Brevet FR2934754A1 — publié le 20100212

Article de lingerie multicouche incorporant une couche de TPE et son procédé de fabrication La présente invention concerne un article de lingerie multicouche et son procédé de fabrication. On connaît déjà des articles de lingerie, notamment des soutiens-gorge, réalisés sous forme d'un empilement de couches contrecollées, comprenant généralement au moins une couche textile avantageusement en maille, et au moins une couche d'une matière plastique. Ces couches, et notamment les couches intermédiaires, peuvent ne s'étendre que sur une partie de la surface de l'article, par exemple pour conférer des propriétés localisées de renforcement ou d'élasticité. Le document WO 2007/031650 appartenant à la Demanderesse fait connaître un tel article monopièce multicouche comportant deux couches textiles respectivement intérieure et extérieure entre lesquelles sont prévues des couches intermédiaire en silicone ainsi qu'une couche de textile tridimensionnel (en anglais � spacer fabric �). Le silicone apporte de grands avantages en termes d'élasticité et donc de confort, par rapport à certaines couches de matière thermoplastiques qui avaient été utilisées dans l'art antérieur pour former un support efficace à la poitrine. Néanmoins, en particulier pour les fortes poitrines, le support conféré par le silicone peut s'avérer insuffisant ou nécessiter une épaisseur de silicone excessive. Le but de la présente invention est de proposer un article qui ne 25 présente pas ces inconvénients et convienne bien pour la fabrication d'un soutien-gorge, y compris pour les fortes poitrines. L'invention atteint son but grâce à un article de lingerie, réalisé sous forme d'un empilement de couches contrecollées, comprenant au moins une couche textile, avantageusement en maille, et de préférence réalisée en 30 fibres au moins en partie thermoplastiques de manière à être thermoformable, et au moins une couche d'une matière plastique, caractérisé en ce que l'empilement de couches comprend au moins une couche en thermoplastique élastomère (TPE) contrecollée à une couche adjacente, l'article étant thermoformé. Par contrecollée, on entend que les surfaces des deux couches associées sont attachées l'une à l'autre, au moins par points ou lignes selon une densité importante, ou de manière sensiblement continue, de sorte que les deux couches sont sensiblement partout solidaires l'une de l'autre dans la région de contrecollage. Le contrecollage peut être obtenu par une couche de colle ou bien par la fusion directe partielle de la couche de TPE et/ou de la couche textile sur l'autre couche. L'invention concerne de préférence un tel empilement de couches moulés selon une forme tridimensionnelle destinée à envelopper une partie io du corps humain, et en particulier un tel empilement moulé selon une forme arrondie pour former un bonnet de soutien-gorge. Grâce à l'emploi du TPE apporté sous forme d'une couche du complexe multicouche, il est possible d'apporter au produit fini (l'article de lingerie) des propriétés particulièrement intéressantes en termes de soutien et de forme. is En effet, les TPE forment un groupe d'élastomères réunissant les qualités des élastomères et des thermoplastiques, grâce au caractère réversible de leur durcissement/ramollissement : les TPE présentent donc à la fois des propriétés élastiques et une aptitude à être thermoformés ou moulés. 20 Pour des températures inférieures à un certain seuil (la température de ramollissement qui peut être en fait une plage de ramollissement), par exemple 100°C, les TPE se comportent comme les élastomères à base de caoutchouc et possèdent donc une bonne élasticité, une excellente résistance à la traction, une déformation rémanente après compression relativement 25 faible et une bonne flexibilité à froid. Pour des températures supérieures audit seuil, les TPE se comportent comme des thermoplastiques, ce qui signifie qu'ils se déforment et sont façonnables sous l'action de la chaleur ; mais ils redeviennent élastomères en refroidissant. 30 Les TPE qui conviennent à l'invention rentrent dans plusieurs familles et comprennent notamment : - des ensembles de copolymères : EVA, polyétherester, polyuréthanne thermoplastique, polyétheramide, etc. - des ensembles de copolymères styréniques : SBS, SIS, SEBS, SEPS, 35 etc, qui cependant ne se moulent pas en feuilles. -des mélanges composés : EPDM/polypropylène, NBR/polypropylène, EVA/PVDC, NR/polypopylène, etc. Certains de ces TPE sont commercialisés sous les marques Hytrel, Alcryn, Elvax, Pebax, Arnitel, Solprene, Cariflex, Desmopan, Geoplast. Toutefois, les TPE préférés selon l'invention sont ceux qui peuvent être utilisés en feuilles. Certains TPE ont déjà été utilisés dans des articles de lingerie, par exemple dans la fabrication de certaines fibres destinées à la lingerie, ou pour fabriquer des bretelles transparentes en polyuréthanne thermoplastique to dit couramment TPU (US 6283821). On connaît aussi l'utilisation de TPU en film servant à faire des enveloppes pour soutien-gorge dans lesquelles sont disposés des éléments de rembourrage (billes) ou un gel silicone (GB2434301), ou bien sous forme de coque recouverte de silicone pour faire un soutien-gorge adhésif (US 2006 0166602). Dans tous ces cas de cet 15 art antérieur, le TPE n'est pas utilisé en couche contrecollée à une couche adjacente, notamment à une couche textile, en particulier une couche réalisée en maille, et il n'est pas utilisé pour sa capacité à remplacer une armature métallique de soutien-gorge et sa capacité à mettre en forme la poitrine grâce à la conservation de la forme que l'on imprime lors du 20 thermoformage, ceci sans contraindre la poitrine comme le font les thermoplastiques. Le TPE de l'invention est facile à intégrer dans l'empilement de couches contrecollées, car il peut se présenter sous forme de feuilles, plus ou moins souples, continues ou sous forme de grilles ou de filets, qu'on 25 vient disposer aux endroits nécessaires, sur la totalité de l'article en formation ou seulement sur certaines zones. La feuille peut présenter des lumières d'allègement ou structurelles. Le TPE peut servir directement à l'adhérence avec les couches voisines, ou bien celle-ci peut résulter d'une couche de colle additionnelle, soit sous forme de film ou de points. De 30 manière particulièrement avantageuse pour les articles de lingerie, le TPE est apporté en couche perforée ou sous forme de grilles de manière à permettre une bonne aération et une respiration du complexe formé. Avantageusement selon l'invention, les trous dans la couche de TPE ont un diamètre moyen compris entre 1 et 4 mm et de manière encore plus préférée 35 entre 2 et 3 mm. La limite inférieure est choisie pour éviter le rebouchage des trous lors du moulage et la limite supérieure est choisie pour éviter qu'on voie le TPE dans le complexe moulé. L'invention est particulièrement avantageuse dans le cas d'un complexe monopièce comprenant une couche en textile tridimensionnel (notamment un textile tricoté dit généralement � spacer fabric �) qui peut constituer la couche textile unique ou être associée à une autre couche textile. La couche de TPE est alors avantageusement contrecollée d'un côté à une couche textile simple et de l'autre côté à la couche en textile tridimensionnel. La couche de TPE apporte le soutien et les qualités Io élastiques, tandis que la couche de textile tridimensionnel renforce le maintien et apporte le confort. Bien que l'apport de TPE puisse se faire avantageusement sous forme de feuille d'épaisseur continue et facilement manipulable comme indiqué plus haut, il est également possible d'incorporer la couche de TPE 15 par injection ce qui permet de faire éventuellement une couche de TPE d'épaisseur variable dans son étendue selon les besoins. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un article de lingerie, du type selon lequel on empile des couches, comprenant au moins une couche textile avantageusement en maille et au moins une couche d'une 20 matière plastique, ces couches empilées étant soumises à l'action de la pression et de la chaleur pour les contrecoller les unes aux autres, au moyen d'une colle et/ou de ladite couche de matière plastique, caractérisé en ce qu'on prévoit une couche en thermoplastique élastomère (TPE) ayant une température de ramollissement (ou de fusion) donnée, et en ce qu'on moule 25 les couches à une température supérieure à ladite température de ramollissement donnée, et en ce qu'on refroidit l'article pressé. Le moulage est avantageusement réalisé dans un moule de forme tridimensionnelle, notamment pour un soutien-gorge dans un moule définissant la forme hémisphérique des bonnets, de manière à faire prendre 30 à la couche de TPE cette forme tridimensionnelle qu'il conservera après refroidissement. On peut néanmoins aussi mouler le TPE dans un moule plan ou dans une partie plane d'un moule tridimensionnel, car les avantages qu'il apporte ne sont pas limités aux parties tridimensionnelles ou gauches d'un article de lingerie. De surcroît, on peut aussi coller le TPE à plat grâce au plateau chauffant du moule et le mouler en forme tridimensionnelle grâce au moule-obus ou anatomique pour obtenir un article de lingerie monopièce. Avantageusement, on réalise le moulage, surtout le moulage en forme tridimensionnelle, en deux étapes, une première étape à une première température entre plateaux plats et une seconde étape à une température supérieure à la première température dans le moule de forme. Cette montée en température par palier permet au TPE de se lier progressivement au couches environnantes et de ne pas se déchirer lors de l'étirement dû au moulage dans le moule de forme. La première étape et la seconde étape peuvent être accompagnées d'une mise en pression, mais cette pression est surtout utile pour la première étape. On choisit le TPE approprié à l'utilisation précise recherchée, pour ses caractéristiques de rigidité et d'élasticité et de force de retour, ainsi que sa compatibilité avec les autres fibres généralement utilisées en lingerie, notamment le polyamide (� nylon �) 6 ou le polyamide 6,6 et l'élasthanne. Avantageusement, on préfère un TPE ayant une température de ramollissement inférieure à 180-190°, voire nettement plus basse, par exemple de l'ordre de 100°C au plus, de manière à nécessiter un faible chauffage de pressage et de moulage et accélérer le processus de fabrication. Dans ce cas, il convient que la colle de contrecollage soit adaptée à cette température basse. De plus, une température relativement basse permet aussi de choisir pour les couches textiles des fibres textiles ayant un point de fusion relativement bas, par exemple des fibres de polyamide 6 au lieu de fibres de polyamide 6.6, ce qui permet de les thermoformer à des températures relativement basses. Par exemple, on pourra choisir comme TPE de l'EVA en film, dont la température de ramollissement est de 80°C et choisir comme colle une colle à base d'EVA également. Naturellement, les couches du complexe monopièce peuvent comprendre toutes les couches supplémentaires qui sont déjà couramment employées dans l'art antérieur, et s'étendant sur tout ou partie de la surface du complexe monopièce. Il peut s'agir de couches textiles, de films plastiques, de couche de mousse, ou de couches de matière élastomère telles que du silicone. La couche de TPE, et les autres couches éventuellement continues, seront perforées pour la respirabilité du complexe et pour moduler les propriétés structurelles apportées par la couche de TPE . Il est possible d'ajouter une couche de non-tissé. Il est également possible de placer localement des renforcements de type armatures ou équivalents, et en particulier des renforcements sensiblement rigides, pour la réalisation de soutien-gorge destinés aux fortes poitrines. Néanmoins, l'utilisation de TPE selon l'invention permet de s'affranchir de ces renforts jusqu'à des tailles de poitrines 100E. io Il est aussi possible d'empiler plusieurs couches de TPE pour renforcer certaines zones de l'article. Les propriétés précédemment décrites de soutien sont plus particulièrement obtenues en choisissant des TPE qui ont des allongements inférieurs à 70% sous une contrainte de 50 N (ceci caractérise la souplesse) 15 et une force de retour à 10% supérieure à 4 N sous une contrainte de 50 N (ceci caractérise la nervosité). L'épaisseur des TPE est choisie suffisante pour obtenir les conditions d'allongement et de force retour souhaitées, mais pas trop grande pour éviter qu'ils ne puissent atteindre leur point de fusion dans un temps de process normal. Du reste, au-delà d'une certaine 20 épaisseur, on risque de conférer au produit une rigidité excessive, sensible au niveau du toucher et du porter. D'une manière générale, pour les applications recherchées, une épaisseur comprise entre 100 �m et 500 �m est recommandée. Au cours de ses travaux, la Demanderesse a découvert d'autres 25 applications intéressantes d'une association entre TPE et une couche de matière textile, cette fois-ci en utilisant un film de TPE très fin, typiquement un film de moins de 80 �m, avantageusement de moins de 50 �m, et de plus de 25 �m. On associe le TPE en couche mince à une couche textile soit composée majoritairement de fibre naturelle, telle que du coton, dont on sait 30 qu'elle n'est pas naturellement thermoformable, associée par exemple à de l'élasthanne, soit composée de fibres thermoplastiques, telles que de mélanges synthétiques associant des fibres polyamide ou polyester, etc. à de l'élasthanne et de grammage inférieur à 200 g/m2. En associant cette couche textile à un film mince de TPE, notamment un polyether-ester ou un 35 polyether-bloc-amide, par pressage et chauffage pendant un temps donné, on obtient un complexe qu'on peut ensuite mouler correctement par thermoformage, même dans le cas de fibres naturelles. On peut aussi, notamment dans le cas d'une couche textile en matière synthétique, obtenir directement le complexage lors du thermoformage. Le thermoformage en forme, par exemple en utilisant un moule-obus pour faire un bonnet de soutien-gorge, se fait en laissant la matière libre de glisser. Dans cette application, la couche de TPE n'apporte pas un soutien marqué comme dans les applications avec film épais, mais facilite le thermoformage ou la qualité du thermoformage du complexe obtenu. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un exemple de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de côté d'un empilement de trois couches d'un complexe conforme à l'invention. -la figure 2 est une vue schématique de côté du même empilement placé dans une presse et porté à une première température. - la figure 3 est une vue schématique de côté du même empilement placé dans un moule et porté à une seconde température. -la figure 4 est une vue schématique de dessus du complexe obtenu 20 dans le moule de la figure 3. - la figure 5 représente une forme particulière de feuille de TPE utilisable pour une soutien-gorge. - la figure 6 est un tableau des caractéristiques physiques mesurées sur des tests de complexe textile/TPE de l'invention. 25 - la figure 7 est une vue schématique d'un moule de thermoformage pour un article conforme à l'invention. Selon l'exemple de réalisation représenté dans les dessins 1 à 4, on superpose, en vue de former un soutien-gorge monopièce multicouche, trois couches formées d'un textile tridimensionnel 1, d'un TPE 2, et d'un textile 3o tricoté 3. Pour le textile tridimensionnel 1, encore appelé tissu 3D ou � spacer fabric �, il s'agit d'un textile relativement épais mais léger formé par tricotage de deux surfaces textiles reliées par un ou plusieurs monofilaments. On peut se référer notamment aux documents 35 US2004/0097151, US6037035, US6779369 ou W02004/046439 qui donnent des exemples de textiles dimensionnels. Il est en particulier avantageux que grâce à ses constituants, le textile tridimensionnel soit thermoformable. Dans l'exemple choisi, le textile tridimensionnel 3 formera directement la surface intérieure ou la surface extérieure de l'article de lingerie et il s'étend dans ces conditions sur toute la surface dudit article. Pour le TPE 2, au contraire, on a choisi de ne prévoir la couche 2 que dans certaines régions du soutien-gorge, par exemple, dans les parties inférieures 6 des zones qui formeront après moulage les bonnets 5 du soutien-gorge (cf figure 4). Le TPE choisi, ainsi que son épaisseur, dépend Io des caractéristiques finales qu'on désire donner au produit : allongement, dureté, résistance à la torsion/flexion/compression. Le cas échéant, entre plusieurs TPE répondant à ces critères, on pourra choisir en fonction de qualités propres du TPE comme par exemple la température de ramollissement... Dans l'exemple représenté, le TPE a une température de 15 transition de l'ordre de 190°C. Pour la couche de textile tricoté 3, il s'agit dans un exemple de maille jetée de polyamide et d'élasthanne. Il s'agit donc d'un textile élastique. Les trois couches superposées sont placées entre les plateaux d'une presse 7, où l'ensemble est pressé par exemple 30 s à 180 °C, c'est-à-dire à 20 une température inférieure à la température de ramollissement du TPE, de manière à commencer à ramollir et fusionner le TPE de la couche 2 avec les deux couches voisines. Dans l'étape suivante représentée à la figure 3, le complexe est disposé entre les deux parties mâle et femelle d'un moule 8 et est moulé par 25 exemple 60s à 200°C. Une pression élevée n'est pas nécessaire et les deux parties du moule peuvent conserver un écartement de moulage pendant l'opération. Le moulage à une température qui dépasse la température de ramollissement du TPE donne à celui-ci un comportement thermoplastique, et le TPE adopte donc la forme imposée par le moule, et conservera cette 30 forme, même après le refroidissement subséquent, par exemple de 30 s. La pièce a donc alors une forme tridimensionnelle moulée où sont formés les bonnets 5 du soutien-gorge, dont la forme est donnée à la fois par la déformation imposée lors du moulage au tissu tridimensionnel 1, mais aussi au TPE 2 présent dans la zone 6 inférieure des bonnets 5. Le soutien-gorge sera obtenu ensuite par découpe adéquate du complexe moulé, et en apportant les bretelles et les dispositifs d'attache nécessaires. Ce soutien-gorge présentera dans la région des bonnets un soutien élastique amélioré grâce au TPE qui est exactement conformé à la forme nécessaire au soutien recherché pour les bonnets, c'est-à-dire essentiellement en partie basse des bonnets et éventuellement sur les côtés extérieurs des bonnets. La figure 5 représente un autre exemple de motif de TPE 2 appliqué pour réaliser un soutien-gorge multicouche. Dans cet exemple, la couche de TPE 2 est sous forme d'une feuille prédécoupée pour former le motif choisi pour le renforcement. Ici, la feuille 2 comprend deux parties arquées inférieures 21 qui vont tenir le rôle d'armature dans le soutien-gorge, et des parties latérales 22 remontant en direction d'un sommet 23 situé au niveau du départ de bretelles du soutien-gorge. Les parties latérales 22 sont allégées par des lumières quasiment verticales 24. Les parties latérales 22 sont destinées à être sur le côté des bonnets du soutien-gorge, et partiellement dans lesdits bonnets. La figure 6 montre un tableau comparatif de différents test réalisés sur des éprouvettes de 50 x 200 mm. Dans chaque cas, on a utilisé la même matière (textile à mailles) Vidon 1279 encollée avec un colle Gygli 178 pour associer un même tissu tridimensionnel (� spacer �) à différents types de TPE : d'une part des EVA se présentant sous la forme de grille (� net �) de différents poids au m2, d'autre part des films continus de polyether-ester de respectivement 200 et 400 �m et un film de polyéther bloc amide de 400 �m. Les résultats montrent d'une part l'arrachement en Newton obtenu par la méthode DBA RMQT 01/020-050, d'autre part les allongements en % à 50 N selon la norme NF EN 14704-3 Méthode B et la fatigue à 20 N selon la norme NF EN 14704-3 Méthode A. La figure 7 illustre un dispositif de moulage pour les bonnets de soutien-gorge du type selon lequel le moule 8 comporte un moule mâle 8m en forme d'obus pouvant remonter dans un moule femelle 8f formé dans une four 9, et un plateau 8p sur lequel on peut venir charger la pièce 10 à thermoformer quand le moule mâle 8m est en position descendue. La pièce 10 est par exemple un complexe formé de deux couches de textile réunies par un film mince de TPE, par exemple un film de polyether-ester de marque HYTREL de la société Dupont de 40 �m ou un film de polyétherbloc-amide de marque PEBAX de la société Arkéma, de 50 �m. Les couches textiles sont des couches réalisées dans un mélange synthétique de grammage inférieur à 200 g/m2. Le complexe a éventuellement été préalablement solidarisé à la presse sous chauffage à haute température, par exemple entre 175°C et 200°C, sous une pression de 3 à 5 bars, pendant un certain temps (par exemple entre 30 et 60 secondes). Dans ce cas, le thermoformage se fait dans le moule 8 à une température d'environ 200 °C to pendant 30 à 40 secondes, en laissant glisser la matière, c'est-à-dire sans bloquer la matière à la circonférence des moules. Par ailleurs, la remontée du moule mâle 8m dans le moule femelle 8f peut être arrêtée avant le contact de l'un avec l'autre, de manière à éviter que les moules bloquent la matière pendant sa déformation. 15 Selon une autre possibilité, on peut s'abstenir du complexage préalable en plaçant directement dans le moule 8 les trois constituants de la matière 10 et en thermoformant , en faisant glisser la matière, pendant environ 40 secondes. Dans tous les cas, le thermoformage conduit à un beau résultat avec 20 un galbe bien formé. Le même moule et le même procédé, avec ou sans complexage préalable, peuvent être utilisés pour thermoformer un textile majoritairement en coton (par exemple 96% de coton et 4% d'élasthanne) avec un film d'élastomère TPE de 25 �m d'un film de polyéther-bloc-amide 25 de marque PEBAX de la société Arkéma, et permet donc d'obtenir une forme tridimensionnelle moulée à partir d'un textile normale non thermoformable. 5 Io 15 20 REVENDICATIONS1. Article de lingerie, réalisé sous forme d'un empilement de couches contrecollées (1, 2, 3), comprenant au moins une couche textile (1, 3) et au moins une couche d'une matière plastique (2), caractérisé en ce que l'empilement de couches comprend au moins une couche en thermoplastique élastomère (2) (TPE) contrecollée à une couche adjacente (1, 3), l'article étant thermoformé. 2. Article selon la revendication 1, caractérisé en ce que le TPE est apporté en feuille (2) d'une épaisseur comprise entre 100 et 500 �m. 3. Article selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une des couches est une couche (1) en textile tridimensionnel. 4. Article selon la revendication 1, caractérisé en ce que le TPE est apporté en feuille (2) d'une épaisseur comprise entre 25 et 80 �m. 25 5. Article selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche textile (3) est majoritairement en fibre naturelle non thermoformable. 6. Article selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 30 caractérisé en ce que la couche textile (3) est réalisée en fibres au moins en partie thermoplastiques de manière à être thermoformable. 15 20 7. Article selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le TPE est choisi parmi l'EVA, le polyéther-ester et le polyéther-bloc-amide. 8. Article selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est moulé selon une forme tridimensionnelle. 9. Procédé de fabrication d'un article de lingerie, du type selon lequel on empile des couches (1, 2, 3), comprenant au moins une couche textile (1, 3) et au moins une couche d'une matière plastique (2), ces couches empilées étant soumises à l'action de la pression et de la chaleur pour les contrecoller les unes aux autres, au moyen d'une colle et/ou de ladite couche de matière plastique, caractérisé en ce qu'on prévoit une couche (2) en thermoplastique élastomère (TPE) ayant une température de ramollissement donnée, et en ce qu'on moule les couches à une température supérieure à ladite température de ramollissement donnée, et en ce qu'on refroidit l'article pressé. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la température de ramollissement est inférieure à 190°C.