Brevet FR2741895A1 — publié le 19970606

PROCEDE POUR IMPRIMER DES MOTIFS DANS LA MASSE ET DANS L'EPAISSEUR D'UNE STRUCTURE TEXTILE CHAINE ET TRAME, ET PRODUIT AINSI OBTENU Domaine technique L'invention concerne le domaine de l'ennoblissement textile ; elle vise plus particulièrement des étoffes chaîne et trame utilisées dans le domaine de l'habillement et de l'ameublement, c'est-à-dire de faible masse surfacique, par opposition aux étoffes utilisées en draperie. Plus précisément, l'invention concerne un procédé permettant d'imprimer des motifs dans l'épaisseur d'étoffes chaîne et trame. L'invention concerne également ce nouveau type d'étoffe. Techniques antérieures Dans le domaine de l'habillement et de l'ameublement, il peut être intéressant d'utiliser des étoffes présentant des motifs formés dans la masse et dans l'épaisseur de l'étoffe pour donner des effets esthétiques particuliers. Ainsi de manière classique, on obtient ce genre d'effet par tissage en utilisant des métiers Jacquard qui permettent de faire varier à volonté les armures, de manière à créer des effets visuels. Malheureusement, la création des motifs est une opération relativement complexe, mettant en oeuvre des matériels sophistiqués, et partant d'un prix de revient élevé. Dans la suite de la description, par "étoffe chaîne et trame", on désigne des étoffes tissées dans lesquelles l'arrangement entre les fils de chaîne parallèles et les fils de trame est quasiment indéformable. Par ailleurs, on connaît des structures textiles réalisées à partir de nappes de fibres discontinues non tissées présentant des motifs réalisés par des techniques d'aiguilletage par jets d'eau, tels qu'enseignés par le document EP-A-0 059 608 ou le document FR-A-2 536 432 correspondant au document UFA-4 691 417. Ainsi, la technique décrite dans ces documents consiste à faire passer la structure textile constituée d'une nappe de fibres non tissée dans une installation d'aiguilletage par jets d'eau. Cette installation comprend plus particulièrement un tambour ou cylindre tournant perforé dans lequel sont découpées des ouvertures correspondant aux motifs à réaliser. Ainsi, lorsque la nappe de fibres non tissées passe sous le tambour, les micro-jets d'eau traversant les perforations ré-arrangent les fibres libres pour former les motifs désirés. ll est bien évident que la création d'un motif par cette méthode n'est possible que grâce au fait que la nappe sur laquelle on veut les imprimer est constituée de fibres libres de longueur appropriée, de l'ordre du centimètre dont la disposition peut être facilement ré-arrangée par simple aiguilletage. A contrario, on savait que l'application d'une telle technique à une étoffe tissée chaîne et trame serait parfaitement inefficace, compte-tenu de la relative fixité de l'arrangement réalisé par le tissage. En effet, les fibres ou les filaments constitutifs des fils sont fixes, car généralement assemblés par des opérations de torsion afin de leur donner une cohésion et une bonne résistance à l'abrasion. L'entrelacement des fils par tissage confère une forte stabilité au tissu. Le problème que se propose de résoudre l'invention est celui de la réalisation de motifs dans l'épaisseur du tissu chaîne et trame dont l'arrangement des fils entre eux s'opposent naturellement au déplacement desdits fils. ExDosé de l'invention L'invention concerne tout d'abord un procédé pour imprimer, dans et sur une structure textile, des motifs obtenus par la technique d'aiguilletage par jets d'eau consistant à à positionner la structure textile sur un convoyeur ajouré en mouvement, formé d'une grille chaîne et trame, à à faire passer cet ensemble au contact d'un tambour rotatif perforé, dont les perforations sont réparties pour correspondre aux motifs à réaliser, et simultanément, à diriger radialement sur la face interne du tambour une pluralité de micro-jets d'eau sous pression issus d'une rampe de micro-perforations, dirigés sur le point de tangence du tambour et de la structure textile, Ce procédé se caractérise:: - en ce que la structure textile est une étoffe chaîne et trame, - en ce que le convoyeur ajouré est constitué de fils de diamètre au moins égal à 0,25 (zéro virgule vingt-cinq) millimètres - et en ce que le convoyeur présente un état de surface ondulé. Autrement dit, le procédé d'impression consiste à soumettre une étoffe chaîne et trame à une pluralité de micro-jets d'eau qui, grâce à la présence indispensable d'un convoyeur à l'état de surface fortement ondulé, provoque une certaine modification de l'arrangement des fils de chaîne et de trame au niveau des motifs à imprimer. Autrement dit, l'invention consiste à utiliser la technique de réalisation de motifs connus pour les structures non tissées et à l'appliquer à une étoffe chaîne et trame qui, par sa nature d'arrangement tissé, s'oppose à la désorganisation des fibres observées et indispensable lors du traitement de textiles non tissés. Ainsi, contrairement à une idée reçue, l'application de ces micro-jets d'eau provoque le déplacement de certains fils du tissu et partant l'apparition de motifs. Bien entendu, ces motifs n'apparaissent que grâce à l'utilisation d'un convoyeur particulier formé de fils de diamètre relativement important. En effet, on utilise une grille dont l'embuvage des fils de trame est très faible et en tout cas très nettement inférieur à celui des fils de chaîne, de sorte que ceux-ci forment des sinusoïdes dont les sommets sont proéminents. Pour l'obtention de motifs, il est nécessaire que l'action des microjets d'eau sur l'étoffe provoque, au niveau des motifs - l'écartement des fils de chaîne d'une distance correspondant sensiblement au diamètre des fils de chaîne du convoyeur, - et simultanément, la destructuration partielle des fils de trame. Autrement dit, les fils de chaîne du tissu ou plus exactement les fils du tissu parallèles au sens de déplacement de la machine se trouvent écartés lorsqu'ils sont soumis à l'action combinée des micro-jets et du convoyeur. En effet, on observe que les micro-jets traversant le tissu et poursuivant leur chemin au travers d'un jour de la grille ne produisent aucune déformation. En revanche, les micro-jets qui traversent le tissu et qui ensuite, rentrent au contact d'une ondulation d'un fil du convoyeur sont diffractés et provoquent ainsi l'entraînement et le déplacement des fils avoisinants. Par ailleurs, les fils de trame des tissus, perpendiculaires au sens de déplacement du tissu, se trouvent pincés dans la zone où les jets sont diffractés et sont donc texturés. Cette texturation produit soit des ébouriffements, soit l'apparition de bouclettes ou plus généralement une destructuration du fil. Avantageusement en pratique, on observe qu'on obtient de bons résultats lorsque le convoyeur est tissé dans une armure taffetas, sergé ou chevron et présente en chaîne et en trame, des fils dont le diamètre est compris entre 0,25 et 1,5 mm, et plus précisément lorsque les fils de trame sont de diamètre au plus égal à 1,5 mm et celui des fils de chaîne au moins égal à 0,3 mm. Cette sélection permet d'obtenir des ondulations optimales sur la surface du convoyeur, car l'embuvage des fils de trame de fort diamètre étant quasi nul, les fils de chaîne sont fortement ondulés et forment des protubérances ou "genoux" qui permettent une diffraction efficace des micro-jets d'eau. Dans un mode de réalisation particulier, les fils de chaîne de la grille formant le convoyeur sont en un monofilament de polyester, d'acier inoxydable ou de bronze. On a également remarqué que l'on obtient des motifs permanents et de bonne épaisseur lorsque la rampe de micro-perforations par laquelle sont formés les micro-jets, est formée de deux rangées de microperforations disposées en quinconce régulière de diamètre compris entre cent et deux cents micromètres, espacées de 0,5 à 1,5 mm, les deux rangées étant espacées d'une distance comprise entre 0,5 et 1 mm. L'invention concerne également une étoffe textile chaîne et trame, comportant une alternance de zones de densité régulière séparées par des zones dont la structure des fils est désorganisée dans lesquelles sur les bords du motif, les fils de chaîne sont écartés, tandis que les fils de trame disposés entre ces fils de chaîne écartés présentent des ébouriffements ou des boudettes. Autrement dit, des motifs sont obtenus par la désorganisation, et notamment l'écartement de fils dans des zones localisées. Brève description des dessins La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées dans lesquelles la figure 1 est une vue de côté simplifiée d'une machine permettant la mise en oeuvre du procédé. La figure 2 est une vue en perspective sommaire fortement agrandie d'une portion de grille-convoyeur conforme à l'invention. - La figure 3 est une vue en perspective sommaire d'un cylindre perforé comportant les motifs à imprimer. La figure 4 est une vue de dessus d'une bande métallique sur laquelle sont percées les micro-perforations engendrant les jets d'eau. La figure 5 est une vue schématique de détail fortement agrandie, d'un motif élémentaire. Enfin, les figures 6 et 7 sont des reproductions de photographies prises à l'échelle (2) de tissus imprimés conformément à l'invention, respectivement avec des motifs hexagonaux et de chevrons. Manière de réaliser l'invention Comme déjà dit, l'invention concerne un procédé permettant de réaliser des motifs dans l'épaisseur d'un tissu chaîne et trame. Comme également évoqué, ce procédé d'impression peut être mis en oeuvre sur une installation du type à aiguilletage par jets d'eau, tel que décrit dans les documents précités, et sur lesquels certains paramètres ont été sélectionnés. Il n'y a donc pas lieu de décrire précisément et en détail toute l'installation, mais simplement de préciser les éléments caractéristiques de l'invention. Néanmoins, l'installation type permettant la mise en oeuvre du procédé et la réalisation d'étoffes conformes à l'invention comprend principalement les éléments suivants - un convoyeur sans fin (1) mis en mouvement par des moyens d'entraînement (2, 3), - un cylindre rotatif (4) venant au contact du convoyeur (1), - une rampe-injecteur (5) permettant l'émission radiale de micro-jets d'eau (6) sous pression, dirigés en direction du point de tangence (7) du tambour (4) avec le convoyeur (1), - une caisse aspirante (8) reliée à une source de vide, et permettant l'aspiration de l'eau issue des micro-jets (6) ayant traversé le convoyeur (1). Les autres éléments de l'installation n'étant pas caractéristiques de l'invention, on ne les décrira pas ici plus en détail. Une des caractéristiques essentielles de l'invention réside dans la structure du convoyeur (1). Celle-ci est schématiquement illustrée à la figure 2. Ce convoyeur est réalisé à partir d'une grille tissée selon une armure taffetas sergé ou chevron présentant une porosité importante. Comme déjà dit, pour obtenir des motifs fortement imprimés dans l'épaisseur du tissu, il est important que la grille du convoyeur présente un état de surface ondulé. Ainsi, comme représenté à la figure 2, les fils de chaîne (11) ainsi que les fils de trame (10) sont de diamètre relativement important, de manière à ce que la disposition des fils de chaîne (11) par rapport aux fils de trame (10) forme des sinusoïdes dont les sommets (12) sont aussi proéminents que possible, de manière à ce que les micro-jets d'eau (6) soient bien diffractés. Cette caractéristique se traduit par un embuvage important dans le sens chaîne de la grille et inversement un très faible embuvage des fils de trame. Comme déjà dit, on obtient des résultats intéressants en utilisant des fils de chaîne (11) d'un diamètre de 0,5 mm et disposés au nombre de 8,6 fils par centimètre concernant les fils de trame (10) de cette forme optimale, leur diamètre est voisin de 0,4 mm et leur nombre par centimètre est de 9,5. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à ces paramètres dimensionnels précis, mais au contraire couvre les variantes dans lesquelles le diamètre des fils de trame (10) est supérieur à 0,25 mm. Concernant les matériaux utilisés pour former cette grille-convoyeur (1), diverses variantes sont envisageables, notamment des grilles réalisées à partir de fils d'acier inoxydable ou de polyester, voire des grilles composites utilisant ces trois types de matériaux respectivement en fils de chaîne et en fils de trame, ou encore des grilles tissées en fils de bronze. Une autre caractéristique essentielle de l'invention réside dans l'utilisation d'un cylindre (4) présentant des perforations (15) correspondants au motif à imprimer. La variante illustrée à la figure 3 représente des perforations (15) sous forme de trous oblongs inclinés, disposés les uns par rapport aux autres pour former des chevrons réguliers. Plus précisément, ces ouvertures oblongues (15) sont dans l'exemple de réalisation représenté de 8 mm de long pour 1,2 mm de large. Bien entendu, l'invention ne se limite absolument pas à ces motifs de chevrons mais couvre bien entendu tous les motifs envisageables pouvant prendre toutes formes géométriques ou non, régulières ou non et de dimension variable. Dans l'exemple de réalisation décrit, le cylindre est réalisé en nickel, et les perforations sont obtenues par électro-déposition, selon une technique connue. Géométriquement le cylindre décrit présente une circonférence externe de 1 621 mm pour une épaisseur de 0,35 mm. Concernant la rampe-injecteur (5) des micro-jets (6), celle-ci est de conception classique et comprend principalement une chambre cylindrique dans laquelle la pression d'eau est supérieure à 100 bars, et de préférence comprise entre 150 et 200 bars. Cette chambre (16) reçoit une bande perforée dans sa partie dirigée vers le point de tangence (7). La bande est maintenue par un système de serrage hydraulique non détaillé ici. On a observé que les caractéristiques de cette bande influaient sur la qualité et ltépaisseur des motifs obtenus. Ainsi, cette bande, représentée à la figure 4 peut comporter une ou plusieurs rangées (18) de micro-perforations (17). Chacune de ces micorperforations est un trou circulaire de 100 à 200 micromètres de diamètre et est espacé de ses voisins transversaux d'une distance de 0,5 à 1,5 mm. Dans le cas de présence de plusieurs rangées (17), celles-ci sont écartées de 0,5 à 1 mm. On a observé qu'on obtenait de bons résultats en utilisant une bande (9) en acier inoxydable de 0,8 à 1 mm d'épaisseur, présentant deux rangées (17) disposées en quinconce et espacées de 0,6 mm. A l'intérieur de ces rangées, les micro-perforations sont de 120 micromètres de diamètre et espacées entre elles de 0,5 mm. La vitesse d'avancée du tissu est éminemment variable en fonction de la masse surfacique du tissu et est généralement comprise entre 1 et 40 mètres par minute, de préférence aux alentours de 10. Une des caractéristiques essentielles de l'invention réside dans le fait que la structure textile traitée par la machine à aiguilletage est un tissu chaîne et trame. Bien entendu, et comme déjà dit, cette définition s'étend également aux tricots réalisés de telle manière que les caractéristiques d'extensibilité et d'arrangement des fibres sont semblables à celles d'un tissu. Compte-tenu de la nécessité de déplacement des fils du tissu lors de l'action des micro-jets, il est nécessaire que ces tissus soient relativement fins, tels que ceux utilisés pour la réalisation de tissus d'habillement tels que chemise ou foulard, par opposition à des tissus épais utilisés en draperie. Le procédé conforme à l'invention peut s'appliquer à tout type de tissus de ce genre, en fibre naturelle ou synthétique, écru imprimé ou teint. Le fonctionnement de l'invention est le suivant, lors du passage du tissu au niveau du point de tangence (7) du tambour (4) avec le convoyeur (1), les micro-jets (6) lorsqu'ils sont en face de perforations (15) du cylindre (4), viennent au contact et traversent le tissu. Si les micro-jets, après avoir traversé le tissu, se retrouvent au niveau d'un jour (13) de la grille, ce micro-jet (6) ne subit aucune diffraction et se retrouve aspiré par la caisse aspirante (8). En revanche, si après avoir traversé le tissu, le micro-jet (6) rencontre sur son trajet une proéminence (12) d'un des fils de chaîne (11) de la grille (1), il se retrouve diffracté, et ce d'autant plus que le diamètre du fil de chaîne (11) est important. Il s'ensuit que le faisceau de micro-jets diffractés entraîne les fils du tissu voisins de ce point d'impact. Le comportement des fils de chaîne (20) et les fils de trame (21) du tissu est différent à cause du sens de déplacement (D) du tissu. Ainsi, les fils de chaîne (20) se trouvent continuement et progressivement écartés au fur et à mesure du déplacement du micro-jet selon la longueur caractéristique du sommet (12) de la sinusoïde du fil de chaîne (11) de la grille (1). En revanche, les fils de trame (21) situés au regard des zones proéminentes (12) de la grille ne sont exposés aux micro-jets (6) que pendant une période très réduite. Ils ne sont donc pas accompagnés par les jets contrairement aux fils de chaîne (20) et leur latitude de mouvements est réduite. Ainsi, lorsqu'ils se trouvent pincés par le microjet, il se provoque une désorganisation des fibres ou des filaments formant ce fil (21) et l'apparition d'ébouriffements (26), ou de bouclettes, ou plus généralement une forme de texturation. Les résultats obtenus sont illustrés par les photographies faisant l'objet des figures 6 et 7. Ainsi, à la figure 6, on observe clairement une impression de motifs hexagonaux disposés régulièrement. Chacun de ces motifs comprend une pluralité de zones ajourées dans lesquelles les fils de chaîne (sens de la flèche "C") sont légèrement écartés, à la manière de ce qui est illustré schématiquement à la figure 5. Ces zones ajourées coïncident avec les parties proéminentes (12) des fils de chaîne (11) de la grille (1) sur lesquels les jets d'eau (6) sont diffractés. L'autre reproduction de tissu objet de la figure 7 montre des motifs obtenus par le passage du tissu sous un cylindre (4) tel qu'illustré à la figure 3, comportant des ouvertures oblongues disposées les unes par rapport aux autres pour former des effets de chevrons. Il ressort de ce qui précède que le produit conforme à l'invention, notamment lorsqu'il est obtenu par le procédé caractéristique, présente des motifs imprimés dans sa masse d'un type nouveau, jamais obtenu par des procédés antérieurs. Au niveau du tissu, cela se caractérise par un bon drapé, une main agréable et un certain volume. Possibilités d'application industrielle Le procédé conforme à l'invention et le produit en découlant peuvent trouver une application particulièrement intéressante dans le domaine des tissus légers et d'habillement, ou d'ameublement. Ce procédé peut s'appliquer à tout type de tissu léger, qu'il soit écru, teint ou imprimé, avant ou après l'opération caractéristique de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour imprimer, dans et sur une structure textile des motifs obtenus par la technique d'aiguilletage par jets d'eau consistant à à positionner la structure textile sur un convoyeur ajouré (1) en mouvement, formé d'une grille chaîne (11) et trame (10), à à faire passer cet ensemble au contact d'un tambour rotatif perforé (4), dont les perforations (15) sont réparties pour correspondre aux motifs à réaliser, et simultanément, à diriger radialement sur la face interne du tambour une pluralité de micro-jets d'eau (6) sous pression issus d'une rampe micro-perforée (9), dirigés sur le point de tangence (7) du tambour (4) et de la structure textile, caractérisé:: - en ce que la structure textile est une étoffe chaîne et trame, - en ce que le convoyeur ajouré (1) est constitué de fils de diamètre au moins égal à 0,25 (zéro virgule vingt-cinq) millimètres - et en ce que le convoyeur présente un état de surface ondulé. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embuvage des fils de trame du convoyeur est très inférieur à l'embuvage des fils de chaîne dudit convoyeur, de sorte que l'état de surface du convoyeur est ondulé. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'action des micro-jets d'eau (6) sur l'étoffe provoque, au niveau des motifs - l'écartement des fils de chaîne (20) d'une distance correspondant sensiblement au diamètre des fils de chaîne (11) du convoyeur (1), - et simultanément la texturation partielle des fils de trame (21). 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le convoyeur (1) est tissé dans une armure taffetas, sergé ou chevron, et présente en trame (10) et chaîne (11), des fils dont le diamètre est compris entre 0,25 (zéro virgule vingt-cinq) et 1,5 (un virgule cinq) millimètres. 5/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre des fils de trame (10) est d'au plus de 1,5 (un virgule cinq) millimètre, et en ce que le diamètre des fils de chaîne (11) est d'au moins de 0,3 (zéro virgule trois) millimètres. 6/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fils de chaîne (11) sont en un monofilament de polyester, d'acier inoxydable ou de bronze. 7/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la rampe micro-perforée (9) comporte deux rangées (17) de microperforations (18) disposées en quinconce régulière, de diamètre compris entre cent et deux cents micromètres, espacées de 0,5 (zéro virgule cinq) à 1,5 (un virgule cinq) millimètres, les deux rangées (17) étant espacées d'une distance comprise entre 0,5 (zéro virgule cinq) et un millimètre. 8/ Etoffe textile chaîne et trame, caractérisée en ce qu'elle comporte une alternance de zone (24) de densité régulière séparée par des zones (25) dont la structure des fils (20, 21) est désorganisée dans lesquelles les fils de chaîne (20) sont écartés sur les bords du motif, tandis que les fils de trame (21) disposés entre ces fils de chaîne (20) écartés présentent des ébouriffements (26) ou des bouclettes.