Brevet FR2766324A1 — publié le 19990129

La présente invention concerne les fils de coupe destinés à tailler et couper la végétation, utilisables sur des appareils de motoculture à tête rotative communément appelés débroussailleuses et taille- bordures.5 Ces appareils sont équipés généralement d'un moteur thermique ou électrique qui entraîne en rotation, & une vitesse élevée pouvant être comprise entre environ 3000 tours/minute et 12000 tours/minute, une tête tournante supportant un ou plusieurs fils de coupe. Au cours de la rotation de la tête, et sous l'effet de la force centrifuge, le ou les fils de coupe se déploient radialement et balayent ainsi une certaine zone circulaire, à l'intérieur de laquelle ils exercent un effet tranchant sur la végétation rencontrée. Les fils de coupe couramment fabriqués et commercialisés, destinés à une telle utilisation, sont des monofilaments extérieurement lisses, le plus souvent du type "monomatière", qui ont par conséquent les qualités et les faiblesses de la matière première utilisée pour les réaliser. Les matières premières les plus fréquemment utilisées pour la réalisation des fils de coupe sont des matières synthétiques, et plus particulièrement le polyamide 6, le copolyamide 6/66 et le copolyamide 6/12. Ces matières peuvent être très légèrement modifiées ou chargées, pour améliorer leurs caractéristiques de base. Ces matières sont toujours extrudées sous forme de monofilaments pouvant avoir des diamètres et des sections variées, en particulier une section ronde, mais aussi des profils polygonaux ou en étoile. Les fils de coupe actuellement fabriqués constituent donc des bons compromis, mais leurs caractéristiques, performances et autres qualités restent limitées par les propriétés des matières premières utilisées pour leur fabrication. Ces fils de coupe conservent ainsi, malgré leurs qualités, certains défauts ou insuffisances. En particulier, les fils de coupe traditionnels en polyamide ne sont pratiquement pas dégradables dans l'environnement, après utilisation. Certes, les rayons ultraviolets parviennent à endommager la surface extérieure de ces fils, de même que l'humidité et l'oxygène contenus dans l'air, mais il s'agit d'un processus de dégradation extrêmement lent, se propageant10 couche par couche depuis l'extérieur du fil vers l'intérieur de celui-ci. L'on estime ainsi à 10000 tonnes la quantité de fil de coupe, fragmenté et effrité, qui est dispersée chaque année sur l'ensemble de la Terre, et qui ne se détruit que très lentement. Un certain nombre de dispositions européennes en matières de protection de l'environnement visent à limiter la pollution résultant de la casse, de l'effritement ou de la fragmentation des monofilaments synthétiques, pendant leur utilisation, mais20 les fils actuels ne sont pas encore de nature à satisfaire ces exigences réglementaires. En l'état actuel des connaissances, on ne connait pas de matière permettant à elle seule de réaliser des fils de coupe plus rapidement dégradables, de manière à25 satisfaire les prescriptions réglementaires, tout en conservant les qualités de base nécessaires à la fonction principale de ces fils, à savoir la coupe de la végétation. La présente invention vise à résoudre les difficultés précédemment exposées, en fournissant un fil de coupe amélioré, qui soit en particulier destructible assez rapidement par biodégradation et/ou photodégradation, tout en conservant des caractéristiques notamment mécaniques lui permettant de remplir efficacement son rôle de fil de coupe. A cet effet, l'invention a pour objet un fil de coupe pour débroussailleuses et taille-bordures, caractérisé essentiellement en ce qu'il est constitué par une partie interne ou âme, simple ou multiple, en matière choisie pour ses qualités de biodégradabilité et/ou photodégradabilité, qui est enrobée d'une matière synthétique telle que polyamide ou polyuréthane, formant notamment la surface extérieure du fil de coupe. Ainsi, l'invention résoud le problème de la dégradation du fil de coupe en lui donnant une structure composite, résultant d'une âme centrale et d'un enrobage extérieur ou "peau". L'enrobage extérieur, notamment en polyamide ou en polyuréthane, permet d'obtenir un fil de coupe efficace et fiable, qui possède en particulier une excellente résistance aux chocs, à l'abrasion et à la rupture, en évitant le risque de "casse à l'oeillet" bien connu dans le domaine des débroussailleuses à tête rotative. Quant à l'âme dégradable, celle-ci intervient de plusieurs manières: Etant située à l'intérieur du fil de coupe, et n'occupant qu'une fraction de la section de ce fil, l'âme n'altère pas les propriétés mécaniques du fil recherchées pour son utilisation, et notamment ses qualités de coupe, déterminées uniquement par la matière formant la surface extérieure dudit fil. - Après utilisation du fil de coupe, les fragments de ce fil dispersés sur le sol commencent à se détruire, notamment "par l'intérieur", l'âme dégradable disparaissant assez rapidement. - Une fois l'âme détruite, un canal intérieur est formé dans le restant du fil de coupe, et la matière d'enrobage du fil, telle que polyamide ou polyuréthane, est attaquée à la fois par l'extérieur et par l'intérieur (l'oxygène et l'humidité de l'air pénétrant dans le canal intérieur), donc assez rapidement. - Le fait que l'âme dégradable occupe une fraction de la section du fil de coupe implique aussi une diminution de la quantité de matière, telle que polyamide, plus difficilement dégradable. L'âme est avantageusement réalisable en une résine synthétique biodégradable, pure ou mélangée à d'autres matières synthétiques. A titre d'exemple, on peut ici utiliser une résine biodégradable à base de polycaprolactone, telle que celle commercialisée par UNION CARBIDE sous le dénomination TONE POLYMERS (marque déposée). En variante, l'âme est aussi réalisable en une matière photodégradable, par exemple en oxyde de titane rutile ou anatase, ou encore en stéarate de cérium, très sensibles aux rayons ultraviolets, mélangés comme charge avec une matière synthétique. D'autres produits élastomériques à mauvais comportement aux rayons ultra- violets, utilisés purs ou mélangés, peuvent aussi être envisagés. On notera que, dans le cas d'une âme en matière photodégradable, la matière d'enrobage telle que polyamide ou polyuréthane doit être aussi transparente que possible,25 de telle sorte que la lumière ambiante atteigne pleinement l'âme afin de la détruire le plus rapidement possible. Bien entendu, dans le cas d'une âme en matière biodégradable, la matière d'enrobage peut être opaque ou colorée, sans inconvénients. Le fil de coupe à dégradabilité améliorée, objet de l'invention, peut être fabriqué économiquement par coextrusion de l'âme centrale dégradable et de la matière d'enrobage, les matières respectives de l'âme et de l'enrobage devant être compatibles au moment de la fabrication. Le rapport des sections de l'âme et de la matière d'enrobage peut varier, et doit être défini de manière à permettre une dégradation suffisamment rapide du fil de coupe, tout en lui conservant de bonnes propriétés mécaniques. L'âme dégradable peut posséder divers profils. Ainsi, elle peut présenter une section ronde, qui est la forme la plus simple, mais elle peut aussi posséder un profil en étoile ou dentelé, ce qui a un triple avantage: - D'une part, une telle section augmente la surface d'adhésion de l'enrobage sur l'âme, et améliore ainsi l'accrochage de l'enrobage sur l'âme. - D'autre part, une âme de section dentelée ou étoilée peut posséder une surface de contact augmentée avec les rayons ultraviolets, pour une même quantité de matière, d'o une photodégradation plus rapide de ladite âme. - Enfin, après destruction d'une telle âme, on obtient un canal intérieur à paroi plus étendue, donc offrant une surface d'attaque intérieure plus importante pour le matière d'enrobage, entraînant aussi une destruction plus rapide de cette matière. En variante, au lieu d'une âme unique, le fil de coupe objet de l'invention peut posséder deux ou plusieurs parties internes en matière dégradable, se présentant par exemple comme des filaments parallèles noyés dans la même matière d'enrobage, ce qui est aussi de nature à augmenter la surface d'attaque intérieure de la matière d'enrobage, et à mieux répartir cette attaque dans ladite matière d'enrobage. Grâce aux dispositions prévues par l'invention, il est possible d'obtenir un fil de coupe satisfaisant aux exigences réglementaires en termes de dégradation, à savoir un fil ayant perdu 50% de ses caractéristiques mécaniques après deux ans. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, deux formes de réalisation de ce fil de coupe à dégradabilité améliorée pour débroussailleuses et taille-bordures: Figure 1 est une vue en perspective d'un tronçon de fil de coupe conforme à la présente invention, avec âme de section ronde; Figure 2 est une vue en perspective d'un autre tronçon de fil de coupe conforme à la présente invention, avec âme de section étoilée.10 La figure 1 montre un court tronçon d'un fil de coupe 1, pour débroussailleuses ou taille- bordures, en faisant apparaître la section de ce fil. Le fil de coupe 1 se compose d'un fil d'âme 2, ici de section ronde, qui est enrobé de toutes parts d'un revêtement ou "peau" 3, dont15 la section en couronne possède un contour extérieur aussi de forme ronde. La matière d'enrobage, constituant le revêtement ou "peau" 3, est notamment du polyamide ou du polyuréthane, conférant au fil de coupe 1 les propriétés de résistance aux chocs, à l'abrasion et à la rupture, recherchées pour son utilisation. Cette matière synthétique forme notamment la surface extérieure lisse 4 du fil de coupe 1. L'âme 2 du fil de coupe 1 est constituée par une matière biodégradable et/ou photodégradable. Ce fil de coupe 1 est obtenu, en une seule opération, par coextrusion du fil d'âme 2 et de la "peau" 3. La figure 2 montre un court tronçon d'un autre fil de coupe 1, dans lequel le fil d'âme 2, toujours en matière biodégradable et/ou photodégradable, possède une section étoilée, offrant une surface de contact et d'adhésion plus importante avec la matière d'enrobage, formant la "peau" 3. Dans tous les cas, après utilisation du fil de coupe 1, le fil d'âme 2 subit une dégradation relativement rapide, sa destruction s'accompagnant de la formation d'un canal ou d'une cavité interne. Dans le cas d'un fil d'âme 2 en matière photodégradable, la "peau" 3 est réalisée dans une matière synthétique transparente, de manière à permettre à la lumière, et notamment aux rayons ultraviolets, d'atteindre le fil d'âme 2 sur toute sa longueur. Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce fil de coupe à dégradabilité améliorée qui ont été décrites ci- dessus, à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en modifiant le rapport des diamètres de l'âme dégradable 2 et de la "peau" 3, ou en donnant à la section de l'âme 2 et/ou de la "peau" 3 des contours autres que ceux illustrés, ou encore en réalisant l'âme 2 et la "peau" 3 dans des matières autres que celles mentionnées, mais compatibles entre elles et conservant les propriétés recherchées. illl REVENDICATIONS i - Fil de coupe pour débroussailleuses et taille- bordures, a tête rotative, caractérisé en ce qu'il est constitué par une partie interne ou âme (2), simple ou multiple, en matière choisie pour ses qualités de biodégradabilité et/ou photodégradabilité, qui est enrobée d'une matière synthétique (3) telle que polyamide ou polyuréthane, formant notamment la surface extérieure (4) du fil de coupe (1). 2 - Fil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme (2) est réalisée en résine synthétique biodégradable, pure ou mélangée à d'autres matières synthétiques. 3 - Fil de coupe selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'âme (2) est réalisée en résine biodégradable à base de polycaprolactone. 4 - Fil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme (2) est réalisée en une matière photodégradable, telle qu'oxyde de titane rutile ou anatase, ou stéarate de cérium, mélangée comme charge avec une matière synthétique. - Fil de coupe selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que, dans le cas d'une âme (2) en matière photodégradable, la matière d'enrobage (3) telle que polyamide ou polyuréthane est transparente. 6 - Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'âme dégradable (2) présente une section ronde. 7 - Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'âme dégradable (2) possède un profil en étoile ou dentelé. 8 - Fil de coupe selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il possède deux ou plusieurs parties internes (2) en matière dégradable, l III I ll se présentant comme des filaments parallèles noyés dans la même matière d'enrobage (3). 9 - Fil de coupe selon l'une quelconque de revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par coextrusion de l'âme centrale dégradable (2) et de la matière d'enrobage (3).