Brevet FR2958578A1 — publié le 20111014

PROCEDE DE FIXATION D'UN ELEMENT EN SURFACE D'UN TISSU ET TISSU AINSI OBTENU DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de la pose d'éléments en surface d'un tissu et trouve particulièrement application dans le domaine des vêtements dit « intelligents », c'est-à-dire des vêtements incorporant des fonctionnalités électroniques. ETAT DE LA TECHNIQUE On connaît de l'état de la technique des vêtements incorporant des fonctionnalités électroniques, tels que par exemple des capteurs physiologiques, des moyens de régulation de température, etc... 15 Usuellement les composants électroniques, tels que les capteurs, les microprocesseurs et leur connectique associée sont cousus ou collés directement sur le tissu du vêtement, insérés dans une doublure du vêtement, ou encore maintenus à la surface du vêtement par un morceau de tissu cousu. 20 Le matériel utilisé pour incorporer les composants sur ou dans le vêtement sont donc usuellement épais et font perdre une partie de la souplesse de celui-ci. En outre, afin de protéger les composants contre les agressions extérieures, et tout particulièrement l'humidité, il est nécessaire de prévoir une protection supplémentaire rendant le processus de fabrication complexe, ou bien de prévoir un vêtement réalisé en un matériau 25 imperméable, ce qui limite le choix possible de vêtements pouvant être instrumentés. EXPOSE DE L'INVENTION Le but de la présente invention est de résoudre les problèmes susmentionnés en proposant 30 un procédé alternatif de pose d'un élément en surface du tissu, quelle que soit la nature de ce tissu, tout en réalisant une protection pour l'élément, et sans que le matériel utilisé pour la pose de l'élément n'implique par lui-même une perte importante de la souplesse du tissu. 35 A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fixation d'un élément en surface d'un tissu, consistant :10 ^ à encapsuler l'élément en question dans un matériau thermo fusible ; ^ à poser l'élément ainsi encapsulé en surface du tissu ; et ^ à appliquer conjointement une pression et une énergie sur au moins une portion du matériau thermo fusible de manière à faire fondre totalement ou partiellement ladite 5 portion. En d'autres termes, l'élément est incorporé dans un matériau qui, lors de sa fusion, va à la fois s'imprégner dans les fibres du tissu afin de maintenir l'élément à la surface du tissu et former une poche ou une gaine de protection pour l'élément. En outre, la quantité de 10 matériau thermofusible nécessaire pour réaliser ces deux fonctions étant minime, cette quantité n'implique pas une perte de souplesse du tissu. Avantageusement, l'encapsulation dudit élément consiste à insérer ce dernier entre deux films de matériau thermofusible. Alternativement, l'encapsulation peut être réalisée par guipage dudit élément par des fibres en matériau thermofusible. Selon l'invention, l'application conjointe de la pression et de l'énergie peut être réalisée 20 sur la totalité de la surface de l'ensemble formé de l'élément et du matériau thermofusible. Cette opération peut être réalisée en combinaison avec un matériau non thermofusible, permettant d'éviter une déformation du support lors du refroidissement (gondolement). 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, mettant en oeuvre deux films de matériau thermofusible pour l'encapsulation de l'élément, les films en question présentent une superficie supérieure à celle dudit élément (46), et l'application conjointe de la pression et de l'énergie est réalisée sur des portions de films non superposées à l'élément de manière à former une poche ou gaine pour celui-ci. 30 L'énergie appliquée peut être de nature thermique ou ultrasonore. L'invention a également pour objet un tissu incorporant à sa surface un élément fixé ou rapporté selon le procédé susmentionné. L'élément ainsi fixé peut être un conducteur électrique longiligne, notamment un filet de fibres conductrices. 15 35 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple, et réalisée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels des références identiques désignent des éléments identiques ou fonctionnement analogues, et dans lesquels : ^ la figure 1 illustre un premier mode de réalisation d'un procédé selon l'invention appliqué au collage d'un conducteur électrique ; ^ la figure 2 illustre un second mode de réalisation d'un procédé selon l'invention 10 appliqué au collage d'un conducteur électrique ; ^ la figure 3 et 4 illustrent un troisième mode de réalisation d'un procédé selon l'invention appliqué au collage d'un conducteur électrique ; et ^ la figure 5 illustre une vue schématique en coupe du tissu obtenu à l'issu du troisième mode de réalisation du procédé. 15 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 illustre un premier mode de réalisation d'un collage d'un conducteur électrique longiligne déformable 10, par exemple un filet de fibres conductrices ou un fil 20 conducteur, à la surface d'un tissu 12. Le tissu 12 peut être de tout type et de toute nature, et par exemple réalisé en fibres naturelles, telles que des fibres de coton par exemple, et/ou en fibres synthétiques, telles que des fibres de polyester, et présente une armature quelconque (toile, sergé, etc...). 25 Un premier film thermofusible 14 est posé à la surface du tissu 12, par exemple au moyen d'un système de bras préhenseur automatisé. Le conducteur électrique 10 est alors posé au centre du film 14, puis un second film 16 thermofusible est posé sur le conducteur 10 de manière à recouvrir celui-ci et au moins partiellement, mais de préférence totalement, 30 le premier film 14. Les films 14 et 16 sont par exemple réalisés en polymère, tels que par exemple du polyéthylène, du polyuréthane, du éthylène-acétate de vinyle. Les épaisseurs des films 14 et 16, non nécessairement identiques, sont avantageusement comprises entre 25 35 micromètres et 50 micromètres. De telles épaisseurs permettent à la fois un collage et une protection efficace du conducteur 10 pour une quantité minime de matériau. 3 Une molette plate cylindrique 18 et une sonotrode 20 cylindrique sont disposées de part et d'autre du tissu 12, la molette plate 18 étant pressée par un vérin pneumatique contre la sonotrode 20 selon la direction indiquée par la flèche 22. L'ensemble coopérant formé de la molette 18 et de la sonotrode 20 se déplace alors par des bras robotisés le long du tissu 12 selon la direction indiquée par la flèche 24, ou bien cet ensemble est fixe et le tissu 12 est tiré dans la direction contraire à celle indiquée par la flèche 24, de manière à appliquer conjointement une pression et de l'énergie ultrasonore sur toute la surface du film 16. De cette manière, un collage par laminage est obtenu. Les films 14 et 16 fondent sous l'action de la sonotrode 20. Le premier film 14 imprègne le tissu 12 et le second film 16 fusionne avec le premier film 16. Le conducteur 10 se trouve ainsi collé à la surface du tissu 12, tout en étant gainé sur toute sa superficie par le matériau thermofusible constitutif des films 14 et 16. En variante, la pose des films 14, 16 et du conducteur 10 est réalisée au fur et à mesure de la progression de l'ensemble formé de la molette 18 et de la sonotrode 20 ou au fur et à mesure que le tissu 12 est tiré. De manière avantageuse, le conducteur 10 et les films 14 et 16 sont préassemblés par un système similaire à celui de la figure 1 mais sans support textile et se présentent par exemple sous la forme d'un ruban enroulé autour d'une bobine, évitant ainsi de prévoir des dispositifs d'alignement de ces éléments lors du collage et simplifiant également le processus de fabrication. La figure 2 illustre un second mode de réalisation du procédé de collage selon l'invention. Le second mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation par le fait que les films 14 et 16 sont remplacés par un guipage du conducteur 10 par le matériau thermofusible, le conducteur 10 étant recouvert par des fibres en matériau thermofusible guipé c'est-à-dire enroulé ou tressé autour du conducteur. Les modes de réalisation venant d'être décrits impliquent notamment l'application d'une pression et d'une énergie à l'élément devant être collé à la surface du tissu. Ceci implique donc que ledit élément supporte sans détérioration la pression et l'énergie qui lui sont appliquées. Tel n'est cependant pas le cas de tous les éléments, tels que par exemple des puces électroniques ou des composants MEMS (pour l'acronyme anglo-saxon « micro electro mechanical systems ») De même, en faisant pression sur l'élément, ce dernier fait en retour pression sur le tissu lui-même. L'élément est donc préférentiellement choisi pour que la pression qu'il exerce sur le tissu n'endommage pas ce dernier. Par exemple, les deux premiers modes de réalisation sont particulièrement adaptés à des éléments initialement plats ou qui sont déformables et deviennent plats lorsqu'ils sont pressés, comme par exemple un ruban de fibres. Il va être à présent décrit, en relation avec les figures 3, 4 et 5, un troisième mode de réalisation de l'invention évitant de tels inconvénients, c'est-à-dire non susceptible 15 d'endommager l'élément devant être collé et/ou le tissu. La figure 3 illustre un dispositif mettant en oeuvre ce troisième mode de réalisation, la figure 4 une vue en coupe dudit dispositif et la figure 5, une vue en coupe du résultat obtenu par ce troisième mode de réalisation. 20 Dans ce mode de réalisation, un assemblage 40 d'un premier et d'un second film 42, 44 en matériau thermo fusible encapsulant un élément 46 à coller à la surface du tissu 10 est réalisé. Cet assemblage 40 est analogue à l'assemblage des films 14, 16 et du conducteur 10 du premier mode de réalisation. Il est réalisé directement sur le tissu 12 ou 25 préassemblé sous la forme d'un ruban enroulé sur un système de distribution comme une bobine 48 par exemple. L'élément est par exemple un conducteur électrique, un capteur, ou un actionneur, l'élément étant dans l'exemple des figures 3 à 5 un conducteur électrique longiligne 30 semblable au conducteur 10 des premier et deuxième modes de réalisation. Les films thermo fusibles 42 et 44 présentent quant à eux une surface supérieure à celle de l'élément 46 de manière à présenter des bords 50, 52. 35 Une molette cylindrique 54 est par ailleurs prévue en coopération avec une sonotrode 56 sur laquelle elle est pressée selon la direction de la flèche 58. La molette 54 présente par ailleurs un évidement circonférentiel 60 dans lequel vient se loger l'élément à coller 46 lorsque l'ensemble formé de la molette 54 et la sonotrode 56 se déplace dans la direction de la flèche 24, ou lorsque que le tissu se déplace dans la direction opposée à celle indiquée par cette flèche. Avantageusement, la sonotrode 56 comporte un évidement 62 analogue, de manière à ne 5 pas appliquer d'énergie ultrasonore à l'élément 46 au cours du collage. De cette manière, seuls les bords 50 et 52 des films thermo fusibles 40, 42 sont soumis à la pression et à l'énergie ultrasonore. Les bords 50 et 52 fondent et se fusionnent de manière à coller l'élément 46 à la surface du tissu 12, tout en formant une poche ou gaine 10 64 de protection de l'élément 46 (figure 5). Il a été décrit l'application conjointe d'une pression et d'une énergie ultrasonore. En variante, une énergie thermique est utilisée, par exemple au moyen d'un élément chauffant. L'énergie ultrasonore est toutefois préférée car elle peut être localisée 15 uniquement à l'endroit où il est souhaité un collage. Elle modifie donc le matériau uniquement à cet endroit, au contraire de l'énergie thermique qui diffuse et rend ainsi difficile un contrôle précis de la localisation de son application. De même il a été décrit un matériau thermofusible en polymère. D'autres types de 20 matériau peuvent être prévus et/ou le matériau, et notamment les films, peuvent être réalisés en multicouche. Ce matériau peut ainsi remplir plusieurs fonctions (protection mécanique, protection chimique, protection contre l'humidité, blindage électromagnétique,....) En outre, un élément non thermo fusible peut être mis en oeuvre pour faciliter la pose et éviter une déformation du support, mieux connu sous l'expression 25 gondolage. De même il a été décrit le collage de composants électriques ou électroniques à la surface du tissu. D'autres types d'éléments peuvent être collés, comme par exemple des fils de nitinol, c'est-à-dire d'un alliage à mémoire de forme à base de titane et de nickel, afin de 30 modifier les propriétés du tissu. REVENDICATIONS1. Procédé de fixation d'un élément (10, 46) en surface d'un tissu (12), consistant : ^ à encapsuler l'élément (10, 46) dans un matériau (14, 16 ; 30 ; 40, 42) thermofusible ; ^ à poser l'élément ainsi encapsulé en surface du tissu (12) ; et ^ à appliquer conjointement une pression (18 ; 54) et une énergie (20 ; 56) sur au moins une portion du matériau thermofusible de manière à faire fondre partiellement ou totalement ladite portion. 2. Procédé de fixation d'un élément (10, 46) en surface d'un tissu (12) selon la revendication 1, dans lequel l'encapsulation comprend l'insertion de l'élément (10) entre deux films (14, 16 ; 40, 42) de matériau thermofusible. 3. Procédé de fixation d'un élément (10, 46) en surface d'un tissu (12) selon la revendication 1, dans lequel l'encapsulation comprend le guipage de l'élément (10) par des fibres en matériau thermofusible. 4. Procédé de fixation d'un élément (10, 46) en surface d'un tissu (12) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'application conjointe de la pression et de l'énergie est réalisée sur la totalité de la surface de l'ensemble formé de l'élément (10) et du matériau thermofusible (14, 16 ; 30). 5. Procédé de fixation d'un élément (10, 46) en surface d'un tissu (12) selon la revendication 2, dans lequel les films (40, 42) ont une superficie supérieure à celle de l'élément (46), et en ce que l'application conjointe de la pression et de l'énergie est réalisée sur des portions (50, 52) de films non superposées à l'élément (46) de manière à former une poche (60) pour celui-ci. 6. Procédé de fixation d'un élément (10, 46) en surface d'un tissu (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'énergie appliquée est une énergie thermique. 7. Procédé de fixation d'un élément (10, 46) en surface d'un tissu (12) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'énergie appliquée est une énergie ultrasonore. 8. Tissu comportant un élément collé ou rapporté à sa surface selon le procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Tissu selon la revendication 8, dans lequel l'élément est un conducteur électrique longiligne, notamment un filet de fibres conductrices.