou méthacrylique comme, par exemple, l'acrylate de butyle.
A titre de polymère chloré, on citera par exemple le polychlorure de vinyle (PVC), mais aussi les PVC surchlorés, les polychlorures de vinylidène et les polyoléfines chlorées. De manière préférentielle, mais non exclusive, le matériau polymère chloré selon la présente invention a une teneur pondérale en halogène comprise entre 40 et 70 %.
A titre de plastifiant, on peut citer les phtalates organiques, par exemple le phtalate d'isononyle. A titre de matériau ou résine acrylique, on peut utiliser tout polymère synthétique dérivé de l'acide propénoïque permettant d'obtenir un polymère transparent (translucide).
La résine acrylique peut être un homopolymère ou un copolymère à base de méthacrylate de méthyle. Pour former un matériau polymère plastifié ou un plastisol, la résine acrylique contient avantageusement un plastifiant de type phosphate ou de type mixte phosphate/phtalate. Le matériau polymère constitué autour de l'âme comprend un ou des pigments photoluminescents à raison de 1 à 15 %, plus particulièrement de 2 à 10%, de préférence de 4 à 6% en poids par rapport au poids du matériau polymère. Le matériau polymère doué de propriétés photoluminescentes comprend un ou plusieurs pigments photoluminescents.
Par définition, un pigment photoluminescent s'entend d'un pigment ou substance qui lorsqu'il est excité par une radiation lumineuse, notamment une longueur d'onde d'une radiation dans le domaine du visible ou de l'ultraviolet, émet une lumière se prolongeant après cessation de l'exposition à la radiation.
Parmi ces pigments, on peut citer : sulfure de zinc ou sulfure de calcium, éventuellement dopé au cobalt ou au cuivre ; sulfides de terre rare - de préférence silicates de terre rare, aluminates de terre rare, et leurs mélanges ; comme exemples, on peut citer notamment les silicates et les aluminates d'europium ou de dysprohum.
Suivant un mode de réalisation, l'âme comprend le fil continu et un matériau polymère de couleur (claire) blanche constitué autour du fil et ce matériau polymère est de même nature que le matériau polymère constitué autour de l'âme.
Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré, l'âme comprend le fil continu et un matériau polymère constitué autour d'un fil, ainsi qu'un matériau polymère constitué autour de cette âme, et en ce que les deux matériaux polymères sont des plastisols transparents (translucides) de même nature, typiquement de polymère chloré ou de polymère acrylique.
De préférence et comme cela est connu en soi, le fil est ignifugé. Une charge ignifugeante peut être incorporée dans l'un au moins des matériaux polymères. On peut employer les charges connues. On peut notamment employer des charges qui n'opacifient pas le matériau polymère. Ainsi, suivant une caractéristique avantageuse, une telle charge est présente dans le polymère formant la sous-couche et dans le polymère photoluminescent. A titre d'exemple préféré, on citera les mélanges ternaires tels que décrits dans WO-A-97/42363, ou encore ceux décrits dans la demande de brevet FR 08 54490. Le fil composite selon l'invention peut être incorporé dans toutes structures textiles, ou assemblés selon toutes structures textiles requises, bidimensionnelles (nappes, tissus, etc.) ou tridimensionnelles (tresses par exemple).
Le fil composite peut être coupé et divisé en fils élémentaires, destinés à être ensuite entremêlés et fixés les uns aux autres, sous forme de structures textiles non tissées, mats par exemple, ou à être incorporés dans de telles structures. La fixation des fils élémentaires peut être obtenue par imprégnation avec une substance adhésive appropriée ou par thermo-fusion du matériau polymère. Le fil composite peut aussi être assemblé sur lui-même ou avec d'autres fils, dans toutes structures textiles tissées ou tricotées. Il peut être incorporé comme fil de chaîne et/ou de trame, ou sous forme de grilles constituées exclusivement ou pas à partir de ce fil composite.
Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le fil composite est tissé avec un fil de couleur claire, de préférence un fil blanc. Le fil composite est tissé en trame ou en chaîne, typiquement en trame.
La présente invention a donc aussi pour objet un textile comprenant au moins un fil selon l'une quelconque des revendications précédentes.
Ce textile peut être un tissu ou un tricot. Il s'agit notamment d'un tissu dans lequel le fil composite est tissé en chaîne ou en trame, avec un autre fil, de couleur claire, de préférence de couleur blanche. Le fil complémentaire est de préférence un fil composite, à base de fil continu et de matériau polymère.
Ce textile peut aussi être un tissu ou un tricot dans lequel le fil composite est travaillé en chaîne et en trame, en présence ou non d'un fil complémentaire, de préférence un fil composite, à base de fil continu et de matériau polymère.
L'invention a aussi pour objet un store ou rideau d'intérieur ou d'extérieur, réalisé à partir d'un textile selon l'invention.
L'invention a aussi pour objet un article textile ou un article incorporant un textile, comprenant un textile selon l'invention, dans le domaine de la signalisation ou de la sécurité.
L'invention va être maintenant décrite plus en détail à l'aide de modes de réalisation ou d'exemples pris à titre non limitatif. Les ingrédients donnés ci-après peuvent être tous considérés isolément comme des exemples pouvant entrer dans toute composition selon l'invention. Ils ne doivent pas être considéré seulement comme faisant partie intégrante de la composition donnée en exemple.
Une couche polymère interne blanche avec charge opacifiante peut comprendre les ingrédients suivants : résine PVC, notamment sous forme de microsuspension ou en émulsion, par exemple VINNOLIT® P70 ; extender ou filler PVC, notamment sous forme de résine en suspension, par exemple LACOVYL® PS1050 ; - plastifiant, par exemple phtalate d'isononyle ; agent mouillant, notamment tensioactif de la gamme BYK, par exemple BYK DISPERPLAST® I agent rhéologique / diluant, par exemple EXXSOL® ; stabilisant thermique, notamment sel d'étain, thioétain, composé calcium-zinc ou composé baryum-zinc, par exemple de la gamme
BAERLOCHER, e.g. I1UBZ 171 ; anti-UV, par exemple de la gamme CIBA ; charge ignifugeante, par exemple mélange de trioxyde d'antimoine, d'hydroxystannate de zinc et de borate de zinc ; et - charge opacifiante, notamment sulfate de zinc, dioxyde de titane, carbonate de calcium, par exemple Kronos 2222.
Une couche polymère interne moussée peut comprendre les ingrédients suivants : - résine PVC, notamment sous forme de microsuspension ou en émulsion, par exemple VINNOLIT® P70 ; plastifiant, par exemple phtalate d'isononyle ; agent rhéologique / diluant, par exemple EXXSOL® ; stabilisant thermique, notamment sel d'étain, thioétain, composé calcium-zinc ou composé baryum-zinc, par exemple de la gamme
BAERLOCHER, e.g. l'UBZ 171 ; et système moussant, par exemple azodicarbonamide et activateur
(« kicker »). Une couche polymère externe photoluminescente peut comprendre les ingrédients suivants : résine PVC, notamment sous forme de microsuspension ou en émulsion, par exemple VINNOLIT® P70 ; extender ou filler PVC, notamment sous forme de résine en suspension, par exemple LACOVYL® PS1050 ; plastifiant, par exemple phtalate d'isononyle ; agent mouillant, notamment tensioactif de la gamme BYK, par exemple BYK DISPERPLAST® I agent rhéologique / diluant, par exemple EXXSOL® ; stabilisant thermique, notamment sel d'étain, thioétain, composé calcium-zinc ou composé baryum-zinc, par exemple de la gamme BAERLOCHER, e.g. UBZ 171 ; - anti-UV, par exemple de la gamme CIBA ; charge ignifugeante, par exemple mélange de trioxyde d'antimoine, d'hydroxystannate de zinc et de borate de zinc ; et pigment photoluminescent, HONEYWELL Lumilux® Green SN F5
Exemple :
On réalise une enduction d'un fil de verre ensimé continu 34 tex à l'aide de compositions telles que décrites ci-dessous. Le procédé d'enduction lui-même consiste en une enduction sur une première filière pour la sous-couche, puis gélification, et sur une deuxième filière pour la couche externe photoluminescente, puis gélification, avant bobinage. La gélification est obtenue comme il est connu en soi par passage en four à une température appropriée.
Les formulations suivantes ont été réalisées : Couche interne blanche avec charge opacifiante A
Figure imgf000014_0001
Couche interne moussée B :
Figure imgf000014_0002
Couche externe photoluminescente C :
Figure imgf000015_0001
Réalisation d'un fil avec sous-couche A et couche externe C, et d'un fil avec sous- couche moussée B et couche externe C.
On obtient un fil enduit A + C de 97 tex, ayant des propriétés de photoluminescence à longue rémanence. Avec 3,3% de pigment photoluminescent, exprimé en poids par rapport au poids total du fil enduit, on obtient une rémanence de 5 à 8 heures après une exposition du fil quelques minutes aux UV. On obtient un résultat similaire avec un fil enduit B + C de 67 tex.

Claims

REVENDICATIONS
1. Fil composite photoluminescent constitué d'une âme comprenant un fil continu, obtenu par filature de fibres en un matériau artificiel organique ou inorganique ou de fibres naturelles, et d'un matériau polymère constitué autour de l'âme, caractérisé en ce que la surface extérieure de l'âme est de couleur claire ou blanche et en ce que le matériau polymère constitué autour de l'âme est transparent ou translucide et contient un pigment photoluminescent.
2. Fil selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'âme comprend le fil continu et un matériau polymère de couleur claire ou blanche constitué autour du fil.
3. Fil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau polymère constitué autour du fil contient un pigment ou des pigments conférant la couleur claire ou blanche ou est un polymère moussé.
4. Fil selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'âme comprend un fil continu incorporé dans une masse de polymère moussé.
5. Fil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau artificiel organique ou inorganique, constitutif des fibres du fil, est choisi dans le groupe constitué par le verre, la silice, les polyoléfines, les polyesters, les polyamides, les polyvinyles, les acryliques, le lin, le coton.
6. Fil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau polymère constitué autour de l'âme est un polymère chloré ou acrylique.
7. Fil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le polymère chloré est choisi parmi le polychlorure de vinyle (PVC), les PVC surchlorés, les polychlorures de vinylidène et les polyoléfines chlorées.
8. Fil selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le polymère acrylique est un homopolymère ou copolymère à base de méthacrylate de méthyle.
9. Fil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le matériau polymère est un polymère plastifié.
10. Fil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le matériau polymère est un plastisol.
11. Fil selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que l'âme comprend le fil continu et un matériau polymère de couleur blanche constitué autour du fil et en ce que ce matériau polymère est de même nature que le matériau polymère constitué autour de l'âme.
12.FiI selon la revendication 11 , caractérisé en ce que l'âme comprend le fil continu et un matériau polymère constitué autour du fil, ainsi qu'un matériau polymère constitué autour de cette âme, et en ce que les deux matériaux polymères sont des plastisol transparents ou translucides de polymère chloré ou acrylique, comprenant pour le premier un pigment conférant une couleur claire ou blanche et pour le second un pigment photoluminescent.
13. Fil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau polymère constitué autour de l'âme comprend un ou des pigments photoluminescents à raison de 1 à 15% en poids par rapport au poids du matériau polymère.
14. Fil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère photoluminescent comprend un pigment photoluminescent choisi parmi les silicates de terre rare, les aluminates de terre rare, et leurs mélanges.
15. Fil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère constitué autour de l'âme est un plastisol transparent de PVC ou d'acrylique.
16. Fil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau polymère constitué autour de l'âme et/ou du fil est obtenu par enduction.
17. Fil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le taux d'emport de polymère est compris entre 25 et 200 %, de préférence entre 50 et 100 %.
18. Structure textile, de préférence tissu, comprenant au moins un fil selon l'une quelconque des revendications précédentes.
19. Article comprenant une structure textile selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'article est un store, un rideau ou un article de signalisation ou de sécurité.
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