Brevet FR2170938A1 — publié le 19730921

La présente invention concerne un procédé de revêtement de fibres, constituant de fils et de tissus, d'origine naturelle, artificielle ou synthétique, procédé notamment destiné à en améliorer les caractéristiques d'élasticité, et les produits obtenus par la mise en oeuvre de ce procédé. Qu'il s'agisse de leur utilisation dans l'industrie textile ou dans d'autres industries, l'élasticité des fibres, naturelles, artificielles ou synthétiques, notamment l'élasticité en flexion,est une caractéristique importante. Cette élasticité se manifeste naturellement aussi dans les fils et les tissus formés à partir de ces fibres et peut être tantôt un avantage (infroissabilité de certains tissus) et tantôt un inconvénient ( par exemple, en ce qu'elle conduit parfois au phénomène du boulochage).On peut modifier cette élasticité des fils et tissus par des traitements tels que des apprêts chimiques, par exemple l'imprégnation par des résines thermodurcissables (généralement des aminoplastes) et la polymérisation in situ de ces résines.Ces traitements en euxmAemes connus ne modifient pas l'élasticité propre à chacune des fibrilles ou fibres élémentaires, mais seulement l'élasticité du fil ou du tissu, la résine thermodurcie solidarisant plus ou moins fortement, par son adhérence. ces fibrilles ou fibres élémentaires. L'invention a pour but de permettre un revêtement individuel, bien que simultané, des fibrilles ou fibres élémentaires de produits textiles ou analogues et, notamment, d'augmenter ainsi l'élasticité propre de chacune de ces fibrilles et notamment leur élasticité en flexion sans créer de fragilité générale, ce qui serait le cas si le dépôt créait des ponts entre les fibrilles. L'invention concerne un procédé de revêtement de fibres qui est principalement destiné à en améliorer l'élasticité en flexion. Selon ce procédé, on enrobe individuellement et simultanément les fibrilles ou fibres élémentaires d'une couche d'épaisseur infinitésimale de matière solide. On a en effet constaté, selon l'invention, que l'enrobage de chacune des fibrilles par une couche très mince d'une matière solide de structure chimique identique à celle qui constitue ces fibrilles (ou, au contraire, différente de celle-ci) en accroît notablement l'élasticité en flexion. En plus du choix de la matière solide à déposer qui, couple indiqué ci-dessua > peut être chimiquement identique ou non à celle des fibrilles, l'invention se prête à de multiples variantes dans la réalisation du procédé. Suivant une première variante, on enrobe des fibrilles électriquement conductrices et assemblées en un fil en y déposant électrolytiquement un métal, le fil ou tissu à traiter étant plongé dans an bain d'un sel du métal en cause et étant utilisé comme cathode de la cellule dtélectrolyse. Des fibrilles non conductrices peuvent recevoir au préalable par un autre traitement une couche préparatoire au dépôt, en une matière électriquement conductrice. Dans une autre variante de l'invention, qui peut être exécutable par exemple en vue du dépôt d'une couche préparatoire ou définitive, on effectue le dépôt par déplacement chimique. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire que les fibrilles soient électriquement conductrices. C'est ainsi quton peut- enrober de nickel des fibres de coton en les trempant dans un bain de nickelage chimique, par exemple dans un bain de sulfate de nickel avec addition d'un réducteur tel qu'un hypophosphite alcalin. Une troisième variante consiste à effectuer le dépit par condensation, réalisée sous vide ou non. On peut aussi, selon une autre variante, provoquer le dépôt de la matière solide en la libérant d'un de ses composés par pyrolyse. Par exemple, on effectue un dépit de nickel en soumettant la matière fibreuse, conductrice ou non, à des vapeurs de nickelcarbonyle et en chauffant l'enceinte à 20O0G. Pour un dépôt de carbone, on peut aussi utiliser la pyrolyse de ltaeétylène, ou de tout autre hydrocarbure ou mélanges dthydrocarbures couramment utilisés pour la réalisation de pyrocarbure ou de pyrographite. La description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut etre mise en pratique. Dans une enceinte hermétique, on fixe entre deux bornes, reliées à une source de courant par un circuit ouvert, un fil de carbone constitué par une très grand nombre de fibrilles torsadées et dont chacune présente un diamètre moyen d'environ 5 microns.On fait le vide dans cette enceinte, puis on y admet de l'acétylène jusqu'à obtenir une pression d'environO,3 bar.On ferme alors le circuit pour assurer le passage dans ce fil du courant dont l'in- tensité est choisie telle que, par sa résistance propre, le fil de carbone soit porté à 11000C, On maintient cette température,ctest- à-dire le passage du courant, pendant Do secondes au cours desquelles lacétylène au contact du fil se décompose en carbone et hydrogène, le premier en fines particules qui se déposent sur les fibrilles constituant le fil.Cette opération terminée, on constate que le module d'élasticité en flexion du fil ainsi traité est sensiblement supérieur à celui du fil avant traitement. L 'épMS- seur du dépôt de carbone ainsi réalisé sur chaque fibrille est d'environ 1/10 à 1 micron, ctest-à-dire une épaisseur allant de 1/5 au 1/50 du diamètre de fibrille. Alors que la fibrille de carbone offre une structure amorphe ou semi-amorphe, le dépôt de carbone effectué est constitué de matière fortement orientée. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux seuls modes de réalisation décrits et elle est notamment applicable, en plus du carbone, à des fibres, isolément et aux fils ou tissus qui en sont formés, de nature minérale, tels que le verre, l'amiante et les fibres céramiques. Les matières solides peuvent astre choisies parmi les métaux, y compris les métaux réfractaires tels que le tungstène, le molybdène, le tantale, le niobium, etc., susceptibles d'un dépôt, à partir de leur phase vapeur, des métaux ordinaires capables d'un dépôt électrolytiquement, ou d'autres matières, oxydes et différents composés, dont ltapport en surface de fibrille est réalisable par dépit sous vide, les métalloides et les oxydes métalliques. Enfin, lorsqu'il s'agit du dépit d'une matière solide conductrice, la mesure de l'abaissement de la résistance électrique ment des fils fournit un moyen commode pour contrôler à tout instant l'épaisseur atteinte par le dépôt. Le controle de ltépaisseur du dépôt; peut également être effectué par contr8le destructif examen micrographique ou essais mécaniques, ou par contrsle non destructif : examen optique ou pesée. Les produits obtenus selon l'invention et notamment les tissus, permettent de réaliser plus particulièrement mais non exclusivement des structures auto-déployables en matériaux conducteurs de I'lectricité, tels que par exemple des réflecteurs radioélectriques spatiaux de faible ppids. Dans ce cas, l'utilisation du carbone permet d'obtenir un produit de très bonne stabilité dimensionnelle et peu sensible à la température. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de revêtement de fibres, entrant en composition dans des fils et tissus, notamment pour en améliorer l'élas- ticité en flexion, caractérisé par le fait qu'on enrobe individuellement et simultanément les fibrilles élémentaires d'une couche d'épaisseur relativement faible de matière solide. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on effectue cet enrobage des fibrilles par une matière de structure chimique identique à celle qui constitue ces fibrilîoe. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on enrobe les fibrilles d'une matière de structure chimique différente de celle qui les constitue. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on enrobe des fibrilles électriquement conductrices ou rendues telles en surface au moins par dépôt électrolytique d'un métal. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on effectue le dépôt par déplacement chimique de la matière de dépôt alors qu'elle entre en composition avec une autre substance. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le dépôt est effectué par pyrolyse d'un gaz ou d'une vapeur. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 et 6, caractérisé par le fait qu'on effectue le dépôt par condensation sous vide de la matière à déposer. 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 5 à 7, caractérisé par le fait qu'on enrobe des fibrilles de carbone d'un dépôt de carbone obtenu directement sur elles par pyrolyse d'acétylène. 9.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que l'on effectue le dépôt pyrolytique de carbone jusqu'en une épaisseur comprise environ entre 1/50 et 1/5 du diamètre moyen des fibrilles. 10.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que l'on utilise un fil formé de fibrilles de carbone d'un diamètre moyen de 5 microns, maintenu dans une enceinte contenant de l'acétylène sous une pression d'environ 0,3 bar, et que l'on provoque la pyrolyse de ce gaz au contact de ce fil en chauffant celui-ci à 11000C et le maintenant à cette température pendant environ 30 secondes, par passage d'un courant électrique d'intensité appropriée. 11.- Fibres et produits en faisant application tels que fils et tissus textiles, d'origine naturelle, artificielle ou synthétique et pourvus d'un revêtement par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.