Brevet FR2950816A1 — publié le 20110408

Âme pour corde de raquette, corde pour raquette comprenant une telle âme et procédé de fabrication correspondant La présente invention concerne une âme pour corde de raquette, en particulier pour corde de raquette de tennis, une corde de raquette comprenant une telle âme, ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle âme. Dans le domaine des cordes utilisées notamment dans les sports de raquette, on cherche à intégrer des matériaux naturels dans le but de préserver dans la mesure du possible l'environnement. En outre, des filaments naturels, tels que ceux de soie, présentent une résistance mécanique adaptée pour une application en tant que cordage de tennis, ainsi qu'une élasticité supérieure aux filaments synthétiques. Pour ce faire, il est connu de vouloir intégrer dans une corde une pluralité de filaments de soie. Ce type de filament issu du ver à soie est entièrement naturel. On connaît, par le document GB 600424, un procédé selon lequel, une fois la pluralité de filaments en soie rassemblés, le fil ainsi obtenu passe dans une tête d'extrudeuse alimentée par un polymère thermoplastique. La matrice de polymère constitue alors un gainage du fil naturel. Cependant, le procédé décrit dans ce document se révèle difficilement industrialisable. De plus, l'âme ainsi réalisée ne présente pas des caractéristiques qui la rendent adaptée, en vue d'une utilisation en tant que corde de raquette. Ceci étant précisé, la présente invention vise à proposer une âme pour corde de raquette qui présente des caractéristiques adaptées pour une utilisation en tant que corde de raquette. La présente invention vise également à proposer un procédé de fabrication de cette âme, qui peut être mis en oeuvre de façon simple et fiable. A cet effet, l'invention a pour objet une âme pour corde de raquette, en particulier pour corde de raquette de tennis, comprenant une matrice thermoplastique dans laquelle sont noyés des filaments, au moins un de ces filaments étant naturel, et la matrice thermoplastique étant réalisée en un matériau qui, à une température inférieure à une température seuil, pour laquelle les filaments ne sont sensiblement pas dégradés, présente une viscosité le rendant adapté à un processus d'extrusion. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'âme conforme à l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - ladite température seuil définit la valeur maximale d'une gamme de températures de travail, dont la valeur minimale correspond à une viscosité seuil au-dessous de laquelle le matériau est adapté audit processus d'extrusion. - la température seuil est de 120°C, en particulier de 110°C ; - la température minimale est de 70°C, en particulier de 90°C ; - la viscosité seuil est de 180 PA.s, en particulier de 50 PA.s ; - la matrice comprend un unique matériau thermoplastique ; - la matrice comprend un mélange de matériaux thermoplastiques ; - la matrice comprend une pluralité de filaments naturels tordus de manière hélicoïdale ; - la matrice comprend une pluralité de torons tordus de manière hélicoïdale dans un premier sens, chacun des torons comprenant une pluralité de filaments naturels tordus de manière hélicoïdale dans un deuxième sens, opposé ou non au premier sens ; - au moins un des filaments naturels est un filament en soie, la soie pouvant être produite par un ver à soie, par une araignée, ou par un animal génétiquement modifié capable de produire de la soie ; - au moins un des matériaux thermoplastiques est du polyamide ou du polyuréthane ; - l'âme comprend au moins une gaine périphérique de protection. Un autre objet de la présente invention est une corde pour raquette comprenant au moins une âme telle que décrite ci-dessus. Un autre objet de la présente invention est un procédé de fabrication d'une âme pour corde de raquette, en particulier pour corde de raquette de tennis, l'âme comprenant une pluralité de filaments, le procédé comprenant les étapes suivantes : - passage de la pluralité de filaments comprenant au moins un filament naturel, dans un bain de préparation comprenant un premier matériau thermoplastique dissous dans un solvant, à température ambiante et à pression atmosphérique, et - passage de la pluralité de filaments dans une tête d'extrudeuse alimentée par un deuxième matériau thermoplastique qui, à une température inférieure à une température seuil, pour laquelle les filaments ne sont sensiblement pas dégradés, présente une viscosité le rendant adapté à un processus d'extrusion. Suivant une caractéristique avantageuse, la vitesse des filaments lors du passage dans le bain est adaptée pour permettre une imprégnation du premier matériau thermoplastique dans chacun des filaments. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui va suivre, données uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un ensemble pour la fabrication d'une âme pour corde de raquette selon la présente invention ; - la figure 2 est une coupe d'une âme pour corde de raquette selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 3 est une coupe d'une âme pour corde de raquette selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; et - la figure 4 est un graphe, illustrant la variation de la viscosité en fonction de la température, pour différents matériaux. La figure 1 représente un ensemble 1 pour la fabrication d'une âme 2 pour corde de raquette. L'ensemble 1 comprend huit bobines 4. Autour de chacune de ces bobines est enroulée une pluralité 6 de filaments qui peut être dénommée « multifilament », ou encore fil élémentaire. Dans ce qui suit, à des fins de simplicité, on parlera de fil 6. On peut envisager d'utiliser un nombre de bobines différent de celui illustré. On peut alors faire varier le diamètre de l'âme 2. L'intégralité des filaments du fil 6 est d'origine naturelle. Il est également possible de prévoir qu'un seul ou plusieurs de ces filaments soient naturels. De manière avantageuse, ces filaments peuvent être en soie, la soie pouvant être produite par un ver à soie, une araignée ou encore par un animal génétiquement modifié capable de produire de la soie. A cet égard, on notera que des gènes d'araignée ont été greffés sur une chèvre et sur un ver à soie. Pour fabriquer un tel fil 6, on peut prévoir de réaliser un faisceau de plusieurs filaments naturels en les rassemblant. On effectue ensuite une torsion hélicoïdale dans un sens donné par rapport à l'axe central du faisceau de filaments ainsi défini. On obtient alors un toron dont la tenue mécanique est essentiellement assurée par la torsion. On peut également prévoir d'assembler une pluralité de torons sous la forme d'un faisceau. On assure par la suite leur cohésion par une torsion hélicoïdale dans un sens opposé à la torsion effectuée précédemment. En réalisant dans un premier temps une torsion dite S puis, dans un deuxième temps, une torsion dite Z, à savoir dans un sens opposé en regard de la torsion S, on augmente ainsi la cohésion et la tenue du fil 6. A titre d'exemple, les torons peuvent comprendre entre 5 et 15 filaments naturels, et de préférence entre 7 et 10 filaments. De la même manière, on peut choisir d'assembler entre 5 et 15 torons, de préférence entre 7 et 10. Il peut être prévu d'effectuer les deux torsions dans le même sens. L'ensemble 1 comprend également un bac 10, lequel contient un bain de préparation élaboré à partir d'un matériau thermoplastique de protection dissous dans un solvant, à température ambiante et à pression atmosphérique. De façon avantageuse, ce matériau peut être un polyuréthane ou encore un polyamide. Les fils 6, qui sont admis dans le bac 10, ressortent de ce dernier en étant recouverts et/ou imprégnés du matériau thermoplastique de protection. On affecte de la référence 11 ces fils traités, ainsi recouverts et/ou imprégnés. L'ensemble 1 comprend en outre une tête d'extrudeuse 12, possédant un guide 14 creusé de huit trous. Chacun des trous permet le passage de chacun des huit fils traités 11. La tête 12, qui comprend en sortie une filière 16, est reliée à un fourreau 18 dans lequel est disposée une vis d'extrusion 20. Cette dernière coopère avec un matériau thermoplastique de gainage, qui peut être du polyamide ou de polyuréthane, dont les propriétés vont être explicitées dans ce qui suit. La figure 4 est un graphe illustrant l'évolution de la viscosité V en fonction de la température T, à pression atmosphérique. Sur ce graphe, on a reporté la courbe C relative à un matériau susceptible d'être utilisé par l'invention. On note que, de façon habituelle, la viscosité diminue avec la température à savoir que, plus la température augmente et plus le matériau considéré devient fluide. Sur cette figure 4, on note Tm une température seuil, au-delà de laquelle les filaments naturels, décrits ci-dessus, sont susceptibles d'être dégradés. On note par ailleurs Vs, la viscosité seuil, au-dessus de laquelle le matériau n'est pas adapté au processus d'extrusion. Cette valeur seuil Vs correspond à une température, notée Tm. On conçoit que, à la lecture de la courbe, on peut délimiter une zone de travail représentée par un quadrilatère hachuré. En dehors de cette zone de travail Z, le procédé conforme à l'invention ne peut être mis en oeuvre. En effet, pour une température supérieure à la température seuil, ou maximale TM, le processus d'extrusion conduira à la destruction des filaments naturels. En revanche, pour une température inférieure à Tm, à savoir une viscosité supérieure à VS, le processus d'extrusion ne pourra donner des résultats satisfaisants sur le plan industriel. En effet, les fils ne pourront être correctement imprégnés au moyen du matériau, puisque ce dernier n'est pas assez fluide. En d'autres termes, le matériau thermoplastique de gainage, utilisé par l'invention, présente une valeur de viscosité seuil, pour une valeur de température inférieure à la température maximale seuil. Ceci est à comparer à d'autres matériaux, notamment du type polyéthylène, pour lesquels on a tracé la courbe C' sur la figure 4. On note que, pour la température TM, la viscosité de ce matériau est supérieure à la viscosité seuil, de sorte qu'il n'est pas adapté pour le processus d'extrusion. Ainsi, si on désire mettre en oeuvre cette extrusion avec ce matériau, il conviendra d'augmenter la température jusqu'à une valeur notée T', qui est supérieure à celle TM. En d'autres termes, le fait d'utiliser ce matériau pour le processus d'extrusion conduira à la destruction des filaments naturels. De façon typique, la température seuil, au-delà de laquelle les filaments sont dégradés, est avantageusement de 120°C, encore de préférence de 110°C. Par ailleurs, la viscosité seuil VS est avantageusement égale à 180 PA.s, de préférence à 50 PA.s. Ces valeurs de viscosité sont calculées selon la norme DIN 53018, Brookfield, aiguille 29. Enfin, la température minimale Tm de la zone de travail, correspondant à cette viscosité seuil, est avantageusement de 70°C, en particulier de 90°C. En fonctionnement, les huit bobines 4 sont déroulées à une vitesse pouvant être comprise entre 1 et 8 mètres par minute, de préférence entre 2 et 5 mètres par minute. Les fils 6 baignent ensuite dans le bac 10. La vitesse précédemment définie est adaptée pour permettre avantageusement au matériau thermoplastique de recouvrir et/ou d'imprégner chacun des fils. Cette imprégnation est facilitée du fait qu'elle est réalisée en présence d'un matériau thermoplastique, dissous dans un solvant. En effet, la présence de solvant permet de véhiculer plus aisément ce matériau entre les filaments. Chaque fil traité 11 présente ainsi des caractéristiques mécaniques, qui sont sensiblement identiques à celles du fil 6 formé par les différents filaments naturels. Chacun des fils traités 11 est introduit dans la tête d'extrudeuse 12 par les trous du guide 14. Par le procédé d'extrusion, on enduit ainsi les fils traités 11 avec le matériau thermoplastique de gainage. A la sortie de la filière 16, l'âme 2 est ainsi obtenue. Du fait de la température de fusion, relative au matériau thermoplastique de gainage, les filaments naturels ne sont sensiblement pas endommagés, lors des différentes étapes de leur procédé de traitement, décrites ci-dessus. La figure 2 illustre une coupe, représentant une âme 2 conforme à l'invention. Cette âme pour corde de raquette comprend une pluralité de filaments 22 de soie noyés dans une matrice thermoplastique 24 comprenant un mélange du matériau thermoplastique issu du bac 10 et du matériau thermoplastique issu de la tête d'extrudeuse 12. Ce matériau constitutif de cette matrice présente des caractéristiques qui sont sensiblement analogues à celles du matériau thermoplastique décrit ci-dessus, utilisé pour l'étape d'extrusion. En particulier, cette matrice 24 peut être associée à une courbe viscosité-température qui correspond sensiblement à celle C, illustrée et décrite en référence à la figure 4. On peut avantageusement prévoir de réaliser une torsion de l'âme 2, par rapport à son axe central, à la sortie de la tête d'extrudeuse 12. On obtient alors une âme disposant d'une meilleure cohésion ainsi que d'une meilleure résistance mécanique. De manière avantageuse, cette torsion peut être comprise entre 50 et 100 tours par minute. A la figure 3 est représentée l'âme 2 autour de laquelle est disposée une gaine 26 de protection. Pour ce faire, l'âme 2 passe dans la tête d'une extrudeuse supplémentaire, non représentée, pendant que le matériau servant de gaine 26 de protection est travaillé en pression et en température dans un fourreau de cette extrudeuse. De la même manière, on peut prévoir de disposer autour de la gaine 26 au moins une gaine supplémentaire par un procédé de fabrication similaire. Par ailleurs, la vitesse de passage de l'âme 2 dans une tête de cette extrudeuse supplémentaire peut être plus élevée que la vitesse de passage des fils traités 11 dans la tête d'extrudeuse 12. De préférence, cette vitesse peut être comprise entre 50 mètres par minute et 100 mètres par minute. Le procédé selon l'invention peut s'appliquer à des filaments de soie décreusés, à savoir vidés de leur protéine, ainsi qu'à des filaments de soie non décreusés. A cet égard, on notera que, à titre d'exemple non limitatif, l'installation de traitement illustrée sur les figures peut comporter un bac supplémentaire non représenté. Ce dernier peut assurer, de façon connue en soi, une opération telle que le décreusage ou le désenzymage. A partir de l'âme 2, on peut réaliser une corde pour raquette. L'âme peut être utilisée directement et ainsi servir à corder un cadre de raquette. A titre de variante, on peut prévoir d'assembler plusieurs âmes 2, par exemple par torsion, puis d'utiliser cet ensemble dans d'autres applications. On peut également prévoir de réaliser une gaine de protection autour de cet ensemble. REVENDICATIONS1.- Âme (2) pour corde de raquette, en particulier pour corde de raquette de tennis, comprenant une matrice thermoplastique (24) dans laquelle sont noyés des filaments (22), au moins un de ces filaments étant naturel, et la matrice thermoplastique (24) étant réalisée en un matériau qui, à une température inférieure à une température seuil (TM), pour laquelle les filaments (22) ne sont sensiblement pas dégradés, présente une viscosité le rendant adapté à un processus d'extrusion. 2.- Âme selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite température seuil définit la valeur maximale (TM) d'une gamme de températures de travail, dont la valeur minimale (Tm) correspond à une viscosité seuil, au-dessous de laquelle le matériau est adapté audit processus d'extrusion. 3.- Âme selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la température seuil (TM) est de 120°C, en particulier de 110°C. 4.- Âme selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la température minimale (Tm) est de 70°C, en particulier de 90°C. 5.- Âme selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la viscosité seuil est de 180 PA.s, en particulier de 50 PA.s. 6.- Âme selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la matrice (24) comprend un unique matériau thermoplastique. 7.- Âme selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la matrice (24) comprend un mélange de matériaux thermoplastiques. 8.- Âme selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisée en ce que la matrice (24) comprend une pluralité de filaments (22) naturels tordus de manière hélicoïdale. 9.- Âme selon la revendication 8, caractérisée en ce que la matrice (24) comprend une pluralité de torons tordus de manière hélicoïdale dans un premier sens, chacun des torons comprenant une pluralité de filaments (22) naturels 30 tordus de manière hélicoïdale dans un deuxième sens, opposé ou non au premier sens. 10.- Âme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un des filaments (22) naturels est un filament en soie. 11.- Âme selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en 5 ce qu'au moins un des matériaux thermoplastiques est du polyamide ou du polyuréthane. 12.- Âme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une gaine périphérique (26) de protection. 10 13.- Corde pour raquette, comprenant au moins une âme selon l'une quelconque des revendications précédentes. 14.- Procédé de fabrication d'une âme (2) pour corde de raquette, en particulier pour corde de raquette de tennis, l'âme comprenant une pluralité de filaments (22), le procédé comprenant les étapes suivantes : 15 - passage de la pluralité de filaments (22) comprenant au moins un filament naturel, dans un bain de préparation comprenant un premier matériau thermoplastique dissous dans un solvant, à température ambiante et à pression atmosphérique, et - passage de la pluralité de filaments (22) dans une tête d'extrudeuse (18) 20 alimentée par un deuxième matériau thermoplastique qui, à une température inférieure à une température seuil (TM), pour laquelle les filaments (22) ne sont sensiblement pas dégradés, présente une viscosité le rendant adapté à un processus d'extrusion. 15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la vitesse des 25 filaments (22) lors du passage dans le bain est adaptée pour permettre une imprégnation du premier matériau thermoplastique dans chacun des filaments.