Brevet FR2904009A1 — publié le 20080125

L'invention concerne un fil destiné à la confection d'une surface textile résistant à la coupure et à l'abrasion. Il est connu des documents US 3 883 898, GB 1 586 890, US 4 777 789, US 4 004 295, GB 2 018 323, DE 1 610 495 et EP 0 118 898, que l'utilisation de polymères fibreux de différentes natures, renforcés ou non de fibres ou de filaments inorganiques, en verre ou en métal par exemple, permet d'obtenir une bonne résistance à la coupure. II est à noter que la résistance à la coupure est régie en Europe par la norme EN 388 qui définit 5 niveaux de performance, appelés classes, allant 10 de 1 à 5 et croissant avec le niveau de performance. Dans les produits non renforcés de fibres organiques, le choix des matériaux est assez restreint. Les matériaux généralement utilisés sont le polyphénylène téréphtalamide (PPTA), le polymère cristal liquide (LCP), ou le polyéthylène à haut poids moléculaire, c'est-à-dire dont la masse moléculaire 15 est supérieure à 600 000 g/mole. Les fibres ainsi formées peuvent être utilisées seules ou être combinées avec des fibres en polyamide. Tous ces polymères, appelés polymères techniques, ont en commun des hauts modules et des résistances mécaniques très élevées. Cependant, les modules sont rarement supérieurs à 100 GPa, avec des 20 résistances à la rupture en traction supérieures à 2 000 MPa. Ces valeurs de module très fortes pour des fibres orgaiques, sont cependant beaucoup plus faibles que celles qui correspondent aux fibres inorganiques de type carbone, carbure de silicium (SIC) ou super alliages. Les modules élevés sont synonymes en général de raideur, et 25 pénalisent souvent la capacité de préhension des opérateurs, en induisant un certain inconfort. Dans ce cas, les opérateurs peuvent ne pas porter les dispositifs de protection, qui sont dans la plupart des cas utilisés sous forme de gants. Ces gants sont, pour la grande majorité des applications, tricotés 30 sur des machines spéciales qui permettent d'obtenir des gants sans nécessiter de retouches. Trois type de machines, définis en fonction de leur jauge, c'est-à-dire du nombre d'aiguilles par pouce, sont généralement utilisés. Un premier type de machine, défini par une jauge 7, permet de 35 fabriquer des gants lourds, protecteurs mais peu maniables. Un second et un 2904009 2 troisième types, définis respectivement par une jauge 10 et une jauge 13, permettent de réaliser respectivement des gants moyens et des gants fins. Les gants moyens sont les plus utilisés, notamment dans l'industrie automobile, la mécanique, l'électrotechnique, l'industrie du verre, l'emballage 5 ou encore la manutention. Ces industries utilisent en général des gants fabriqués en jauge 10 et répondant aux exigences de la classe 3, définie par la norme EN 388. Outre les inconvénients décrits précédemment, concernant la rigidité des polymères techniques, ces produits sont d'un prix très élevé. Dans certaines industries, ceci contraint souvent les décideurs de rester sur des solutions mal adaptées, comme des gants de coton ou de cuir, et ainsi exposer les opérateurs à la fois à l'inconfort et au risque de blessures. De plus, dans le domaine du recyclage en fin de vie des produits, se pose le problème du coût ainsi que des dommages faits à l'environnement. Deux solutions existent, qui sont le dépôt en décharge contrôlée ou l'incinération. Dans ce dernier cas, certains polymères génèrent des produits dangereux, tels que l'acide cyanhydrique (HCN), ainsi que d'autres composés non désirables. Le but de la présente invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un fil destiné à la confection d'une surface textile résistant à la coupure et à l'abrasion, permettant de répondre aux exigences de la classe 3 de la norme EN 388, tout en améliorant le confort pour l'utilisateur ainsi que la recyclabilité des produits réalisés, et en réduisant les coûts de fabrication de ceux-ci. A cet effet, l'invention concerne un fil destiné à la confection d'une surface textile résistant à la coupure et à l'abrasion, caractérisé en ce qu'il est obtenu par filature de filés de fibres de polyamide Haute Ténacité, dont la ténacité est supérieure à 4,5 cN/dTex et dont la longueur des fibres est comprise entre 40 et 170 mm. Selon une première forme d'exécution, les fibres sont transformées par craquage, par coupage, par cardage ou par étirage et ont une longueur comprise entre 65 et 140 mm. Selon une seconde forme d'exécution, les fibres sont transformées par voie cotonnière et ont une longueur comprise entre 40 et 65 mm. 2904009 3 Préférentiellement, le fil comporte des fibres d'alcool polyvinylique de type HPF ( High Performance Fiber ), dont le module est supérieur à 10 GPa. Ce type de fibres permet d'améliorer les performances du fil face à 5 la coupure. Selon une caractéristique de l'invention, le fil comporte des fibres de polyamide 6,6 texturé. Ce type de fibres améliore le comportement du fil face à l'abrasion. Avantageusement, la proportion de polyamide Haute Ténacité est 10 comprise entre 15 et 85 % du poids total de l'ensemble du fil. Préférentiellement, la proportion de polyamide texturé est comprise entre 5 et 30 % du poids total de l'ensemble du fil. Selon une caractéristique de l'invention, la finesse des fibres de Polyamide Haute Ténacité est comprise entre 0,5 et 8 dTex. 15 Selon une possibilité de l'invention, la finesse des fibres de Polyamide HPF est comprise entre 0,5 et 8 dTex. Avantageusement, le titre total du fil est compris entre Nm 2,5 et Nm 50. Selon une alternative, le fil est réalisé sous la forme d'un fil 20 primaire, le coefficient de torsion du fil primaire étant compris entre 30 et 90. Selon une autre possibilité, le fil est réalisé sous la forme d'un fil retordu, le coefficient de torsion du fil retordu étant compris entre 25 et 85. L'invention concerne également une surface textile formée à partir de fils selon l'invention. 25 De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé. Figure 1 est un diagramme représentant l'évolution de l'indice de coupure par rapport à la composition des fibres du fil. Afin de réaliser le fil selon l'invention, deux familles de polymères 30 sont utilisées, toutes deux recyclables, à savoir : - le polyamide haute ténacité, noté également Pa HT, - l'alcool polyvinylique de type HPF ( High Performance Fiber ), noté également PVA HPF. Ces deux polymères sont des matériaux thermoplastiques, semi cristallins. Plus particulièrement, le polyamide haute ténacité utilisé peut être du type de celui destiné au renforcement des pneumatiques et des tuyaux sous pressions, 2904009 4 qui n'est habituellement pas utilisé à des fins textiles mais qui possède de bonne propriétés de résistance à la coupure. Le fil comporte des fibres de polyamide haute ténacité de type poylamide 6,6, dont la ténacité est supérieure à 4,5 cN/dTex et dont le titre 5 unitaire est compris entre 2,5 et 7 dTex. Les fibres sont obtenues par un procédé de craquage lent et progressif, étant donné leur grande résistance, comprise entre 6 et 12 cN/dTex. Elles possèdent toutefois un allongement de rupture important conférant au produit un module inférieur à 10 GPa. Ce bas module permet la réalisation de gants tricotés qui sont confortables pour 10 l'utilisateur. Le fil comporte en outre des fibres d'alcool polyvinylique de type HPF, dont le module est supérieur à 10 GPa. Ce type de fibre est généralement utilisé pour renforcer le ciment. Ces fibres ont également été choisies en fonction de leur grande 15 résistance mécanique, de l'ordre de 11 cN/dTex, pour un allongement de rupture important, de l'ordre de 8 %, conférant aux fibres un module de l'ordre de 20 GPa. Ces dernières possèdent une finesse comprise entre 2 et 5 dTex, et ont été réalisées par un procédé de craquage lent et progressif, étant donné la grande résistance de celles-ci. 20 Les fibres de polyamide haute ténacité et les fibres d'alcool polyvinylique de type HPF ont des longueurs moyennes compatibles avec le procédé de filature, à savoir entre 40 et 170 mm, de préférence entre 80 et 110 mm. Le fil est préférentiellement formé par filature, à partir de filés de 25 fibres de Pa HT et de filés fibres de PVA HT. Il pourrait également, selon une alternative, être réalisé uniquement à partir de filés de fibres de Pa HT. II est également possible d'adjoindre aux fibres de Pa HT et de PVA HPF, un filament de fibres de polyamide 6,6 texturé pouvant représenter par exemple entre 15 et 25 % de la masse totale du fil. Une telle adjonction 30 permet d'augmenter les propriétés de résistance à l'abrasion. Le fil utilisé est préférentiellement du type Nm 28/2, c'est-à-dire un fil retordu en deux brins, pour lequel 28 km de fil peuvent être obtenus à partir d'un kg de matière. 2904009 5 Le fil est composé d'un fil primaire et d'un fil secondaire. On défini pour chacun des fils le coefficient de torsion. Celui est déduit de la formule suivante : T = a (Nm)1"2 avec T = torsion en tours/m, 5 a = coefficient de torsion, sans dimension, = numéro métrique en m/g Le coefficient de torsion a sur le fil primaire Nm 25/1 (35,7 Tex) est compris entre 30 et 90. Le coefficient de torsion sur le fil retors est compris entre 25 et 85. II est à noter que le coefficient de torsion exerce surtout une 10 influence sur le confort et la résistance à l'abrasion. Ce paramètre a peu d'effet sur la résistance à la coupure. Le meilleur compromis est obtenu pour un coefficient de torsion de l'ordre de 60 sur le fil primaire, et de l'ordre de 55 sur le fil retors. Dans le cas où l'on ajoute un filament de polyamide texturé, le coefficient de torsion de 15 celui-ci est sensiblement égal à celui du fil retors. Afin de vérifier si ce fil permet de réaliser des surfaces textiles répondant à la norme EN 388 en ce qui concerne les exigences relatives à la protection face à la coupure, des gants ont été réalisées par tricotage sur un métier à tricoter de Jauge 10. Ces gants ont ensuite été testés suivant les 20 critères de la norme EN 388. Le tableau ci-après rend compte des résultats des tests, effectués en centre technique. Celui-ci résume, en fonction du type de fil utilisé, l'indice et la classe atteinte en ce qui concerne les exigences relatives respectivement à la coupure et à l'abrasion. 25 On s'intéressera plus particulièrement à l'indice de coupure qui est proportionnel au nombre de passage que doit effectuer la lame de test chargée avec un certain poids, défini par la norme. Ainsi, plus l'indice de coupure est élevé à l'intérieur d'une classe, plus le produit est résistant face à la coupure. Pour que le produit remplisse les exigences de la classe 3, en ce qui concerne 30 la résistance face à la coupure, il faut que l'indice de coupure soit compris entre 5 et 10. Quatre types de fil ont ainsi été testés, à savoir : un fil de type Nm 28/2, composé exclusivement de fibres de Pa HT, 35 un fil de type Nm 28/2, composé exclusivement de fibres de PVA HPF, 2904009 6 un fil de type Nm 28/2, comportant 50% en masse de fibres de Pa HT et 50 % en masse de fibres de PVA HPF. - un fil de type Nm 28/2, comportant 41 % en masse de fibres de Pa HT, 41 % en masse de fibres de PVA HPF et 18 % en 5 masse de filament de Polyamide 6,6 texturé. Type de fil Coupure Abrasion Nm 28/2 Indice 5,9 500 8000 41 % Pa HT Classe 3 Classe 4 41 % PVA HPF 18 % filament Pa 6,6 texturé On remarque que tous les types de fil, hormis celui composé exclusivement de 10 fibres de PVA HPF, remplissent les exigences de la classe 3 en ce qui concerne la protection face à la coupure. En outre, en comparant les deux derniers types de fil, on remarque que l'adjonction d'un filament de polyamide 6,6 texturé permet d'améliorer les propriétés du produit, en particulier face à l'abrasion. 15 La figure 1 présente l'évolution de l'indice de coupure en fonction de la composition du fil en Pa HT et en PVA HPF. On remarque que le plus fort indice de coupure est obtenu pour une composition du fil de 50 % en masse de fibres de Pa HT et de 50 % en masse de fibres de PVA HPF. On aperçoit en outre, comme cela ressort 20 également du tableau ci-dessus, qu'un fil composé exclusivement de fibres de Pa HT permet de remplir les exigences de la classe 3. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules composition de ce fil, décrites ci-dessus à titre d'exemples, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que le fil pourraît être 2904009 7 réalisé à partir de polyamide haute ténacité seul ou de polyamide haute ténacité combiné avec des fibres de polyamide 6,6 texturé, sans fibres d'alcool polyvinylique de type HPF, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Fil destiné à la confection d'une surface textile résistant à la coupure et à l'abrasion, caractérisé en ce qu'il est obtenu par filature de filés de fibres de polyamide Haute Ténacité, dont la ténacité est supérieure à 4,5 cN/dTex et dont la longueur des fibres est comprise entre 40 et 170 mm. 2. Fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres sont transformées par craquage, par coupage, par cardage ou par étirage et ont une longueur comprise entre 65 et 140 mm. 3. Fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres sont transformées par voie cotonnière et ont une longueur comprise entre 40 et 65 mm. 4. Fil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des fibres d'alcool polyvinylique de type HPF ( High Performance 15 Fiber ), dont le module est supérieur à 10 GPa. 5. Fil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des fibres de polyamide 6,6 texturé. 6. Fil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la proportion de polyamide Haute Ténacité est comprise entre 15 et 85 % du 20 poids total de l'ensemble du fil. 7. Fil selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la proportion de polyamide texturé est comprise entre 5 et 30 % du poids total de l'ensemble du fil. 8. Fil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la 25 finesse des fibres de Polyamide Haute Ténacité est comprise entre 0,5 et 8 dTex. 9. Fil selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la finesse des fibres de Polyamide HPF est comprise entre 0,5 et 8 dTex, leur ténacité étant supérieure à 4,5 cN/Tex. 30 10. Fil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le titre total du fil est compris entre Nm 2,5 et Nm 50. 11. Fil selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous la forme d'un fil primaire, le coefficient de torsion du fil primaire étant compris entre 30 et 90. 2904009 9 12. Fil selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous la forme d'un fil retordu, le coefficient de torsion du fil retordu étant compris entre 25 et 85. 13. Surface textile formée à partir de fils selon l'une des 5 revendications 1 à 12.