Brevet FR2630306A1 — publié le 19891027

-1 _ "Cheveu artificiel et son procédé de préparation". La présente invention est relative à un cheveu arti- ficiel, tel que ceux utilisés pour des poupées, des perruques, des postiches, ou à un cheveu artificiel destiné à une implantation pro- thétique directe dans le corps humain, et plus particulièrement à un cheveu artificiel qui soit rendu mat ou délustré et qui présente un aspect et un brillant extrêmement semblable à celui du cheveu humain naturel,-et au procédé de préparation d'un tel cheveu. Des fibres de polyamide, de chlorure de polyvinyle, de polypropylène. et de polyester ainsi que des fibres polyacryliques sont communément utilisées comme matière pour la fabrication de cheveux artificiels et prothétiques par des procédés de filage par ex- trusion ou de filage au mouillé, par exemple pour des poupées, des perruques et des postiches, ou pour des cheveux artificiels. utilisés en vue d'une implantation prothétique directe dans la peau humaine. Cependant, les fibres utilisées comme cheveux arti- ficiels demandent certaines caractéristiques, c'est-à-dire des traits particuliers aux cheveux, comme la couleur, la solidité, la résistance au vieillissement, ainsi que la propriété de pouvoir boucler, de subir un peignage. un brillant particulier au cheveu humain, etc. En particulier en ce qui concerne l'éclat, les fibres artificielles ont généralement un brillant semblable à celui du verre et, par conséquent, l'utilisation directe de celles-ci comme cheveux artificiels donne l'impression immédiate d'une substitution artificielle. Spécialement, sous la lumière solaire ou l'éclairage des projecteurs, les fibres artificielles reluisent de manière éclatante avec un lustre non naturel, largement différent de celui des cheveux humains naturels. Par conséquent, on a fait beaucoup d'efforts pour produire un brillant semblable à celui du cheveu humain naturel, et habituellement cela a été réalisé en prévoyant une irrégularité sur la surface de la. fibre, -2 - ou en incorporant un agent de délustrage ou matage dans la fibre. Par exemple on a proposé un procédé pour améliorer l'absorption d'humidité et le brillant par filage et défibrage d'un mélange résultant d'une incorporation antérieure d'un additif extrac- tible par un solvant dans une composition de résine synthétique ayant une capacité de formation des fibres, et ensuite par extraction de l'additif par un solvant pour former un grand nombre de petits vides dans la surface de la fibre obtenue (voir demande de brevet japonaise publiée n 37649/72). Cependant, les filaments produits par ce procédé ont une résistance à la traction fortement réduite à cause des petits vides formés dans leur surface. En particulier, tout diamètre de petits vides dépassant une gamme requise a pour effet une défaillance dans la formation d'un brillant satisfaisant ainsi qu'une résistance considé- rablement réduite. Par conséquent, une telle fibre n'est pas adaptée pour être utilisée comme cheveu artificiel. De plus, toute longueur du petit vide dépassant une gamme requise a pour effet un aspect considérablement dégradé du cheveu artificiel. De plus, les dimensions des petits vides varient largement en fonction de la proportion de l'additif mélangé, de l'état d'étirage, de l'état d'extraction de l'additif, etc., et par conséquent le contrôle de ces dimensions est difficile tout en conduisant à un faible rendement et à une faible valeur pratique. De plus, d'un point de vue - médical, la fibre qui comporte un résidu d'additif et de solvant ne peut pas être utilisée comme cheveu artificiel pour une implantation prothétique directe dans la peau humaine, parce que ces additifs et solvants sont toxiques pour le corps humain. On a également proposé un procédé pour procurer un brillant simulant celui des cheveux humains par incorporation d'un agent délustrant inorganique dans. une composition de résine synthé- tique et par défibrage du mélange pour augmenter la grossièreté de la surface des fibres, en modérant le brillant (voir demande de brevet au Japon publiée n 46004/72 et la demande de brevet au Japon mise à la disposition du public5? 7116/7a). Cependant, un cheveu artificiel produit par ce procédé présente des inconvénients en ce -3 - que la résistance à la traction de la fibre elle-même est sensiblement réduite à la suite de l'agent délustrant inorganique, cristallin, de type à paillettes, et la propriété de' peignage est dégradée par le fait que l'agent délustrant fait saillie de la surface dit filament. De plus, la fibre produite par ce procédé ne peut pas non plus être utilisée comme cheveu artificiel à implanter directement dans la peau humaine, parce que les additifs et solvants restant dans la fibre sont toxiques pour le corps humain. Au cours des recherches en vue du développement de cheveux artificiels mats (délustrés), on a trouvé un procédé' de délustrage de la fibre par formation d'un grand nombre de rayures formées par un léger frottement sur la surface de monofilaments, suivant la direction longitudinale de la fibre. Ce procédé peut être aisement effectué en disposant un faisceau de fibres entre des matières textiles ou des éponges imprégnées d'un agent abrasif et en retirant ensuite le faisceau de fibres sous une légère pression, suivant la direc- tion longitudinale oe la fibre. Cependant, un cheveu artificiei produit par l'utilisation de ce procédé présente certains inconvénients en ce que son aspect est encore clairement différent, en ce qui concerne le lustre. du cheveu naturel humain et, si ce cheveu artificiel est quelque peu courbé à la main dans un faisceau, la partie recourbée résultante reluit extrêmement largement et de manière peu naturelle, et elle reluit de façon particulièrement éclatante sous une lampe à incandescence ou les rayons directs du soleil, et par conséquent, ce cheveu peut, à la vue. être reconnu comme étant artificiel. La présente invention a pour but.de surmonter les inconvénients décrits ci-dessus et un des objectifs de la présente invention est de procurer un cheveu- artificiel mat (délustré) ayant un aspect et un brillant ressemblant extrêmement étroitement à ceux du cheveu humain naturel. Un autre objet de la présente invention consiste à prévoir un procédé pour produire de façon extrêmement aisée et peu coûteuse ce cheveu artificiel mat (délustré) qui présente un aspect et un brillant ressemblant extrêmement à ceux du cheveu humain naturel. 4 - Pour résoudre ces problèmes, suivant un premier aspect de l'invention, on prévoit un cheveu artificiel ayant un brillant quasiment identique à celui du cheveu humain naturel par formation d'un grand nombre de rayures ou fissures formées par frottement circonférentiellement, qui ont une dimension et une forme irrégulières sur la surface du monofilament fait en une résine synthétique et ayant une section sensiblement circulaire. En particulier, lorsque ce grand nombre de rayures ou fissures formées par frottement circonférentiellement est formé sous un angle de l'ordre de 45 à 90 par rapport à l'axe longitudinal du monofilament, il est possible de former un cheveu artificiel ayant un aspect de surface ressemblant étroitement aux cuticules qui se forment naturellement sur la surface du cheveu humain, en obtenant un cheveu artificiel ayant des propriétés de surface et un brillant ressemblant extrêmement étroitement à ceux du cheveu humain naturel. Si le siège d'une fissure réalisée par frottement est formé à 90 , c'est-à-dire à angle droit par rapport. à l'axe longitudinal du mono- filament, le cheveu obtenu est préféré parce qu'il montre un brillant très semblable à celui du cheveu humain naturel. Cependant, même si la direction des fissures est quelque peu inclinée, le cheveu artificiel obtenu peut être utilisé de manière satisfaisante dans la pratique, parce que n'importe quel effet adverse se révèle moins si cet angle incliné est petit. Cependant, si un angle formé entre. un lieu de fissure formé par frottement et l'axe longitudinal du mono- filament devient plus petit que 45 , cela n'est pas souhaitable parce qu'un tel angle intensifie l'inconvénient associé au procédé suivant la technique antérieure dans lequel les fissures formées par frottement sont prévues suivant la direction longitudinale du monofilament, c'est- à-dire l'inconvénient consistant en ce que le point infléchi d'un tel cheveu artificiel reluit de manière éclatante sous une lumière vive, lorsqu'il est incurvé. De plus, il est très préférable de prévoir que toutes les fissures formées par frottement sur la surface du monofilament consistent en fissures circonférentielles, mais, dans le procédé de fabrication effectif, en plus des fissures frottées circonférentiellement, -5 - une série de fissures frottées irrégulièrement et présentant chacune une disposition de direction irrégulière autre que la direction circonfé- rentielle sont formées sur la surface du monofilament par le mouvement irrégulier de grains abrasifs. Cependant, dans les fissures formées par frottement, disposées suivant des directions irrégulières autres que la direction circonférentielle, la dimension et la profondeur de celles-ci sont généralement plus petites que celles des fissures frottées circonfé- rentiellement. Donc, l'existence de ces fissures formées par frottement et présentant des sites à directions irrégulières n'altère jamais l'effet global de la présente invention, c'est-à-dire la formation d'un brillant et d'un aspect de surface ressemblant étroitement à ceux des cheveux humains naturels, chaqde fois que les fissures circonférentielles formées par frottement existent comme constituant principal de la surface du monofilament. De plus, suivant un second aspect de la présente invention, il est prévu un procédé de préparation d'un cheveu artificiel mat (délustré), qui comprend le placement d'un faisceau de filaments de fibres synthétiques, qui ont une section sensiblement circulaire, entre deux plaques revêtues d'abrasif et le déplacement relatif des plaques revêtues d'abrasif suivant un mouvement alternatif en sens opposes sous un angle de 45 à 90' par rapport à la direction longi- tudinale de la fibre, tout en appliquant une légère pression en présence de l'abrasif, un grand nombre de fissures irrégulières formées par frottçment étant façonné sur l'entièreté de la surface périphérique de chaque monofilament suivant la direction circonférentielle du monofilament. En ce qui concerne la couche molle prévue à la surface de la plaque revêtue d'abrasif, utilisée dans le présent procédé, on peut employer un tissu doux, du cuir, une feuille de caoutchouc, de l'éponge, etc., mais une éponge fortement élastique, faite à base d'une resine synthétique et présentant de petites cellules, est par- ticulièrement préférée. De plus. des grains d'abrasif pulvérulent ayant des dimensions de 300 à 5.000 mesh, de préférence de 800 à 3.000 mesh, peuvent être utilisés en tant qu'abrasif. Dans ce cas, une abra- sion peut être effectuée par une application antérieure de l'abrasif -6 pulvérulent sur un faisceau de fibres et ensuite par placement du faisceau de fibres entre les deux plaques revêtues d'abrasif. De plus, l'abrasif pulvérulent peut être alimenté par un conduit approprié pendant l'abrasion. Il est également possible d'utiliser un abrasif pâteux comprenant un grain d'abrasif d'une dimension de 300 à 5.000 mesh, de préférence de 800 à 3.000 mesh, ajouté à un liquide visqueux. L'abrasif pâteux pourrait être difficile à appliquer de manière uniforme sur la fibre et, par conséquent, il est approprié de choisir un abrasif pâteux ayant une faible viscosité. De plus, il est possible d'utiliser un abrasif liquide comprenant un grain d'abrasif d'une dimension de 300 à 5.000 mesh, de préférence de 800 à 3.000 mesh, dispersé dans un liquide. Dans ce cas, l'utilisation d'une solution aqueuse contenant un agent dis- persant et un agent tensio-actif est préférable, parce que même une petite quantité d'un tel abrasif peut être distribuée de manière uniforme sur tout le faisceau de fibres, et des fissures formées par frottement peuvent être façonnées sur toutes les surfaces des fibres. Avec un monofilament de cheveu artificiel formé de la manière ci-dessus, les fissures formées par frottement sur sa surface ont une profondeur maximale de 20 pm ou moins et une pro- fondeur moyenne de 0,1 à 10 pm. Ce cheveu artificiel ne peut pas reluire de manière étincelante sous une lampe à incandescence ou sous la lumière solaire, même si le faisceau de fibres est courbé manuellement, et ce cheveu a un brillant qui est sensiblement identique à celui d'un cheveu humain naturel. Si la profondeur maximale de la fissure formée par frottement- est de 20 pm ou moins, alors il y a peu d'influence exercée sur la résistance du filament, et la résis- tance à la traction du cheveu artificiel et la résistance à la fatigue dans un essai de pliage peuvent être maintenues de façon suffisante pour mettre en application pratique le cheveu artificiel, tandis qu'il n'y a pas d'effet adverse exercé sur sa propriété de peignage. De plus, la présence dudit grand nombre de fissures formées par frottement procure une capacité d'absorption de l'humidité et corfre urnc souplesse au cheveu, en produisant l'effet d'un déploie- ment aisé de celui-ci en un arrangement de cheveux et une sensation- de cheveux beaucoup plus semblables aux cheveux naturels humains. -7 - La Figure I représente une vue en perspective d'un cheveu délustré, tel que préparé suivant la présente invention. La figure 2 représente, à l'échelle agrandie, une vue partiellement en coupe d'une partie du cheveu artificiel représenté sur la figure 1. La figure 3 représente une vue en perspective d'un appareil de type manuel pour produire un cheveu artificiel délustré suivant la présente invention. La figure 4 représente une vue frontale d'un appareil motorisé semblable à l'appareil représenté sur la figure 3. La figure 5 représente une vue latérale de l'appareil représenté sur la figure 4. Si l'on se réfère aux figures I et 2, on peut voir un cheveu artificiel suivant une forme de réalisation de la présente invention. Le cheveu artificiel I est une fibre qui est produite par filage d'une résine synthétique, telle qu'une résine. de polyamide, de chlorure de polyvinyle, de polypropylène et de polyester ou une résine polyacrylique, et qui comporte un grand nombre de rayures ou fissures 3 formées circonférentiellement par frottement avec une dimension et une forme irrégulières et sous des angles approxima- tivement droits par rapport à la direction longitudinale de la fibre, sur toute la surface du monofilament 2 qui a un diamètre de 60 à pm. De plus, il y a beaucoup de petites fissures 3a formées par frottement ayant des situations à directions irrégulières parmi les fissures 3 formées par frottement. Si la profondeur maximale des fissures formées par frottement est plus grande que 20 pm, le filament a une résistance extrêmement réduite-et il est susceptible d'être coupé étant donné les fissures et, par conséquent, la profondeur maximale doit être contrôlée à 20 pm ou moins. De plus, si la fissure formée par frottement est trop petite, l'effet délustrant est réduit ce qui a pour effet une défaillance dans l'accomplissement de l'objectif visé. Par conséquent, on préfère ajuster la profondeur moyenne dans la gamme de 0,1 à 10 pm. -8 - Il faut noter que le filament formant le cheveu artificiel suivant la présente invention est très souvent normalement façonné pour avoir une section vraiment circulaire, comme représenté sur la figure 1, mais il peut aussi être façonné pour avoir une section elliptique. Cependant, un filament ayant une section spéciale, telle qu'une section en forme d'étoile ou non uniforme, n'est pas préféré parce que non seulement son façonnage dans une telle forme par le procédé suivant la présente invention est difficile, mais aussi parce que le cheveu artificiel résultant, lorsqu'il est courbé, reluit de manière extrêmement brillante et non naturelle à sa partie courbée, comme c'est le cas avec le cheveu artificiel décrit précédemment et antérieurement développé qui comporte des fissures formées par frottement sur sa surface suivant la direction longitudinale de la fibre. Des formes de réalisation d'appareil pour produire un cheveu artificiel du type décrit ci-dessus, selon le second aspect de la présente invention, vont à présent être décrites en référence aux figures 3 à 5. La figure 3 illustre une forme de réalisation utilisant un outil d'abrasion manuel, et les figures 4 et 5 illustrent une forme de réalisation utilisant une machine abrasive automatique, motorisée, qui est destinée à produire en continu un cheveu artificiel délustré. Si l'on se réfère tout d'abord à la figure 3, il est prévu là un bloc abrasif 10 qui comporte une éponge 12 fixée sur la face inférieure d'une plaque supérieure 11 pourvue d'une poignée 14, et une plaque de base 16 comportant une éponge 13 fixée sur une plaque inférieure 15. Un faisceau 17 de filaments (au nombre de 500 à 1.000) est placé sur l'éponge 13 de la plaque inférieure 15, et approximativement 15 g d'un abrasif liquide comprenant environ 500 g de grains d'abrasif de 800 à 3.000 mesh, dispersés dans un peu d'eau contenant un agent dispersant et un agent tensio-actif, sont versés sur le faisceau de fibres 17. Ensuite, le bloc abrasif 10 est placé dessus et on le déplace suivant un mouvement alternatif dans la direction Y, perpendiculaire à la direction longitudinale de la fibre, -9 - tout en effectuant une pression à la main d'une force légère. La course du mouvement alternatif du bloc abrasif 10 est d'environ 10 mm. Environ 100 mouvements alternatifs sont poursuivis. Ensuite, la fibre obtenue est enlevée, lavée à l'eau et séchée pour donner un cheveu artificiel délustré. Les fissures formées par frottement sur la surface du cheveu artificiel, qui sont produites dans le procédé suivant la présente invention, ont une profondeur maximale de 2 pIm et une profondeur moyenne de I lm. On va à présent décrire un appareil motorisé pour produire de façon continue et automatique un cheveu artificiel délustré suivant la présente invention. La figure 4 représente une vue de face de l'appareil et la figure 5 en est une vue latérale. Si on se réfère à la figure 4, un patin supérieur 23 comportant une éponge supérieure 21 fixée sur sa surface inférieure et un patin inférieur 24 comportant une éponge inférieure 22 fixée sur sa surface supérieure sont disposés horizontalement dans une position relative opposée et ils sont montés sur un guide de patin 25. Le patin supérieur 23 est monté de manière à pouvoir coulisser sur un guide de patin supérieur 26 tandis que le patin inférieur 24 est monté de manière à pouvoir coulisser sur un guide de patin infé- rieur 27. Une tige de commande 30 du patin supérieur est reliée à une de ses extrémités à une extrémité du patin supérieur 23 par un tourillon de commande 28 du patin supérieur. De l'autre côté, une tige de commande 31 du patin inférieur est reliée à-une de ses extrémités à une extrémité du patin inférieur 24 par un tourillon de commande 29 du patin inférieur. Les autres extrémités des tiges de commande 30 et 31 des patins supérieur et inférieur sont montées de manière à pouvoir pivoter sur des bras d'un élément en forme de T 35, par l'intermédiaire de tourillons supérieur et inférieur 32 et respectivement 33. L'élément en forme de T 35 est fixé de manière à pouvoir tourner par un tourillon 34. Une bielle 37 est montée de manière à pouvoir pivoter à une de ses extrémités sur l'extrémité menante d'un autre bras de l'élément en forme de T 35, et cela par -.10 - l'intermédiaire du tourillon de commande 36. L'autre extrémité de la bielle 37 est supportée de manière à pouvoir pivoter sur une tige de liaison 38 d'une manivelle excentrique 39 qui est rattachée à un moteur 41 par un dispositif réducteur de vitesse 40. Sur la figure 5, la référence numérique 42 désigne un guide collecteur amont pour recueillir un faisceau de fibres 20 alimenté de manière continue depuis une machine de filage et d'étirage de fibres synthétiques ou à partir d'une bobine, et la référence numé- rique 43 désigne un guide collecteur aval pour recueillir le faisceau de fibres délivré par la machine d'abrasion. Un abrasif liquide 47 est contenu dans un réservoir 45 et alimenté en une quantité appropriée, à travers une vanne 46 d'ajustement de débit, sur le faisceau de fibres passant par un passage d'application d'abrasif 44. A présent, pour produire dans cet appareil un cheveu artificiel délustré, le faisceau de fibres 20 alimenté de manière continue depuis la machine de filage et d'étirage de fibre synthétique ou depuis une bobine est recueilli dans le guide collecteur amont 42 et passé à travers le passage d'application d'abrasif 44. Une quantité appropriée de l'abrasif liquide 47 (de 800 à 3.000 mesh) dans le réservoir 45 est alimenté par la vanne d'ajustement d'écoulement 46 sur le faisceau de fibres 20 qui est en train de passer à travers le passage d'application d'abrasif 44. Le faisceau de fibres 20 avec l'abrasif liquide 47 appliqué dessus passe entre l'éponge supérieure 21 et l'éponge inférieure 22. Pendant ce temps, les patins supérieur et inférieur 23 et 24 sont autorisés à se déplacer suivant un mouvement alternatif en sens opposés grâce au mouvement de la manivelle excentrique 39, de l'élément en forme de T 35, de la tige de commande de patin supérieur 30 et de la tige de commande de patin inférieur 31, obtenu par la rotation du moteur 41 et par conséquent le faisceau de fibres 20 positionné et légèrement pressé entre les éponges supérieure et inférieure 21 et 22 est frotté par l'abrasif liquide 47 de façon qu'un grand nombre de fissures formées par frottement soit façonné sur la totalité des surfaces des filaments, sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale des fibres (pour être précis l'angle incliné des fissures formées par frottement est légèrement inférieur à 90 , à cause du - 11 - déplacement de la fibre). Le cheveu artificiel 50 délustré de cette manière est passé à -travers le guide collecteur aval 43 et il est enroulé autour d'une bobine de réception qui n'est pas représentée. Le cheveu ' artificiel délustré produit suivant ce processus présente une profondeur maximale de 2 ipm et une profondeur moyenne de I pm en ce qui concerne les fissures formées par frot- tement qui sont façonnées sur sa surface. Dans un cheveu artificiel produit par le procédé continu de cette forme de réalisation, le nombre de fissures 3a formées par frottement et ayant des dispositions à directions irrégulières augmente en comparaison de ce qui est produit par le procédé manuel décrit dans la forme de réalisation précédente, mais il peut être utilisé couramment précisément comme article de cheveu artificiel à implanter directement dans la peau humaine, en qualité de prothèse. Tandis que les patins supérieur et inférieur 23 et 24 ont été amenés a coulisser perpendiculairement à la direction longitudinale de la fibre, dans cette forme de réalisation, il doit être entendu que, s'il est souhaitable d'augmenter la vitesse de dépla- cement de la fibre, il est préférable de monter les patins supérieur et inférieur 23 et 24 sous un angle incliné plus grand que 45 et plus petit que 90 Dar rapport à la direction longitudinale de la fibre. De plus, il ressort de la description ci-dessus qu'il est possible de choisir n'importe quel angle pour les fissures réalisées par frottement, par un changement approprié de la vitesse de déplacement de la fibre et de l'angle des patins supérieur et inférieur montés. - 12- REVENDICATIONS 1. Cheveu artificiel délustré (1, 50) comprenant une fibre qui est réalisée à partir d'une résine synthétique et qui comporte un grand nombre de fissures (3) formées par frottement et façonnées circonférentiellement avec une dimension et une forme irrégulières sur la surface d'un monofilament (2) filé par extrusion et présentant une section sensiblement circulaire. 2. Cheveu artificiel délustré (1, 50) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le grand nombre de fissures. (3) formées par frottement est façonné circonférentielJlement sous un angle de l'ordre de 45 à 90 par rapport à la direction longitudinale du monofilament (2). 3. Cheveu artificiel délustré (1, 50) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur maximale des fissures formées par frottement (3) est de 20 prm ou moins. 4. Procédé de préparation d'un cheveu artificiel délustré (1, 50), comprenant le placement ou le passage d'un faisceau (17, 20) de monofilaments (2) en fibre synthétique, ayant une section sensiblement circulaire, entre deux plaques (Il, 15; 23, 24) revêtues d'abrasif et ayant une couche molle (12, 13; 21, 22) sur une surface, et le déplacement relatif des deux plaques (11, 15; 23, 24) revêtues d'abrasif suivant un mouvement alternatif en sens opposés sous un angle de 45 à 90 par rapport à la direction longitudinale du monofilament (2), tout en appliquant une légère pression en pré- sence de l'abrasif, un grand nombre de fissures (3) formées par frot- tement étant façonné circonférentiellement avec une dimension et une forme irrégulières sur la surface de chaque monofilament du faisceau (17, 20) de monofilaments. 5. Procédé de préparation d'un cheveu artificiel délustré suivant la revendication 4, caractérisé en ce que. I'abrasif est formé de grains d'abrasif pulvérulents d'une dimension de 300 à 5.000 mesh. 6. Procédé de préparation d'un cheveu artificiel délustré suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'abrasif est un abrasif pâteux comprenant un grain d'abrasif d'une dimension -13- de 300 à 5.000 mesh, ajouté dans un liquide visqueux. 7. Procédé de préparation d'un cheveu artificiel délustré suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'abrasif est un abrasif liquide comprenant un grain d'abrasif, d'une dimension de 300 à 5.000 mesh, dispersé dans un liquide de dispersion. 8. Procédé de préparation d'un cheveu artificiel délustré suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le liquide de dispersion de l'abrasif liquide est une solution aqueuse contenant un agent tensio-actif.