Brevet FR2826669A1 — publié le 20030103

Fil composite La présente invention concerne le domaine des fils composites de couleur vive et particulièrement les fils composites de haute visibilité. Elle concerne plus particulièrement un fil composite pouvant être utilisé pour confectionner des vêtements de couleur vive voire de haute visibilité et offrant une bonne protection à la chaleur et/ou aux flammes. Dans certains domaines de l'industrie, les travailleurs peuvent être exposés à de la chaleur ou à des flammes. Ils doivent donc porter des vêtements de protection confectionnés à partir de fils textiles spécialement adaptés. Les vêtements de protection sont soumis à des normes destinées à garantir un seuil de protection. On cite en particulier la norme EN 531. Sur un autre plan, il est parfois exigé des vêtements de couleur vive en vue de présenter une grande visibilité, afin de signaliser la présence des travailleurs. Il existe ainsi des fils de couleur bleu royal, jaune fluorescent, orange fluorescent, rouge fluorescent. L'utilisation des différentes couleurs de vêtements peut servir de signe distinctif, et peut permettre, par exemple, de distinguer plusieurs équipes sur un chantier ou sur une zone d'intervention. La couleur vive des vêtements de travailleurs varie selon une large gamme de coloris. On connaît ainsi par exemple des fils de couleur bleu royal, qui permettent d'obtenir un bon niveau de visibilité. On connaît également des fils de couleur jaune, des fils de couleur orange et des fils de couleur rouge qui permettent d'obtenir un niveau de visibilité suffisant, vis-à-vis des critères de visibilité qui sont par exemple définis dans la norme EN 471. Dans plusieurs secteurs d'activité, il est nécessaire que les travailleurs portent des vêtements qui soient simultanément protecteurs contre les risques liés au feu et de couleur vive, en particulier hautement visibles. On connaît à cet effet des fils de couleur vive, notamment jaune, répondant aux critères de haute visibilité et de protection au feu. Il s'agit de fils intrinsèquement résistant à la chaleur contenant des pigments jaunes. Cette solution n'est par exemple pas adaptée pour l'obtention de fils de couleur orange de haute visibilité répondant aux critères de la norme EN 471 et ayant des propriétés de protection contre la chaleur. On ne connaît pas de fils de couleur orange fluorescent conférant une protection suffisante au feu. La présente invention a pour objet de proposer une solution à ce problème, en présentant de nouveaux fils textiles de couleur vive et particulièrement de haute visibilité offrant une protection contre les risques liés au feu, notamment de nouveaux fils textiles orange. A cet effet, l'invention propose un fil composite de couleur vive à âme entourée d'une enveloppe comprenant au moins : * des fils ou fibres A de couleur vive * au moins un type de fils ou fibres choisi dans le groupe suivant : - fils ou fibres thermostables B - fils ou fibres C d'étouffement provoquant un dégagement gazeux de nature à inhiber la combustion des produits adjacents lorsque les fils ou fibres sont soumis à une flamme et caractérisé en ce que l'enveloppe comprend au moins des fils ou fibres A Le fil composite de l'invention est un fil de couleur vive. Comme couleur vive, on peut citer par exemple le rouge vif, le bleu royal. Par fil de couleur vive on entend préférentiellement des fils dont le facteur de luminance t défini dans la norme EN 471 est au moins égal à 0.2. Le fil composite est de préférence un fil de haute visibilité, jaune orange ou rouge. La haute visibilité est caractérisée par les coordonnées chromatiques et le facteur de luminance, conformément à la norme EN 471. Les méthode de mesure des coordonnées chromatiques et du facteur de luminance sont précisées dans la norme CIE 15 : 2 : 1968. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le fil composite est un fil de haute visibilité dont les coordonnées chromatiques et le facteur de luminance sont choisis parmi : - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.610 ; 0. 390), (0.544 ; 0.376), (0.579, 0.341), (0.655 ; 0.344) avec un facteur de luminance ss supérieur à 0.40 - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.387 ; 0.610), (0.356 ; 0.494), (0.398, 0.452), (0.460 ; 0.540) avec un facteur de luminance p supérieur à 0.76 - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.655 ; 0.344), (0.579 ; 0.341), (0. 606, 0.314), (0.690 ; 0.310) avec un facteur de luminance ss supérieur à 0.25 Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, les fils ou fibres A sont des fils ou fibres de couleur orange, jaune ou rouge, de propriétés optiques telles qu'une enveloppe de fil composite selon l'invention réalisée uniquement à partir de ces fils ou fibres aurait des coordonnées chromatiques et un facteur de luminance choisis parmi : - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.610 ; 0.390), (0.544 ; 0. 376), (0.579, 0.341), (0.655 ; 0.344) avec un facteur de luminance ss supérieur à 0. 40. Il s'agit de fils ou fibres de couleur orange fluorescent. - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.387 ; 0.610), (0.356 ; 0.494), (0. 398, 0.452), (0.460, 0.540) avec un facteur de luminance p supérieur à 0.76. Il s'agit de fils ou fibres de couleur jaune fluorescent. les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.655 ; 0.344), (0.579 ; 0.341), (0.606, 0.314), (0.690 ; 0.310) avec un facteur de luminance ss supérieur à 0. 25. Il s'agit de fils ou fibres de couleur rouge fluorescent. Le fil composite est obtenu à partir de fils ou fibres de plusieurs types, les fils ou fibres A, B et/ou C. Si un fil ou une fibre présente à la fois les caractéristiques des fils ou fibres de deux types B et C par exemple, il relève de chacun de ces types. Des fils ou fibres A entrent dans la composition de l'enveloppe du fil composite, de telle sorte qu'ils apparaissent à la surface du fil composite de l'invention. Par fil, on peut entendre un objet multifilamentaire continu, un filé de fibres continu, obtenu à partir d'un unique type de fibres, ou d'un mélange de fibres, par exemple des fibres B et C en mélange intime, ou des fibres B et/ou C avec d'autres fibres. On peut entendre également un fil continu obtenu par assemblage de plusieurs fils ou filaments, ou un monofilament continu. Les fils ou fibres A peuvent par exemple être des fils ou fibres à base de polyéthylène téréphtalate comprenant un pigment introduit avant le filage et conférant la couleur requise aux fils ou fibres. Le pigment est avantageusement de couleur orange. Il peut par exemple s'agir de fils oranges commercialisés par la société Trevira sous la référence Texturgarn Typ 501 V. Il peut également s'agir de fils ou fibres à base de polyéthylène téréphtalate dont la couleur est apportée par un colorant ou une teinture. Ce traitement de surface peut par exemple comprendre une étape d'introduction des fils ou fibres dans une solution contenant un colorant correspondant à la couleur souhaitée. Le fil composite de l'invention peut comprendre des fils ou fibres A de natures différentes. Les fils ou fibres B ont un caractère thermostable. Ce sont des fils ou fibres dont le retrait et la perte de propriétés mécaniques sont limités après exposition de courte durée à une flamme (de l'ordre de 3 à 4 secondes). On cite à titre d'exemple les fils ou fibres à base de polymères thermostables, comme le polyamide-imide, le polyparaphénylène téréphtalamide, le polymétaphénylène isophtalamide, polyimides, polybenzimidazole (PBI), polyparaphénylène-2, 6-benzobisoxazole (PBO), la mélamine, le polyacrylate. Les fils ou fibres sont de préférence des fils ou fibres à base de paraaramides. Les fils B peuvent être constitués d'un mélange de fibres, généralement en mélange intime. Il peut s'agir par exemple de mélanges intimes de fibres aramides et de fibres ignifugées à base de viscose, par exemple un mélange de fibres en polyamide-imides et de fibres de viscose ignifugée, avec éventuellement des fibres de paraphénylène téréphtalamide. Les fils peuvent aussi être constitués de fibres de polymétaphénylène isophtalamide, ou de mélanges de ces fibres avec notamment des fibres de polyparaphénylène téréphtalamide. Les fils ou fibres B de l'invention peuvent être constitués par une association de fils ou fibres n'ayant pas de caractère thermostable et d'autres fils ou fibres, comme des fils ou fibres d'étouffement par exemple. Les fils ou fibres B formés par cette association répondent à la norme EN 531. On peut citer par exemple une association de fils ou fibres de coton n'ayant pas de caractère thermostable et de fils ou fibres d'étouffement tels que des fibres modacryliques. Le fil composite de l'invention peut comprendre des fils ou fibres B de natures différentes. Les fils ou fibres B éventuellement présents dans l'enveloppe du fil composite de l'invention peuvent être teints préalablement à la préparation du fil composite par une technique quelconque connue de l'homme du métier, afin de présenter une couleur en accord avec la couleur des fils ou fibres A de l'enveloppe. Les fils ou fibres C sont des fils ou fibres d'étouffement, provoquant un dégagement gazeux lors de leur combustion. Ces fils ou fibres empêchent ou limitent la combustion des fils ou fibres avoisinants. Le dégagement gazeux est généralement issu de la décomposition du matériau constituant le fil ou la fibre Il peut également être issu d'un additif ou apprêt. A titre d'exemple de fibres d'étouffement, on cite les fibres modacryliques et les fibres PPAN (polyacrylonitrile préoxydé). On peut utiliser des fils composites comportant au moins deux fils retordus, un fil thermostable et un fil comportant des fibres d'étouffement, seules ou en mélange. On peut aussi utiliser un fil non retordu, comportant des fibres d'étouffement, seules ou en mélange. A titre d'exemple on peut utiliser comme fils provoquant un dégagement gazeux : - des filés de fibres modacryliques ou PPAN - des filés de fibres en mélange intime comportant des fibres modacryliques ou PPAN et des fibres thermostables choisies par exemple parmi les aramides, le polybenzimidazole, le PBO, les fibres de résines phénoliques, les fibres de verre, de carbone, de mélamine. - des fils retordus comprenant un fil comportant des fibres thermostables, seules ou en mélange, et un des filés de fibres décrits ci-dessus. A titre d'exemple de filés de fibres comportant des fibres modacryliques, on cite les fibres Protex M ou S commercialisées par la société Kaneka, les fibres Lufnen VF1 et VE1, les fibres Super valzer. Les fils ou fibres C ont de préférence un indice limite d'oxygène supérieur à 30%. Le fil composite de l'invention peut comprendre des fils ou fibres C de natures différentes. Les fils ou fibres C éventuellement présents dans l'enveloppe du fil composite de l'invention sont généralement teints préalablement à la préparation du fil composite par une technique quelconque connue de l'homme du métier afin de présenter une couleur en accord avec la couleur des fils ou fibres A de l'enveloppe. Les fils ou fibres A, B et/ou C de l'invention définissent au moins en partie la structure et la construction du fil composite. Les fils ou fibres A, B et/ou C peuvent par exemple être utilisés en association avec des fils ou fibres de type autres que A, B ou C. Chaque type de fils ou fibres A, B et/ou C de l'invention peut comprendre des fils ou fibres de différents types. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'âme du fil composite de l'invention comprend au moins des fils ou fibres B et/ou des fils ou fibres C. L'âme du fil composite peut par exemple être constituée par un fil filé à partir de fibres B et de fibres C en mélange intime. L'âme et/ou l'enveloppe du fil composite de l'invention peuvent être constitués chacune par un fil filé à partir de fibres de même nature ou de natures différentes en mélange intime. L'enveloppe du fil composite de l'invention peut comprendre, outre des fils ou fibres A, également des fils ou fibres B et/ou des fils ou fibres C. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'enveloppe du fil composite de l'invention comprend au moins des fils ou fibres A et des fils ou fibres C, et l'âme comprend au moins des fils ou fibres B. L'âme peut par exemple être constituée par un fil filé à partir de fibres B, seules ou en mélange, par exemple en mélange intime avec d'autres fibres. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, l'enveloppe du fil composite de l'invention comprend au moins des fils ou fibres A et des fils ou fibres, et l'âme comprend au moins des fils ou fibres C. L'âme peut par exemple être constituée par un fil filé à partir de fibres C, seules ou en mélange, par exemple en mélange intime avec d'autres fibres. Les fils ou fibres A, par exemple à base de polyéthylène téréphtalate, couvrent de préférence au moins 60% de la surface du fil de haute visibilité de l'invention. Les fils ou fibres A représentent avantageusement au moins 20 % en poids par rapport au poids total du fil de l'invention de préférence au moins 40%. Généralement cette proportion en poids est inférieure ou égale à 70%. La proportion en poids dans le fil composite de l'invention de fils ou fibres B est de préférence supérieure à 30 %. Le rapport en poids de fils ou fibres C par rapport aux fils ou fibres A, par exemple à base de polyéthylène téréphtalate, est de préférence compris entre 25/75 et 75/25. Le fil composite de l'invention peut être obtenu par toute technique connue de l'homme du métier de filature concomitante de fils ou fibres constituant l'enveloppe et de fils ou fibres constituant l'âme. En particulier, il peut s'agir de toute méthode d'enroulement de fils ou fibres constituant l'enveloppe autour de fils ou fibres constituant l'âme. Comme technique d'enroulement, on peut citer par exemple le guipage, autour de fils continus ou de filés de fibres par exemple. Ce procédé est connu de l'homme du métier. On peut également citer le procédé connu sous le nom de Dref, mis en oeuvre par un métier à filer de la maison Fehrer. Selon ce procédé, les fils ou fibres sont enroulés autour de l'âme, qui ne subit de ce fait pas de torsion axiale comme dans les procédés de filage classiques. En particulier le procédé Dref 3 peut être utilisé pour l'obtention du fil composite selon l'invention. Ce procédé et son fonctionnement ont déjà été décrits plusieurs fois dans la littérature spécialisée du textile, notamment dans l'article de Fuchs H., "Herstellung von Mehrkomponentengarnen mit Hilfe des Friktionsspinverfahrens", Melliand Textilberichte, Band 64,1983, s. 618-622. Le procédé Dref 2 peut également être utilisé pour préparer le fil composite de l'invention. Ce procédé a également été décrit plusieurs fois dans la littérature spécialisée du textile. Les fils obtenus par ce procédé sont en général plus grossiers que ceux obtenus par le procédé Dref 3. Les procédés décrits ci-dessus n'ont aucun caractère limitatif. Le fil composite de l'invention peut être utilisé pour l'obtention d'articles textiles. Ces articles textiles peuvent être tissés ou tricotés. Les fils composites selon l'invention définissent au moins en partie la structure et la construction de l'article textile. Par exemple, outre le fil composite de l'invention, l'article peut également comprendre des fils de type différent de celui-ci. L'article textile peut par exemple comprendre des fils A, B ou C ou d'autres types de fils. L'article textile peut notamment comprendre des fils B lorsque le fil composite ne comprend pas de fils ou fibres B. De même l'article peut comprendre des fils ou fibres C lorsque le fil composite ne comprend pas de fils ou fibres C par exemple. Dans un article tissé, par exemple une surface tissée, les fils composites de l'invention peuvent par exemple constituer des fils de trame et/ou des fils de chaîne. D'autres détails ou avantages de l'invention apparaîtront plus clairement au vu de l'exemple donné ci-dessous sans effet limitatif. EXEMPLE On prépare un fil composite par filature concomitante ("core-spinning") du filé de fibres de l'enveloppe autour du filé de fibres de l'âme. Le filé de fibres de l'âme représente, par rapport au poids total du fil : . 30% en poids de fibres de paraaramide * 10% en poids de fibres modacryliques en mélange intime Le filé de fibres de l'enveloppe comprend : * 50% en poids de fibres de polyéthylène terephtalate * 10% en poids de fibres modacryliques en mélange intime On soumet le fil aux tests définis dans les normes EN 471 et EN 531. Le fil est conforme à ces normes, avec le classement A, B1, C1 pour la norme EN 531 REVENDICATIONS 1. Fil composite de couleur vive à âme entourée d'une enveloppe caractérisé en ce qu'il comprend au moins : * des fils ou fibres A de couleur vive 'au moins un type de fils ou fibres choisi dans le groupe suivant : - fils ou fibres thermostables B - fils ou fibres C d'étouffement provoquant un dégagement gazeux de nature à inhiber la combustion des produits adjacents lorsque les fils ou fibres sont soumis à une flamme et caractérisé en ce que l'enveloppe comprend au moins des fils ou fibres A 2. Fil composite selon la revendication 1 caractérisé en ce que les coordonnées chromatiques et le facteur de luminance du fil sont choisis parmi : - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.610 ; 0.390), (0.544 ; 0.376), (0.579, 0.341), (0.655 ; 0.344) avec un facteur de luminance p supérieur à 0.40 - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.387 ; 0.610), (0.356 ; 0.494), (0.398, 0.452), (0.460 ; 0.540) avec un facteur de luminance p supérieur à 0.76 - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.655 ; 0.344), (0.579 ; 0.341), (0.606, 0.314), (0.690 ; 0.310) avec un facteur de luminance p supérieur à 0.25 caractérisé en ce qu'il comprend au moins : des fils ou fibres A de propriétés optiques telles qu'une enveloppe de fil composite comprenant uniquement ces fils ou fibres A aurait des coordonnées chromatiques et un facteur de luminance choisis parmi : - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.610 ; 0.390), (0.544 ; 0.376), (0.579, 0.341), (0.655 ; 0.344) avec un facteur de luminance p supérieur à 0.40 - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.387 ; 0.610), (0.356 ; 0.494), (0.398, 0. 452), (0.460 ; 0.540) avec un facteur de luminance p supérieur à 0.76 - les coordonnées chromatiques comprises dans l'ellipse définie par les couples de coordonnées (X ; Y) (0.655 ; 0.344), (0.579 ; 0.341), (0.606, 0.314), (0.690 ; 0.310) avec un facteur de luminance p supérieur à 0.25 au moins un type de fils ou fibres choisi dans le groupe suivant : - fils ou fibres thermostables B - fils ou fibres C d'étouffement provoquant un dégagement gazeux lorsqu'ils sont soumis à une flamme et caractérisé en ce que l'enveloppe comprend au moins des fils ou fibres A 3. Fil composite selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'âme comprend au moins : - des fils ou fibres B et/ou - des fils ou fibres C 4. Fil composite selon la revendication 1 à 3, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend des fils ou fibres C. 5. Fil composite selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend des fils ou fibres B. 6. Fil composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que : . l'enveloppe comprend au moins des fils ou fibres A et des fils ou fibres C * l'âme comprend au moins des fils ou fibres B 7. Fil composite selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que : . l'enveloppe comprend au moins des fils ou fibres A et des fils ou fibres B * l'âme comprend au moins des fils ou fibres C 8. Fil composite selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils ou fibres A sont à base de polyéthylène téréphtalate et en ce qu'ils comprennent un pigment introduit avant le filage, lui conférant la couleur requise. 9. Fil composite selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils ou fibres B sont à base d'une matière synthétique choisie parmi le polyamide- imide, le polyparaphénylènetéréphtalamide, le polymétaphénylène isophtalamide, le polybenzimidazole, le polyparaphénylène-2, 6-benzobisoxazole, la mélamine, le polyacrylate 10. Fil composite selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les fils ou fibres C sont à base de fibres modacryliques ou polyacrylonitrile préoxydé. 11. Fil composite selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les fils ou fibres A couvrent au moins 60% de la surface du fil de couleur vive. 12. Fil composite selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les fils ou fibres A représentent au moins 20% en poids par rapport au poids total du fil, de préférence au moins 40%. 13. Fil composite selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est obtenu par une technique de filature concomitante des fils ou fibres de l'enveloppe et des fils ou fibres de l'âme, comme le guipage par exemple. 14. Utilisation d'un fil composite selon l'une des revendications précédentes pour l'obtention d'articles textiles.