Brevet FR2659091A1 — publié le 19910906

Fil composite à haute résistance aux coupures et articles comprenant ce fil composite. La présente invention concerne un fil composite à haute résistance aux coupures, qui comprend au moins un toron de fil métallique et au moins un filé, ledit filé comprenant des fibres discontinues en un polyalcène ayant une masse moléculaire moyenne en poids d'au moins 600 000 g/mole. On connaît un tel fil composite par US 4 777 789. On utilise les fils composites à haute résistance aux coupures, par exemple pour des vêtements destinés à protéger les gens travaillant dans l'industrie de la vian- de, l'industrie métallurgique ou l'industrie du bois contre un risque de coupure De tels vêtements sont notamment desgants, des tabliers, des pantalons, des man- chettes, etc. Un inconvénient des fils composites connus résistant aux coupures est qu'ils ne sont pas très flexibles Pour cette raison, les vêtements comprenant de tels fils composites ne sont pas très confortables et gênent beaucoup l'utili- sateur dans l'accomplissement de ses activités. L'invention fournit un fil composite dans lequel ledit inconvénient est considérablement réduit. On aboutit à ce résultat du fait que le fil compo- site selon l'invention est retordu Un autre avantage du fil composite selon l'invention est qu'on peut le produire d' une façon plus simple que les fils composites connus Un autre avantage encore de ce fil composite est que sa ré- sistance aux coupures est préservée à une valeur élevée après un usage prolongé ou après des lavages fréquents d' un article comprenant le fil composite. De préférence, on utilise le polyéthylène linéaire en qualité de polyalcène pour les fibres discontinues du filé Le polyéthylène linéaire, dans le cadre de la présente demande correspond au polyéthy- lène qui comprend moins d'l chaine latérale par 100 atomes de C, de préférence moins d'l chaîne latérale par 300 atomes de carbone, ce polyéthylène pouvant également contenir jusqu'à 5 moles% d'un ou plusieurs autres alcènes copolymérisables tels que le propylène, le butylène, le pentène, le 4-méthylpentène et l'octène. On peut aussi considérer la possibilité d'utiliser d'autres polyalcènes, par exemple les homo et copolymères de propylène En outre, les polyalcènes peuvent contenir des petites quantités d'un ou plusieurs autres polymère(s) en particulier de polymère d'alcène-1 On peut obtenir de bons résultats si l'on produit les fibres discontinues en formant d'abord des filaments par filage de gel et ensuite, en réduisant ces filaments Le procédé de filage de gel est décrit par exemple dans GB-A 2 042 414 et GB-A 2 051 667. En principe, ce procédé consiste à préparer une solution du polyalcène, à façonner la solution en filaments à une température au dessus de la température de dissolution du polyalcène, à refroidir les filaments au dessous de la tem- pérature de dissolution pour en effectuer la gélification et à étirer les filaments et à enlever simultanément le solvant On peut réduire les filaments ainsi obtenus en filbres discontinues par des procédés connus La longueur des fibres discontinues est par exemple de 1 à 300 mm. Les fibres discontinues qui conviennent parfaite- ment pour les fils composites selon l'invention sont ob- tenues si l'on réduit les filaments par une technique de rupture par étirage Le procédé de rupture par étirage est décrit par exemple dans G R Wray Modern Composite yarn Production, Columbia Press, Manchester & Londres, 1960. L'équipement qui convient pour la rupture par éti- rage est fourni par exemple par Seydel en RFA. Le principe du procédé de rupture par étirage consiste à faire passer successivement un faisceau fila- mentaire entre une première et une seconde paires de ga- lets, dont la seconde tourne à une vitesse plus élevée que la première, de sorte que les filaments sont étirés jusqu'au point de rupture Par ce moyen, on forme un fais- ceau de fibres discontinues à partir du faisceau filamen- taire Les longueurs des fibres discontinues dans le fais- ceau varient On peut obtenir de bons résultats si les fibres discontinues ainsi obtenues ont une valeur moyenne comprise entre 40 et 180, de préférence entre 60 et 140 et, mieux encore, entre 110 et 130 mm Les fibres disconti- nues obtenues par les procédés connus et par rupture par étirage peuvent être filées pour former un fil filé Un filé qui convient aux fins de l'invention peut avoir une épaisseur exprimée par un indice métrique compris entre I.M 1 et I M 160. On peut obtenir de bons résultats si 1 'on mélange les fibres discontinues avec d'autres fibres discontinues par des procédés connus et qu'on file en un filé les fi- bres discontinues et les autres fibres discontinues Ces autres fibres discontinues peuvent être naturelles, arti- ficielles ou synthétiques On entend par fibres disconti- nues naturelles des fibres discontinues d'origine naturel- le telles que les fibres de coton, de laine, de soie, de jute, de toile, etc On entend par fibres discontinues artificielles, des fibres discontinues provenant des poly- mères naturels, avec ou sans modification, comme par exemple la rayonne, qu'on prépare à partir de la cellulose. Enfin, on entend par fibres discontinues synthétiques, des fibres discontinues qu'on prépare à partir d'un polymère synthétique tel que l'aramide, le polyester, le poly- propylène, etc On préfère des fibres discontinues de poly- amide dans le fil selon l'invention. Bien entendu, si les autres fibres discontinues ne sont pas disponibles telles quelles, on peut les prépa- rer à partir de filaments en réduisant ces filaments par des procédés connus ou par rupture par étirage. Le toron de fil métallique peut comporter un métal approprié quelconque tel que l'aluminium, le cuivre, le bronze, l'acier, etc De préférence, on utilise un fil d' acier inoxydable recuit ayant une épaisseur comprise entre 0,060 mm et 0,160 mm, de préférence entre 0,080 mm et 0,140 mm On prépare le fil composite en retordant les to- rons par des procédés connus. Un fil composite qui convient remarquablement aux fins de l'invention comprend un toron en fil d'acier inoxy- dable recuit et deux filés. De préférence, le fil composite est retordu entre 2 et 6 fois par cm linéaire, de préférence entre 3,5 et 4,5 fois par cm linéaire. L'invention concerne également des articles comprenant le fil composite ayant une haute résistance aux coupures selon l'invention. On peut confectionner les articles par tissage, nattage ou tricotage du fil composite, éventuellement en combinaison avec un ou plusieurs autres fil(s). On peut utiliser le fil composite dans des vête- ments de protection tels que des gants, des tabliers, des pantalons, des manchettes, etc Ces vêtements peuvent être portés, par exemple par des personnes travaillant dans 1 ' industrie de la viande, la métallurgie et l'industrie du bois Le fil composite peut également servir dans des ar- ticles à l'épreuve du vandalisme, par exemple les siéges dans les compartiments de trains En outre, on peut uti- liser le fil composite dans les tuyaux ou les gaines de tuyaux par exemple des tuyaux à incendie. L'exemple suivant sert à illustrer l'invention, sans aucunement en limiter la portée. Exemple On réduit un fil filamentaire Dyneema SK 60 (marque déposée) titrant un denier de 1600 en un faisceau de fi- bres discontinues par rupture avec étirage en utilisant l'équipermîent Seydel (marque déposée) Dyneema SK 60 est une fibre résistance en polyéthylène qu' on obtient par filage de gel et qui est fournie par Dyneema Vo F La longueur moyenne des fibres discontinues est de 120 mm. Pareillement, un câble filamentaire titrant un denier de 100 K Tex, comportant un fil filamentaire de polyamide fourni par Rhône Poulenc, est réduit en un faisceau de fibres discontinues d'une longueur moyenne de 120 mm. On mélange les faisceaux ainsi obtenus de fibres discontinues en utilisant l'équipement Schlumberger (Marque déposée) du type NSC et on file pour former un filé en utilisant l'équipement COMELOR (marque déposée) du type fibres longues Le rapport pondéral en volume du poly- éthylène au polyamide des fibres discontinues dans le filé est de 50/50. En utilisant l'équipement HAMEL (marque déposée) du type double étape, on retord un filé composite ayant une haute résistance aux coupures à partir de deux des fils précités et un toron en Inox 18/10 Le fil Inox 18/10 est un fil en acier inoxydable recuit ayant une épais- seur de 0,080 mm, fourni par Sassenscheidt (R F A) Le fil composite comprend 3,9 torsions/cm. On tricote un gant avec ce fil composite en utilisant l'équipement SHIMA (marque déposée) La structure du tricotage estcirculaire Le gant est très soupleet trèsconfortable. On détermine la résistance aux coupures du gant par le test de l'Institut Textile de France à Lyon, selon la norme NF 575-OO 1. La résistance aux coupures est déterminée avant et après l'abrasion On effectue l'abrasion en utilisant un usomètre Lhomargy, à l'aide d'un abrasif P 400, qu' on remplace tous les 1000 cycles Le poids utilisé est de 500 9. On prélève un échantillon de 10 x 6 cm dans la paume du gant La vitesse maximale de coupure est de 10 cm/s On appuie le couteau contre l'échantillon avec une force normale de 5 N. Le résultat obtenu avant l'abrasion du gant est de 20,4 unités (moyenne de 5 tests) selon la norme NF 575- 001 et après l'abrasion, il est de 17,5 unités (moyenne de 5 tests). Pour être admis dans la catégorie supérieure, ca- tégorie 4,des articles résistant aux coupures, un article doit donner un résultat supérieur à 10 unités Il est évi- dent que le gant comprenant le fil composite selon l'in- vention répond largement à cette exigence. On effectue un test comparatif en utilisant plusieurs gants parmi les plus prisés dans le commerce. Un seul gant seulement indique une plus forte résistance aux coupures avant abrasion que le gant selon l'invention. Cependant, ce gant particulier est moins souple et comprend également un fil composite dont la production exige des opérations plus complexes que le fil composite selon l'in- vention Après abrasion, la valeur de la résistance aux coupures du gant selon l'invention, est plus élevée que celle qu'on obtient avec le gant précité. REVENDICATIONS 1 Fil composite possédant une haute résistance aux coupures et qui comprend au moins un toron de fil métallique et au moins un filé, filé qui comprend au moins des fibres discontinues d'un polyalcène ayant une masse moléculaire moyenne en poids d'au moins 600 000 g/mole, caractérisé en ce que le fil composite est retordu. 2 Fil composite selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le polyalcène est un polyéthylène liné- aire. 3 Fil composite selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fils discontinus sont des fila- ments réduits qu'on obtient par un procédé de filage de gel. 4 Fil composite selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient d'au- tres fibres discontinues. Fil composite selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que les autres fibres discontinues sont des fibres de polyamide. 6 Fil composite selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on obtient les fi- bres discontinues en réduisant les filaments par une technique de cassure par étirage. 7 Fil composite selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce que le toron de fil métallique est un toron de fil d'acier inoxydable recuit. 8 Fil composite selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un toron de fil métallique et deux filés. 9 Articles comprenant le fil composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.