Brevet FR2935994A1 — publié le 20100319

L'invention concerne un procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile à base de matériau hydrophile en vue de lui conférer des propriétés de transfert d'humidité, ainsi qu'un substrat textile fonctionnalisé par mise en oeuvre d'un tel procédé. En particulier, un substrat textile selon l'invention permet la confection de vêtements destinés à être portés en contact avec la peau, tels que des sous-vêtements, des polos, des T-shirts, des chemises.... 10 En effet, notamment avec des substrats textiles à base de matériau hydrophile, de la sueur peut être stockée en contact avec la peau, ce qui procure un inconfort important. C'est pourquoi, notamment dans ces applications, des propriétés de transfert d'humidité sont recherchées pour faciliter l'évacuation de la sueur vers l'extérieur du vêtement. 15 Un substrat textile selon l'invention trouve donc plus particulièrement son application pour la confection de vêtements de type sportwear pour lesquels le contact humide est d'autant plus présent que l'utilisateur transpire au cours de l'effort induit par son activité physique. Pour conférer des propriétés de transfert d'humidité à un substrat textile, on connaît, notamment du document US-2007/0151039, un procédé utilisant une couche hydrophile et une couche hydrophobe qui sont déposées respectivement sur une surface du substrat. 25 Toutefois, les couches déposées selon ce document sont continues, ce qui va à l'encontre de la souplesse et de la respirabilité du substrat textile. Par conséquent, le confort en particulier thermique d'un vêtement confectionné avec un tel substrat textile n'est pas satisfaisant, notamment en ce que les 30 calories produites par l'utilisateur ne pourront pas être efficacement transférées vers l'extérieur. 20 2 L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant un procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile dans lequel les propriétés de transfert d'humidité sont combinées avec une bonne respirabilité, de sorte à favoriser le transfert vers l'extérieur tant de la sueur que des calories produites par l'utilisateur d'un vêtement confectionné avec ledit substrat. Ainsi, le transfert d'humidité est judicieusement utilisé pour faciliter l'élimination des calories. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile à base d'un matériau hydrophile en vue de lui conférer des propriétés de transfert d'humidité, ledit procédé comprenant les étapes prévoyant de : - préparer une formulation d'au moins un matériau hydrophobe comprenant au moins un groupement réactif sous rayonnement ionisant ; - former avec ladite formulation une couche discontinue sur une surface du substrat textile ; - appliquer un rayonnement ionisant sur ladite couche discontinue de sorte à assurer le greffage du matériau hydrophobe sur la surface du substrat par réaction des groupements réactifs. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un substrat textile fonctionnalisé par mise en oeuvre d'un tel procédé, ledit substrat étant à base d'un matériau hydrophile et sa surface intérieure étant greffée avec une couche discontinue d'un matériau hydrophobe, ladite couche discontinue étant partiellement imprégnée dans ladite surface de sorte à créer un gradient hydrophile û hydrophobe en vue de conférer audit substrat des propriétés de transfert d'humidité dans son épaisseur. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit de différents modes de réalisation particuliers. On décrit ci-dessous un procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile à base de matériau hydrophile en vue de lui conférer des propriétés de transfert d'humidité. En particulier, le matériau formant le substrat textile peut être choisi30 3 parmi les dérivés cellulosiques, notamment le coton et/ou la viscose, ou des polycotons constitués de façon majoritaire de dérivés cellulosiques mélangés en quantité moindre à des fibres synthétiques. Le substrat textile peut prendre toute forme adaptée pour la confection de vêtement, notamment en étant formé d'une nappe de tricot, de tissu ou de non-tissé. En outre, le substrat textile peut subir, préalablement à sa fonctionnalisation, des traitements particuliers, notamment pour améliorer sa cohésion et/ou sa mouillabilité. Le substrat textile est plus particulièrement destiné à la confection de vêtements destinés à être portés en contact avec la peau, notamment des vêtements de type sportwear. En particulier, l'ensemble d'un vêtement peut être confectionné avec au moins un substrat textile fonctionnalisé selon l'invention, ou l'utilisation du substrat fonctionnalisé peut être limitée aux zones du vêtement qui nécessitent plus particulièrement des propriétés de transfert d'humidité. Le procédé de fonctionnalisation prévoit de préparer une formulation d'au moins un matériau hydrophobe, c'est-à-dire présentant au moins des propriétés d'hydrophilie qui sont inférieures à celles du matériau formant le substrat textile. En outre, le matériau hydrophobe comprend au moins un groupement réactif sous rayonnement ionisant. En particulier, de tels groupements peuvent comprendre une liaison insaturée qui, sous l'effet du rayonnement ionisant, forme un radical libre réactif. Par exemple, le groupement réactif sous rayonnement ionisant peut être choisi parmi les groupements vinyliques, amines, époxy, acrylates, hydroxyles, phényles, éthers, esters, carboxyles. Selon une réalisation, la formulation comprend des chaînes polydiméthyl siloxanes PDMS, notamment des chaînes PDMS de différentes longueurs. En effet, ces chaînes permettent, après réticulation, de former un matériau à base de silicone élastomérique qui, outre ses propriétés hydrophobes, est naturellement doux, souple, compatible avec la peau et hypoallergénique. 4 En particulier, les chaînes PDMS peuvent présenter, le long de ladite chaîne, des groupements fonctionnels qui sont réactifs sous rayonnement ionisant. Ainsi, par application d'un tel rayonnement, on peut réticuler lesdites chaînes entre elles et/ou avec un autre matériau réactif tel que par exemple des agents di ou trifonctionnels ou un substrat textile présentant également des fonctionnalités réactives sous rayonnement ionisant. Selon une réalisation, la formulation comprend une huile ou un mélange d'huiles comprenant des chaînes PDMS. En particulier, la formulation peut comprendre un mélange entre au moins une huile comprenant des chaînes PDMS fonctionnalisées et/ou une ou plusieurs huiles comprenant des chaînes PDMS non fonctionnalisées. Le procédé de fonctionnalisation prévoit de former avec ladite formulation une couche discontinue sur une surface du substrat textile. Pour ce faire, on peut déposer un réseau de motifs discrets, notamment de points, sur la surface du substrat textile, en particulier par sérigraphie, gravure, pulvérisation, jet d'encre, lithographie, transfert. En variante, la couche discontinue peut être formée par dépôt d'une couche continue de la formulation sur la surface du substrat textile, puis par traitement de ladite couche pour la rendre discontinue. En particulier, la couche continue peut être déposée par transfert puis étirée mécaniquement pour la rendre discontinue par fissuration de ladite couche continue. En outre, on peut rajouter à la formulation de la couche des additifs aptes à favoriser la création de porosité et/ou de discontinuité dans ladite couche. La formulation peut être agencée pour favoriser l'imprégnation de la surface du substrat textile par la couche discontinue formée, notamment en comprenant un agent de mouillage. En outre, la formulation peut comprendre d'autres additifs tels que des agents de rhéologie ou de thixotropie mais également des résines, des gommes, des promoteurs d'adhérence ou des composés réactifs comprenant des groupements SiH. La formulation peut être préparée en utilisant au moins une huile à l'état pur, en 5 émulsion ou en dispersion. Un exemple type de formulation peut comprendre le mélange suivant : - entre 5 et 50% d'huiles PDMS non fonctionnalisées ; - entre 5 et 50% d'huiles PDMS fonctionnalisées avec des groupements vinyliques ; 10 entre 5 et 50% d'huiles PDMS fonctionnalisées avec des groupements acrylates ; entre 2 et 20% d'une résine de pontage ; entre 0,3% et 3% d'un promoteur d'adhérence. 15 Un autre exemple de formulation est un mélange de ce type qui est mis en émulsion dans une partie aqueuse comprise entre 35 et 85%. Les deux parties peuvent être liées grâce à des tensioactifs et émulsifiants (entre 0,5 et 5%). La rhéologie peut être ajustée grâce à un agent de thixotropie pouvant être de type polyuréthane (entre 0,2 et 2%), et la mouillabilité sur le substrat par l'apport 20 d'un agent mouillant (entre 0,3 et 3%). Le procédé de fonctionnalisation prévoit d'appliquer un rayonnement ionisant sur la couche discontinue de sorte à assurer le greffage du matériau hydrophobe sur la surface du substrat par réaction des groupements réactifs. 25 Selon une réalisation, le rayonnement ionisant est un bombardement électronique généré par un accélérateur d'électrons qui, lors de l'utilisation de chaines PDMS, est ajusté en puissance et en durée pour permettre la réticulation et le greffage desdites chaînes. 30 Le procédé peut également prévoir une étape de traitement thermique de la couche discontinue formée et/ou greffée, par exemple au moyen de lampes infrarouges, de sorte à assurer le séchage du substrat textile. Le traitement 6 thermique peut permettre en outre d'assurer une thermofixation de la formulation sur le substrat textile. Enfin, le substrat textile peut être lavé puis séché ou subir d'autres traitements nécessaires à son utilisation ultérieure. Selon une réalisation, la formulation comprend en outre des microcapsules contenant une composition active dans une enveloppe, ladite enveloppe étant à base d'un matériau comprenant au moins un groupement réactif sous rayonnement ionisant. Ainsi, lors de l'application du rayonnement ionisant, les microcapsules sont greffées sur la surface du substrat de sorte à pouvoir combiner les propriétés de transfert d'humidité avec celles de la composition active. Selon une réalisation, la couche discontinue peut être sous la forme d'une mousse poreuse, les microcapsules pouvant être intégrées dans lesdits pores. En particulier, la substance active peut être apte à procurer des propriétés de régulation thermique au substrat textile, notamment en intégrant un matériau à changement de phase dont la température de fusion est comprise entre 15°C et 38°C, de préférence entre 22°C et 35°C, de sorte à assurer une thermorégulation au voisinage de la température corporelle humaine. Dans d'autres applications, la substance active peut présenter d'autres propriétés, par exemple hygiénique ou de confort. Dans des exemples de réalisation, la substance active peut comprendre des huiles essentielles, notamment pour améliorer la respiration, des parfums, des répulsifs, notamment des anti-moustiques, des charges conductrices ou antistatiques, des agents bactériostatiques tels que des sels d'argents, des anti-odeurs. Selon une réalisation, la formulation peut comprendre en outre au moins un agent de pontage présentant au moins un groupement réactif sous rayonnement ionisant. En particulier, des agents de pontage bi ou tri réactifs peuvent être utilisés, notamment choisis dans le groupe comprenant le glycidyl 7 acrylate ou méthacrylate (AGLY, MAGLY), les polyéthylènes glycol 200, 400, 600 diacrylate (PEG200 DA, PEG400 DA, PEG600 DA), le dipropylène glycol diacrylate (DPGA), le sulfopropyl méthacrylate de potassium (SPMK) et le lauryl méthacrylate ou acrylate. Parmi les agents de pontage, on trouve également des composés hybrides organo métalliques, des organosilanes ou des organotitanates qui vont s'accrocher sur les composés silicones ou des charges minérales et à base de groupements fonctionnels réactifs sous rayonnement ionisant qui vont permettre le pontage avec des composés organiques. On trouve notamment dans ces familles de constituants des composés tels que le MEMO (Methacryloxypropyltrimethoxysilane), le GLYMO (Glycidopropyltrimethoxysilane), le VTMO (Vinyl TriMetOxy silane), le PTMO (Propyltrimethoxysilane) et le TBOT (Tetrabutylorthotitanate). Ainsi, les réactions entre les groupements réactifs et les agents de pontage permettent de relier le matériau hydrophobe, les éventuelles microcapsules et les fibres du substrat textile, de sorte à créer un réseau tridimensionnel solide résistant au frottement ainsi qu'au lavage ou au nettoyage à sec. Le procédé selon l'invention permet de réaliser un substrat à base d'un matériau hydrophile dont la surface intérieure est greffée avec une couche discontinue d'un matériau hydrophobe, notamment d'un matériau à base de silicone élastomérique. Ainsi, le substrat textile reste respirant, notamment au travers des discontinuités de la couche, de sorte à éviter un effet d'étuve. Par exemple, le taux de couverture de la couche discontinue peut être compris entre 30 et 70% et son poids compris entre 1 et 50 g/m2, notamment entre 5 et 15 g/m2. En outre, la couche discontinue est partiellement imprégnée dans la surface de sorte à créer un gradient hydrophile ù hydrophobe en vue de conférer audit substrat des propriétés de transfert d'humidité depuis l'intérieur vers l'extérieur du vêtement. 8 Ainsi, le gradient hydrophile ù hydrophobe peut être ajusté pour gérer la cinétique de transfert de l'humidité de façon à favoriser la migration naturelle de l'humidité dans l'épaisseur du substrat depuis sa surface intérieure vers sa surface extérieure, et donc son élimination depuis la peau vers l'extérieur du vêtement. En outre, la couche discontinue peut être formée en relief par rapport à la surface intérieure de sorte à être interposée entre ladite surface et la peau de l'utilisateur d'un vêtement confectionné avec ledit substrat. Ainsi, outre ses fonctions de transfert d'humidité et de respirabilité, la couche discontinue va pouvoir jouer le rôle de barrière entre la peau et le substrat imprégné de sueur, et donc améliorer le confort d'utilisation. Par ailleurs, le greffage ainsi que l'éventuel pontage du matériau hydrophobe 15 sur le substrat textile est particulièrement durable avec notamment une bonne tenue en machine à laver de la couche discontinue. REVENDICATIONS1. Procédé de fonctionnalisation d'un substrat textile à base d'un matériau hydrophile en vue de lui conférer des propriétés de transfert d'humidité, ledit 5 procédé comprenant les étapes prévoyant de : préparer une formulation d'au moins un matériau hydrophobe comprenant au moins un groupement réactif sous rayonnement ionisant ; - former avec ladite formulation une couche discontinue sur une surface du substrat textile ; 10 - appliquer un rayonnement ionisant sur ladite couche discontinue de sorte à assurer le greffage du matériau hydrophobe sur la surface du substrat par réaction des groupements réactifs. 2. Procédé de fonctionnalisation selon la revendication 1, dans lequel la 15 formulation est agencée pour favoriser l'imprégnation de la surface du substrat textile par la couche discontinue formée. 3. Procédé de fonctionnalisation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche discontinue est formée en relief par rapport à la surface du substrat 20 textile. 4. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la formulation comprend des chaînes polydiméthyl siloxanes PDMS, lesdites chaînes étant réticulées et greffées lors de l'application du 25 rayonnement ionisant. 5. Procédé de fonctionnalisation selon la revendication 4, dans lequel au moins un type de groupement réactif sous rayonnement ionisant est greffé sur des chaînes PDMS. 6. Procédé de fonctionnalisation selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la formulation est préparée en utilisant au moins une huile de chaînes PDMS à l'état pur, en émulsion ou en dispersion. 30 10 7. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel la formulation comprend un mélange d'huiles comprenant des chaînes PDMS. 8. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le groupement réactif sous rayonnement ionisant est choisi parmi les groupements vinyliques, amines, époxy, acrylates, hydroxyles, phényles, éthers, esters, carboxyles. 10 9. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la couche discontinue est formée par dépôt d'un réseau de motifs discrets sur la surface du substrat textile. 15 10. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la couche discontinue est formée par dépôt d'une couche continue de la formulation sur la surface du substrat: textile, puis par traitement de ladite couche pour la rendre discontinue. 20 11. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelcorque des revendications 1 à 10, dans lequel la formulation comprend en outre des microcapsules contenant une composition active dans une enveloppe, ladite enveloppe étant à base d'un matériau comprenant au moins un groupement réactif sous rayonnement ionisant. 25 12. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelcorque des revendications 1 à 11, dans lequel la formulation comprend en outre au moins un agent de pontage présentant au moins un groupement réactif sous rayonnement ionisant. 13. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel une étape de traitement thermique de la couche discontinue formée et/ou greffée est prévue. 30 11 14. Procédé de fonctionnalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le rayonnement ionisant est un bombardement électronique. 15. Substrat textile fonctionnalisé par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, ledit substrat étant à base d'un matériau hydrophile et sa surface intérieure étant greffée avec une couche discontinue d'un matériau hydrophobe, ladite couche discontinue étant partiellement imprégnée dans ladite surface de sorte à créer un gradient hydrophile ù hydrophobe en vue de conférer audit substrat des propriétés de transfert d'humidité dans son épaisseur. 16. Substrat textile selon la revendication 15, caractérisé en ce que le matériau hydrophobe est à base de silicone élastomérique. 17. Substrat textile selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le substrat textile est à base de dérivés cellulosiques ou de polycotons.15