Brevet FR2857383A1 — publié le 20050114

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de toiles pour bâches et similaires. Pour la fabrication de toiles pour bâches et similaires, on utilise des fils acryliques teintés dans la masse. L'utilisation du fil acrylique pour la fabrication de toiles pour bâches ou similaires présente les inconvénients ou aspects suivants à améliorer: - nécessité de traiter les dissolvants employés dans le procédé d'extrusion pour garantir une gestion environnementale correcte de ces derniers. - difficulté de recyclage due à son coût élevé. - résistance limitée à la déchirure et à la traction des fils du fait de leur élaboration à partir de fibres unies à travers le processus de filature conventionnel ou d'anneau. - déformation de la toile en cas de pluie abondante, due à la perte de résistance dont fait preuve le fil acrylique une fois mouillé. - dégradation facile de la toile dans un environnement hautement humide. - niveau de toxicité de la toile qui lui empêche d'obtenir la norme OekoTex Standard 100, Classe I, qui indique que le produit est apte à être utilisé pour les bébés. - difficulté de maintenir la toile propre due à sa basse déperlance et à l'impossibilité d'utiliser de l'eau de javel pour la nettoyer. - grande conductivité thermique du matériau qui augmente la température en partie inférieure de la bâche. On connaît des toiles fabriquées avec des matériaux polyoléfiniques qui sont utilisées dans le domaine nautique comme matériaux de protections extérieurs, qui possèdent, sur une ou plusieurs faces, une couche compacte de matériau plastique, à base de polychlorure de vinyle (PVC), polyoléfines ou autres résines plastiques, qui les rendent totalement imperméables. Ces toiles ne sont pas appropriés pour la fabrication de bâches puisqu'elles présentent les inconvénients d'avoir un tissu épais et trop lourd, et que la couche en plastique compacte se fendille et perd facilement sa couleur. On connaît des toiles fabriquées avec des matériaux polyoléfiniques qui sont utilisées en tapisseries et couvertures pour le mobilier d'extérieur. Ces toiles présentent une densité de fils de chaîne inférieure à 16 fils par centimètre et une densité de fils de trame inférieure à 10 fils par centimètre. Cette densité présente l'inconvénient de limiter le type de traitement hydrofuge qui doit être appliqué sur la toile, car on ne peut appliquer seulement qu'une gamme de traitements hydrofuges ce qui fait que le produit n'est pas adéquat pour la fabrication des bâches dû, par exemple, à la grosseur et au poids trop importants de la toile. Ainsi, en pratique, les toiles connues fabriquées avec des matériaux en polyoléfine qui sont utilisés en tapisseries et couvertures pour le mobilier extérieur, présentent une basse résistance ( On ne connaît pas de toiles fabriquées à partir de matériau plastique en polyoléfine qui soient utilisées pour la fabrication de toiles pour bâches et similaires. L'objectif de la présente invention est de palier les inconvénients cités en développant un procédé de fabrication de toiles pour bâches et similaires, à partir de matériau plastique en polyoléfine, qui présente les avantages que l'on décrit en suivant. En accord avec cet objectif, le procédé de la présente invention se caractérise par le fait de comprendre les étapes consistant à : a) préparer le matériau plastique polyoléfinique qui comprend au moins 0,2% de produit stabilisateur ultraviolet; b) extruder le fil de chaîne et le fil de trame; c) tisser les fils de chaîne et les fils de trame avec une densité supérieure à 16 fils de chaîne par centimètre et à 10 fils de trame par centimètre; d) traiter la toile par immersion dans un produit hydrofuge. Par matériau plastique polyoléfinique, on comprend n'importe quel matériau qui contienne comme principal composant des polymères du groupe des polyoléfines. Par stabilisateur ultraviolet on comprend n'importe quel composant chimique qui mélangé à une résine thermoplastique absorbe sélectivement les rayons ultraviolets. La fabrication de toiles pour bâches et similaires à partir de matériau plastique polyoléfinique présente les avantages suivants par rapport à la fabrication de toiles à partir de fils acryliques: - ne sont pas utilisés des solvants ni des produits chimiques dangereux ou polluants dans le processus de fabrication du fil en polyoléfine. - le faible point de fusion du fil en polyoléfine fait que le besoin d'énergie du processus de fabrication est inférieur à celui du fil en acrylique. De plus, le faible point de fusion facilite la soudure des différentes trames de toile et leur bobinage ultérieur. - le recyclage des fils et des toiles en polyoléfine est possible et est de plus économiquement viable. - résistance à la déchirure et à la traction du fil en polyoléfine supérieure à celle du fil en acrylique par le seul fait d'être formé par des filaments continus. - même résistance du fil en polyoléfine sec ou mouillé, c'est pourquoi il ne subit aucune déformation en cas de pluie abondante. - l'absorption d'humidité des fils en polyoléfine est de 0,05%, notablement inférieure à celle des fils en acrylique, qui se situe entre 1% et 2,5%, ce qui les rend très résistants aux bactéries et aux microorganismes. - toxicité nulle des toiles en polyoléfine qui peuvent donc atteindre la norme Oeko-Tex Standard 100 Classe I et sont aptes pour être utilisées en tant que produits pour bébés. - résistance élevée aux tâches des toiles en polyoléfine dû à la basse absorption et déperlance aux liquides. Le nettoyage des toiles en polyoléfine est plus simple que celui des toiles en acrylique puisqu'elles peuvent être lavées avec de l'eau de javel sans que la toile ne se dégrade. - densité des fils en polyoléfine inférieure à celle des fils en acrylique c'est pourquoi les toiles en polyoléfine sont très légères. - moindre conductivité thermique des polyoléfines qui contribue à obtenir une température plus basse dans la partie inférieure de la bâche. Grâce au procédé de la présente invention il est possible d'obtenir des toiles fabriquées avec des matériaux polyoléfiniques avec une haute résistance (IS05)à l'humidification superficielle (UNE EN 24920), une résistance à la pénétration de l'eau (norme UNE EN 20811) supérieure à 10 cm de colonne d'eau, de préférence 20 cm, et avec un indice de résistance des teintures à la lumière (norme UNE EN ISO 105-B02; 2001) bon à très bon, c'est à dire, supérieur à 6, de préférence 7. Les toiles obtenues avec le procédé de la présente invention s'avèrent très adéquates pour la fabrication de bâches et similaires puisqu'elles présentent à la fois une résistance optimale à l'humidification superficielle, à la pénétration de l'eau et à la perte de couleur causée par la lumière solaire. Avantageusement, après l'étape b) on effectue une étape qui consiste à texturer le fil de chaîne et celui de trame. Cela permet d'obtenir une toile avec un aspect de fibre naturelle. Ingénieusement, après l'étape b) on mène à bien une étape qui consiste à mouliner le fil de trame ou de chaîne pour faciliter le tissage. Préférablement, après l'étape b) on effectue deux étapes, une étape qui consiste à texturer le fil de chaîne ou de trame et une autre étape qui consiste à mouliner le fil de trame ou de chaîne. Selon la réalisation préférentielle de la présente invention, on texture le fil de chaîne pour obtenir un aspect de fibre naturelle, et par la même occasion on mouline le fil de trame, pour faciliter le tissage des fils. Préférablement, le fil extrudé comprend entre 30 et 340 filaments, pour pouvoir obtenir une bonne texturisation du fil. Préférablement, la toile comprend entre 16 et 40 fils de chaîne par centimètre et entre 10 et 25 fils de trame par centimètre pour créer une structure tissée suffisamment dense pour obtenir une bonne résistance à la pénétration de l'eau. Préférablement, le produit hydrofuge est un copolymère fluoroacrylique, permettant d'obtenir une résistance à la pénétration de l'eau comprise entre 10 et 80 cm de colonne d'eau. Préférablement, ledit produit stabilisateur ultraviolet est un photostabilisateur de type amine encombrée, aussi connue sous le nom de photostabilisateur HALS (Hindered Amine Light Stabilizers). Il s'agit de substances chimiquement réactives qui éliminent les radicaux libres créés par la dégradation de la matrice du polymère, provoquée par les rayons ultraviolets. Préférablement, le matériau plastique en polyoléfine comprend entre 0,1% et 10% de pigments, pour obtenir la couleur souhaitée. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on expose en suivant un exemple de réalisation. Le procédé de fabrication de toiles pour bâches et similaires commence par la préparation du matériel de résidus en polyoléfine auxquels on ajoute 0,8% de photostabilisateur du type amine contrariée appelé aussi photostabilisateur HALS (Hindered Amine Light Stabilizer) et 3% d'une combinaison de pigments à base de polyoléfine. Selon cette réalisation préférentielle, le procédé de fabrication du fil de chaîne et du fil de trame, commence avec le processus d'extrusion. Ensuite on continue avec le processus de texturation pour le fil de chaîne et le processus de moulinage pour le fil de trame. Le processus d'extrusion du fil de chaîne et du fil de trame commence avec l'introduction du matériau plastique en polyoléfine, qui comprend le stabilisateur ultraviolet et les pigments, dans une trémie extrudeuse, et continue avec l'application d'une température d'extrusion de 230 C. Le plastique fondu est amené par un conduit isolé jusqu'à la tête de l'extrudeuse où il est expulsé grâce à la pression exercée par des pompes vers les fileteuses. Les fileteuses ont des trous de 0,3 mm de diamètre. Le nombre de trou détermine les filaments du fil dont on prévoit qu'il y en ait 120. Une fois le fil passé par les fileteuses, il est réfrigéré par de l'air à une température de 15 C. Ensuite on leur applique 1% d'huile lubrifiante. Le fil est alors étiré pour orienter et aligner les chaînes moléculaires et ainsi obtenir une ténacité acceptable. Il est étiré à travers des cylindres chauds (120 C) et/ou à travers des fours (140 C). La relation d'étirement est de 1 à 4. Une fois étiré, le fil subit un processus de rétrécissement de 5% à travers des cylindres chauds et/ou à travers des fours. La quantité de matériau fondu qui passe à travers les fileteuses avec la relation d'étirement et de rétrécissement détermine l'épaisseur ou le titre du fil qui est de 400 deniers. Enfin on réalise le bobinage du fil sur un cône, grâce à une bobineuse. Le fil de chaîne bobiné est extrudé pour atteindre un aspect de fibre naturelle grâce à de l'air sous pression. Le procédé consiste à introduire le fil dans l'eau pour l'humidifier, et immédiatement après, l'introduire dans un orifice avec de l'air sous pression, dans une direction déterminée, qui frise les filaments et réalise l'effet de texturation. La pression de l'air dans cet orifice est de 11 bar. Une fois le fil extrudé, il est à nouveau bobiné. Pour mener à bien le processus de moulinage du fil de trame, on introduit le fil extrudé dans une commetteuse à double torsion qui applique une torsion de 80 tours par mètre. Pour mener à bien le processus de fabrication de la toile, les fils de chaîne sont ourdis dans une plieuse pour être ensuite placés dans la partie postérieure du métier à tisser, dans une configuration adéquate pour réussir le modèle nécessaire. Les fils de trames sont posés sur un porte bobine pour être ultérieurement introduits dans le métier à tisser de façon perpendiculaire aux fils de chaîne. Le tissu final obtenu par un métier à tisser spécifique pour ce qui nous intéresse, présente une structure tissée avec 15 fils de trame par centimètre et 30 fils de chaîne par centimètre. Cette densité de tissage est suffisante pour obtenir une bonne résistance à la pénétration de l'eau avec le traitement ultérieur de finition. Le processus de finition consiste à traiter la toile avec un produit hydrofuge. Ledit processus commence par le lavage de la toile avec un produit anionique à 90 C pendant environ 6 heures pour enlever les restes d'huile lubrifiante. Ensuite, on réalise un lavage à l'eau et finalement une hydrofugation de la toile avec un copolymère fluoroacrylique en émulsion. La dose d'application dudit copolymère est de 4% pour une humidité d'entrée de la toile de 50%. La toile traitée est séchée dans un four à 130 C pendant environ 2,5 minutes. La finition garantie une toile qui supporte une colonne d'eau de 20 cm selon la norme UNE EN 20811, et qui présente une haute résistance (ISO5) à l'humidification superficielle, selon la norme UNE EN 24920. Le procédé décrit a comme résultat l'obtention d'une toile qui, à la différence des toiles en polyoléfine connues dans l'état de la technique, respecte tous les standards de qualité établis pour les toiles pour bâches ou similaires, spécialement en ce qui concerne sa résistance à la pénétration de l'eau et à l'humidification superficielle. Le tableau ci-joint montre les résultats d'un test comparatif réalisé avec deux toiles en polyoléfine. La toile A est un échantillon de la toile obtenu avec le procédé de la présente invention, tandis que la toile B est une toile en polyoléfine présente dans l'état de la technique, appropriée pour être utilisée dans les tapisseries et couvertures pour mobilier d'extérieur. Les paramètres analysés dans la toile furent les suivants: - la masse laminée, selon la norme UNE EN 12127, qui consiste à déterminer le poids d'un mètre carré de toile. - la résistance à l'humidification superficielle, selon la norme UNE EN 24920, qui consiste à déterminer la déperlance des tissus à l'eau. - la résistance à la pénétration de l'eau, selon la norme UNE EN 20811, qui consiste à déterminer la quantité d'eau (cm) qui est capable de passer au travers de la toile. - résistance des teintures à la lumière, selon la norme UNE EN ISO 105B02-Méthode 2, qui consiste à déterminer l'indice de résistance de la couleur de la toile à la lumière, dans une échelle de petite à grande solidité, qui va de 1 à 8. Tableau 1: caractéristiques qu'obtient le tissu de la présente invention A et un tissu B en polyoléfine de l'état de la technique qui est utilisé en tapisseries et couvertures pour mobilier d'extérieur. Toile Masse laminée Résistance à Résistance à la Résistance des l'humidification pénétration de teintures à la superficielle l'eau lumière Gr/m2 UNEEN24920 Cm Indice UNEEN2127 UNEEN20811 UNEENISO 105B02: 2001 A 250,28 ISO5 21,4 6-7 B 202,85 ISO1 3,8 6-7 Note: ISO 5 = Aucune adhérence de l'eau ni pénétration ISO 1 = Humidification complète de toute la superficie supérieure Tel qu'on peut l'observer dans le tableau 1, la résistance à la pénétration de l'eau et à l'humidification superficielle de la toile A de la présente invention est très supérieure à celle de la toile B. Ainsi, malgré que les deux toiles soient préparées pour une exposition prolongée au soleil, puisqu'elles présentent le même indice de résistance des teintures à la lumière, seule la toile A de la présente invention est apte à être utilisée dans la fabrication de bâches ou similaires, puisque celle-ci est la seule à présenter une résistance à la pénétration de l'eau et à l'humidification superficielle, adéquate pour être utilisée dans la fabrication de bâches ou similaires. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de toiles pour bâches et similaires, avec des fils de chaîne et des fils de trame, caractérisé par le contenu des étapes suivantes: a) Préparer le matériau plastique polyoléfinique ayant au moins 0,2% de produit stabilisant ultraviolet; b) Extruder le fil de chaîne et le fil de trame; c) Tisser les fils de chaîne et les fils de trame à une densité supérieure à 16 fils de chaîne par centimètre et à 10 fils de trame par centimètre; d) Traiter la toile par immersion avec un produit hydrofuge. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'après l'étape b) on effectue une étape qui consiste à texturer le fil de chaîne ou le fil de trame. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'après l'étape b) on effectue une étape qui consiste à mouliner le fil de trame ou de chaîne. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'après l'étape b), on effectue deux étapes, une étape qui consiste à texturer le fil de chaîne ou de trame et une autre étape qui consiste à mouliner le fil de trame ou de chaîne. 5. Procédé selon la revendication 2 ou 4, caractérisé par le fait que le fil extrudé comprend entre 30 et 340 filaments. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la toile comprend entre 16 et 40 fils de chaîne par centimètre et entre 10 et 25 fils de trame par centimètre. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le produit hydrofuge est un copolymère fluoroacrylique. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit produit stabilisateur ultraviolet est un photostabilisateur du type amine encombrée. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau plastique en polyoléfine comprend entre 0,1% et 10% de pigments. 10. Utilisation d'un fil en matière plastique en polyoléfine pour la fabrication de toiles pour bâches ou similaires.