Brevet FR2288801A1 — publié le 19760521

La présente invention concerne d'une façon générale des tissus textiles, mequettes et tapis, fabriqués en fils plastiques, synthétiques, et plus particulièrement des produits de ce type possédant des propriétés antistatiques. L'introduction de fibres synthétiques dans des revâtements de sol8 est d'origine plutôt récentes car il y a environ vingt cinq ans, la laine était considéréa comme le seul constituant convenable pour une moquette. Or la laine, étant une fibre natu- relle, est très hétérogène en ce qui concerne la couleur, l'épaisseur de fibre, les impuretés et les caractéristiques de traitement. Sn utilisant des fibres synthétiques à la place de la laine dans des moquettes et des tapis, on est à même de tirer parti des propriétés mécaniques et chimiques uniformes de toute une variété de fils plastiques synthétiques fabriqués commercialement, tels que le Bylon, l'Orlon, le Zefran et l'Âcrilan. Toutefois, bien que des revêtements de sols existants, fabriqués à partir de telles fibres synthétiques, soient durables, relativesent faciles à fabriquer, et disponibles A bas prix dans une grands plage de styles et de coloris, ils souffrent tous d'un inconvénient grave, à savoir l'électricité statique. Ainsi qu'il est bien connu, tous les solides autres que les métaux acquièrent une charge électrostatique lorsqu'ils sont frottés avec une autre substance. La charge accumulée par le matériau dépend de ses propriétés diélectriques inhérentes et également de leur siccité relative ; par exemple un morceau de papier sec peut être facilement charge, et ne retiendra pas une charge lorsqu'il est à l'état humide. lare le cas de revêtements de sols fabriqua en fibres syn- thétiques, l'électricité statique est particulièrement gênante, car les fibres synthétiques sont, par nature, hydrophobes, de sorte que le fait de marcher sur un tapis provoquera un ftotte- ment suffisant pour développer une charge électrostatique, en particulier dans des conditions d'humidité faible. Par conséquent, lorsqu'une pesonne ayant marché sur le tapis touche ou vient en contact d'une autre manière d'un élément conducteur, tel qu'une poignée de porte, la charge statique accumulée sera brusquement déchargée. Cette ddcharge est, dans certains cas, accompagnée d'une étincelle visible. Les caractéristiques statiques de revêtements de sols classiques fabriqués en fils synthétiques conduisent à des sensations de trouble et sont une source de désagrément et d'inconfort dans les habitations et les bureaux. De plus, dans certains environ- nements, tels que des hôpitaux et des environnements industriels contrôlés, de telles décharges statiques peuvent etre dangereuses. Les propriétés d'acquisition d'électricité statique de fils synthétiques sont également gênantes dans lthabillelent réalisé en tissu synthétique, tel que le nylon. Différentes tentatives ont jusqu'ici été faites pour rendre des tissus et des tapis résistants à la charge electrostaticue. Ainsi, il a été proposé d'incorporer dans la surface d'un tapis, une petite quantité de fibres d'acier inoxydable (Kodern Textile Magazine Juin 1967, pages 53-56). Un fil de cuivre de fine épais- seur a été ajouté aux tapis de nylon dans le même but. Le brevet américain n 2 302 003 suggère l'incorporation d'un cordon élec triquesent conducteur dans le tissu support. L'utilisation de fils métalliques dans des tissus supports est décrite dans les brevets américains n 2 385 577 et 2 508 852. Le brevet américain n 3 582 444 décrit des mailles supports pour des tissus incorporant un filament laminé métallique. Une difficulté rencontrée avec les mélanges connus de fils ou de filaments métalliques avec des fibres synthétiques est que, du fait que les constituants du mélange sont dissemblables, des problèmes surviennent à propos de leur mélange et de leur traitement ainsi que du rendement des produits ainsi obtenus. Mais un inconvénient majeur survient du fait que les fils et filaments tendent à scintiller, et m?me lorsque seulement une quantité de métal relativement petite est utilisée, sa présence est nettement perceptible par l'observateur, ce qui est indésirable du point de vue décoratif. Lorsqu'on choisit une moquette ou un tapis, on cboisit ordinairement une couleur en harmonie avec la couleur dominante des murs de la pièce pour laquelle le tapis est prévu. Si le tapis contient des filaments métalliques, leur scintillation introduit un élément décoratif qui peut ne pas correspondre avec le décor. Par suite, bien que des filaments métalliques résolvent le problème de charges statiques, ils rendent dans de nombreux cas le produit inacceptable. Compte tenu de ce qui précède, le principal but de la prd- sente invention est de proposer des fils métallisés, résistant à la charge électrostatique, qui sont non réfléchissants et qui peuvent être incorporés dans des tissus d'habillement, moquettes, tapis et autres produits textiles sans leur conférer un scintil lem@nt métallique. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un fil métallisé non réfléchissant, formé de préférence de nylon, qui peut etre entremêlé à des fils classiques et oui se prête à la teinture et autres opérations de traitement. Egalement, un but de l'invention est de proposer un fil de papier non réflGchissant,de bas prix, de résistance élevée à l'humidité, pouvant etre incorporé à des produits en fils, et dont l'aspect et les qualités décoratives ne peuvent pas etre distingués de produits n'ayant pas le fil en papier, de sorte que le fil métallisé peut être combiné facilement à des fils non métallisés. Un autre but de la présente invention est encore de proposer un fil non réfléchissant formé de pellicules synthétiques dont les faces sont rendues rugueuses ou abrasées et ultérieurement métallisées pour produire un fil métallisé ayant un fini tat. En bref, ces buts sont atteints par le dépôt sous vide, sur les faces opposées d'une bande constituée d'un matériau synthé- tique ayant une surface rugueuse ou abrasée, d'un métal inoxydable, tel que l'étain, pour conférer auxdites faces un fini mat non réfléchissant, laquelle bande métallisée n'est pas plus difficile à teindre que du nylon pur ou d'autres fibres non métallisées. Ta bande métallisée est ensuite fendue en rubans qui sont ensuite torsadés, entrelacés ou enroulés autour d'un noyau filsdentaire pour créer des fils métallisés ayant des trajets électriquement conducteurs non réfléchissants. Ces fils métallisés sont ensuite entremêlés avec des fils classiques et tissés, piqués en touffes, tressés ou traités autrement, pour créer des tissus textiles pour l'habillement, pour des revêtements et pour des tapis et des moquettes. En vue d'une meilleure compréhension de l'inventions réfé- rence est faite à la description détaillée qui va suivre, en regard des dessins annexés, dans lesquels La figure I est une vue en perspective d'un tapis piqué en touffes selon l'invention l'a figure 2 est un diagramme schématique d'un dispositif pour fabriquer des fils métallisés résistant à l'électricité statique, destinés à être utilisés dans des tissus, des revêtements de sols et autres produits La figure 3 montre un aorceau agrandi d'un papier de nylon non tissé ; et La figure 4 est une vue agrandie d'un fil résistant à l'électricité statique fabriqué à l'aide du dispositif représenté à la figure 2. On se réfère à présent à la figure t, oW est représenté un tapis piqué en touffes, de réalisation classique, constitué par des fils supports coupés 10, piqués en touffes dans un support tissé 11 et ancrés dans celui-ci par une couche de base en latex 12. La caractéristique importante de l'invention est que les fils supports 10 sont constitués par des fils de nylon pur classiques qui peuvent être entrecroisés pour leur conférer du volume, les fils de nylon dans le support étant entremêlés avec des fils mé tallisés non réfléchissants selon l'invention. Du fait de la nature métallisée de ces fils, le support ne retiendra aucune charge statique, et, par suite, le revêtement de sol est résistant à l'électricité statique. En meme temps, le revêtement de sol selon l'invention présente tous les avantages des tapis de nylon classiques. La raison pour laquelle le nylon est commercialement préférable à pratiquement tous les autres matériaux synthétiques est que ce maté- riau a une dureté et une résistance à l'abrasion supérieures, tout en possédant une faible densité et un volume élevé. une ténacité ou résistance uniformémentélevée, une élongation élevée et un recouvrement élastique exceptionnel, une faible absorption d'humidité avec un séchage rapide et une ininflammabilité remar quable. c La nature du nylon permet des possibilités de couleurs pratiquement illimitées.Pour la teinture, des colorants métallisés soit dispersés, soit neutres sont utilisés7 selon lesfflpropriétés de solidité recherchées. En pratique, la pièce à teindre est chargée dans une cuve de teinture avec bobine, et y est teinte sur toute la largeur. L'invention n'est pas limitée auxrevêtements de sols piqués en touffes, et le fil métallisé peut etre incorporé dans le support dans une forme existante quelconque de tapis tissé, tel qu'un tapis Axminster dans lequel les fils de nylon métallisés selon l'invention sont inclus dans le support, le tapis compre- nant, en outre, les fils habituels de chalne, de remplissage et de rembourrage. le fil de nylon métallisé peut également être incorporé dans des tissus textiles prévus pour l'habillement, le recouvrement de meubles ou pour un autre but quelconque. Pour fabriquer une forme préférée d'un fil métallisé non réfléchissant selon la présente invention, on fait usage d'un papier non tissé, résistant, fabriqué en fibres de nylon, perméable et ayant une résistance relativement élevée à l'état humide. Une bande continue 13 de papier de nylon extraite d'un rouleau d'alimentation 14 est métallisée sur ses deux faces avec de l'étain ou un autre métal inoxydable. La métallisation peut être effectuée dans une chambre à vide 15. Une face de la bande est métal lisée par de l'étain, de l'aluminium, du magnésium, du titane, ou un autre métal quelconque, l'épaisseur du métal déposé sur le papier approchant l'épaisseur meléculaire. Le dépôt peut être effectué par des techniques connues d'évaporation thermique ou de pulvérisation cathodique. Dans l'évaporation thermique, la vapeur de métal est engendrée par chauffage direct, par exemple par une source à arc électrique ou par un filament incandescent. Pour réaliser l'adhérence maxi- male de la pellicule déposée, les atomes de métal doivent et déplacer lintairement depuis leur source à la surface à revêtir, et ceci nécessite le maintien de pressions d'environ 10-4mm de mercure dans la chambre à vide. Dans la pulvérisation oathodiquet une tension élevé est appliquée entre une anode et une cathode en métal de revêtement. La cathode est vaporisée par bombardement d'ions positifs, une partie de la vapeur diffasant en s'éloignant de la cathode et se déposant sur la bande à revêtir.Les exigences de tension dépendent de la nature du métal de cathode. À des pressions de 0,01 à 010 mm de mercure, nécessaires pour mainte- nir la décharge, les lois de diffusion prévalent. Après revete- ment, la bande est-réenroulée en vue de la préparation pour l'o- pération suivante. La bande de papier non tissé métallisé 16, telle que représentie à grande échelle à la figure 3, est-constituée par un réseau incohérent de fibres de nylon qui sont entrecroisées les unes avec les autres, comme dans des formations de papier classi Rues utilisant des fibres cellulosiques. Dans le revêtement sous vide d'une pellicule.imperméable, tel que du Mylar, une couche extrêmement mince est formée sur la surface lisse de la pellicule qui donne naissance à an fini spéculaire qui est hautement réfléchissant et produit une scintil latin. Mais dans la présente invention, le papier est perméable, et dans le revêtement sous vide, la vapeur de métal pénètre et imprègne le papier pour métalliser l'intérieur aussi bien que les surfaces extérieures des fibres.En conséquence, au lieu d'une couche métallique uniforme bidimensionnelle, le métal est dispersé pour former un réseau tridimensionnel de conductibilité électrique élevée. le fini métallique résultant est non réfléchissant ou de caractère mat, et le papier de nylon métallisé n'est pas plus difficile à teindre que du nylon par ou d'autres fibres synthétiques ou naturelles non métalliques. La bande de papier métallisé 16 est ensuite convoyée à travers un fendeur à disques multiples 17, ou un autre type connu quelconque de mécanisme fendeur, pour produire un ensemble de rubans métallisés 18, tous de la même largeur, par exemple de 6,35 mm ou moins. Ces rubans reçoivent ensuitedes propriétés analogues à des fils, par des techniques classiques de torsion et d'entrelaçage. Ces rubans peuvent être supportés par un noyau filamentaire de nylon ou autre filament convenable, tel que représenté à la figure 4, dans lequel le ruban 18 est enroulé autour d'un filament ou noyau filamentaire 19. Le fil de papier métallisé fabriqué de la manière ci-dessus décrite, peut alors, conjointement avec des fils standard, être converti par tricotage, tissage, piquage en touffes ou une autre technique quelconque connue, en tissus d'habillement ou revêtements de tissu, moquettes, tapie, draps, ou antre produit quelconque, dans lequel les charges statiques constituent un problème0 Te rapport des fils de papier métallisé aux fils normaux n'est pas critique, et on peut déterminer empiriquement la quantité relative de fil métallisé nécessaire dans un produit donné pour le rendre exempt de décharges électriques. un un fil de papier métallisé selon la présente invention% a le mame effet électrique qu'un fil de métal en procurant un trajet de décharge pour des charges électrostatiques, sans, toutefois, introduire de façon visible une scintillation ou autre effet métallique dans le produit. Bien qu'on ait représentd et décrit un mode de réalisation préfére d'un fil synthétique résistant à la charge statique selon l'invention, on comprendra que de nombreuses variations et modifications peuvent y Autre apportées sans se départir de l'esprit de l'invention.Par exemple, bien que l'étain soit indiqué en tant que forme préférée de métal inoxydable,l'aluminium, dans le contexte de la présente invention,peut égalementêtre considéré comme inoxydable, car bien qu'une pellicule d'oxyde se formera rapidement sur la snrface de l'aluminium après son évaporation sous vide sur le papier, cette pellicule agit pour empêcher une autre oxydation, de sorte que l'aluminium demeure électriquement conducteur pour décharger des charges électrostatiques. l'invention n'est pas limitée à des fils réalisés en papier de nylon, car des résultats similaires peuvent être obtenus en utilisant une pellicule de nylon traité. Une pellicule de nylon a ordinairement une surface lisse de sorte que lorsqu'elle est reveAtue par dvaporation sous vide, la couche de métal est hautement réfléchissante et produit une scintillation. Toutefois1 selon la présente invention, les surfaces de la bande de pellicule de nylon, avant d'être revêtues d'étain, sont rendues rugueuses ou abrasées, tel que par les techniques bien connues de sablage ou par les machines d'abrasion du type actuellement utilisé pour éliminer le brillant de pellicule de propylène. Âin- si, les surfaces de la pellicule de nylon possèdent alors sur elles une grande quantité de pointes et de creux minuscules. lorsque ces surfaces sont ensuite revêtues d'étain, u lieu d'une couche métallique uniforme bidimensionnelle, le métal est dispersé dans les pointes et creux pour définir un réseau-tridimension- nel, juste comme dans le cas du papier de nylon. Le fini métallique résultant sur la bande traitée est sans éclat, non réfléchissant ou de caractère mat, et la bande de nylon métallisée n'est pas plus difficile à teindre que du nylon pur ou autres fibres synthétiques ou naturelles non métalliques. Le terme mat est utilisé dans le sens d'uniformément rugueux pour créer une surface sans éclat. Des résultats similaires sont obtenus avec des pellicules poty- ester,y compris le tylar et des pellicules de polyoléfines,qui sont traitées, de façon que les surfaces soient rugueuses avant d'être revêtues. En pratique, au lieu de rendre rugueuses des pellicules lisses, les bandes de pellicule peuvent être extrudées à travers des filières qui leur confèrent des surfaces rugueuses. avantage à utiliser des pellicules de nylon ou d'un matériau autre que le papier de nylon non tissé, est que ces pellicules sont quelque peu plus faciles à fendre pour convertir la bande en rubans, en vue de fabriquer des fils. REVE1)ICÀT IONS 1.- Fil métallisé, caractérisé en ce qutil est constitué par un ruban plat formé par une pellicule de nylon dont les faces sont des surfaces rugueuses mates, les faces dudit ruban étant revêtues d'une couche extrêmement mince d'un métal inoxydable qui recouvre les surfaces rugueuses pour créer un réseau tridimensionnel non réfléchissant, de conductibilité électrique élevée, formant un trajet électriquement conducteur pour décharger des charges électrostatiques. 2.- Fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ruban est constitué par une pellicule de nylon dont les faces sont abrasées pour leur conférer une rugosité. 3.- Fil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ruban est torsadé. 4.- Fil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit ruban torsadé est entrelacé. 5.- Fil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit ruban est enroulé autour d'un-noyau filamentaire. 6.- Fil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le métal est de l'étain ou de l'aluminium. 7.- Tapis, caractérisé en ce qu'il possède un support constitué par des fibres de nylon non métallisées, entremêlées avec des fils métallisés du type selon la revendication 1, pour rendre ledit tapis exempt de chocs par décharges électrostatiques. 8.- Procédé de fabrication d'un fil métallisé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations d'abrasion des deux côtés d'une bande de pellicule de nylon pour rendre rugueuses les surfaces de celle-ci, de revêtement sous vide desdites surfaces par un métal inoxydable, et de fendage de la bande revêtue pour former des rubans convenables en tant que fils. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le métal est de l'étain ou de l'aluminium.