Brevet FR3017628A1 — publié le 20150821

Fil textile, notamment pour la réalisation d'un revêtement de siège, par exemple par tissage ou tricotage, en particulier pour un véhicule ferroviaire La présente invention concerne un fil textile, notamment pour la réalisation d'un revêtement de sièges, par exemple par tissage ou tricotage, en particulier pour un véhicule ferroviaire. On connait déjà, dans l'état de la technique, un fil textile comprenant : - une âme filiforme en aramide (polyamide aromatique), et - un enrobage de fibres entourant l'âme, reliées par friction mécanique à cette âme. Les fibres de l'enrobage sont habituellement des fibres de laine. Un tel fil textile est notamment destiné au tissage d'un revêtement de siège présentant une bonne résistance contre les lacérations, en particulier dues à du vandalisme, et contre les flammes. Toutefois, la résistance aux flammes obtenue au moyen d'un tel fil textile n'est pas suffisante pour que ledit revêtement protège efficacement la mousse de siège qu'il recouvre contre le feu. Plus particulièrement, un tel fil textile connu ne permet pas la réalisation de revêtement de siège satisfaisant à la norme EN 45545-2. La présente invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en fournissant un fil textile permettant notamment la réalisation d'un revêtement de siège présentant une résistance satisfaisante contre les lacérations et contre le feu. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un fil textile, notamment pour la réalisation de revêtement de siège, par exemple par tissage ou tricotage, comprenant : - une âme filiforme en aramide, et - un enrobage de fibres entourant l'âme, lesdites fibres étant reliées par friction mécanique à cette âme, caractérisé en ce que les fibres de l'enrobage sont formées d'un mélange d'un polymère et d'un matériau intumescent. Un tel fil textile permet de réaliser un revêtement de siège présentant des propriétés satisfaisantes, et formé en une seule couche textile. On rappelle qu'un matériau intumescent est un matériau qui s'étend lorsqu'il est exposé à la chaleur, notamment à une température prédéterminée. Un tel matériau ne brûle pas, et permet de former une couche protectrice contre les flammes. Ainsi, l'enrobage de fibres selon l'invention permet de résister au feu de manière satisfaisante. Par ailleurs, l'âme en aramide permet de résister aux lacérations, ce matériau étant suffisamment résistant contre les efforts de cisaillement, notamment contre des contraintes de type lacération. En outre, une telle âme d'aramide est thermostable, si bien qu'elle présente un effet synergique avec les fibres selon l'invention, permettant une protection optimale contre les flammes. Un fil textile selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seule ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - Le polymère formant les fibres de l'enrobage est du Polytéréphtalate d'Ethylène (PET). - Le matériau intumescent formant les fibres de l'enrobage comprend du Phosphinate d'Aluminium (AIPi). - Le matériau intumescent comprend en outre du Dodécaphényl PolyPolyhedral Oligomeric Silsesquioxane (DPOSS). - Les fibres de l'enrobage comportent entre 5 et 20%, de préférence 10% de matériau intumescent. L'invention concerne également un textile, notamment pour le revêtement d'un siège, caractérisé en ce qu'il est réalisé au moyen de fils textiles tels que celui défini précédemment. L'invention concerne enfin un procédé de fabrication d'un fil textile, notamment pour la réalisation d'un revêtement de siège, par exemple par tissage ou tricotage, comportant une étape d'accrochage par friction mécanique de fibres sur une âme filiforme en aramide, de sorte que les fibres forment un enrobage entourant l'âme, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes de réalisation des fibres, comprenant une étape de mélange d'un polymère et d'un matériau intumescent. Le procédé de fabrication selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - L'étape de mélange est réalisée par l'extrusion d'un matériau de mélange formé par le polymère sous forme de granules mélangé au matériau intumescent sous forme de poudre, ledit matériau de mélange étant chauffé pour fondre le polymère, ladite extrusion fournissant un barreau formé dans ledit matériau de mélange. - Le procédé de fabrication comporte une étape de découpe du barreau pour former des granules de matériau de mélange. - Le procédé de fabrication comporte une étape de filage des granules de matériau de mélange, pour former des monofilaments de matériau de mélange, lesdits monofilaments étant assemblés en un multifilaments filiforme. - Le procédé de fabrication comporte une étape d'étirage du multifilaments filiforme, et une étape de bobinage du multifilaments étiré. - Le procédé de fabrication comporte une étape de craquage du multifilaments étiré, pour former des mèches de fibres longues destinées à être coupées en fibres courtes pour l'enrobage. - L'étape d'accrochage par friction mécanique est réalisée par un procédé de type DREF. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement un fil textile selon l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement un dispositif pour la mise en oeuvre d'une première partie d'un procédé de fabrication du fil textile de la figure 1 ; - la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre d'une deuxième partie du procédé de fabrication du fil textile de la figure 1 ; - la figure 4 est une représentation schématique d'un principe pour la mise en oeuvre d'une troisième partie du procédé de fabrication du fil textile de la figure 1. - la figure 5 est une vue schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre d'une quatrième partie du procédé de fabrication du fil textile de la figure 1. On a représenté, sur la figure 1, un fil textile 10, notamment destiné à la réalisation d'un revêtement de siège, par exemple par tissage ou tricotage, en particulier pour une voiture pour passagers de véhicule ferroviaire. Certaines exigences, notamment celles définies par la norme EN 45545-2, doivent être respectées par un tel revêtement de siège. En particulier, le revêtement doit protéger la mousse de siège qu'il recouvre contre les flammes, afin d'éviter que cette mousse ne prenne feu lorsque ce revêtement est exposé aux flammes. Par ailleurs, le revêtement doit présenter une bonne résistance contre les lacérations, afin de lutter contre le vandalisme. Le fil textile 10 comporte une âme filiforme 12 en aramide. On rappellera que les aramides, également appelées polyamides aromatiques, forment une classe de matériaux thermostables présentant de bonnes propriétés mécaniques. Plus particulièrement, l'âme est formée par des fibres de para-aramides (poly-para-phénylène-téréphtalamide). De tels para-aramides présentent de bonnes propriétés mécaniques, notamment une forte résistance au cisaillement, et sont thermostables, c'est-à-dire qu'ils présentent une bonne résistance au feu (faible combustibilité) et à la chaleur, n'étant notamment pas détériorés sous l'effet de la chaleur. Les fils textiles 10 comportent par ailleurs un enrobage 14 de fibres, entourant l'âme 12. Cet enrobage 14 est représenté partiellement sur la figure 1, pour des raisons de visibilité de l'âme 12. Les fibres de l'enrobage 14 sont reliées par friction mécanique à l'âme 12. Par exemple, l'accrochage par friction mécanique est réalisé par un procédé de type DREF connu en soi, qui sera décrit ultérieurement. Les fibres de l'enrobage 14 sont formées dans un matériau réalisé par un mélange d'un polymère et d'un matériau intumescent. Avantageusement, ledit polymère est du polytéréphtalate d'éthylène (PET). Par ailleurs, avantageusement, ledit matériau intumescent comprend, ou en variante est constitué par, du phosphinate d'aluminium (AIPi), présentant la formule chimique suivante : K2H5) 2 POOE A13+ Avantageusement, ledit matériau intumescent comprend, en plus du phosphinate d'aluminium (AIPi), du Dodécaphényl PolyPolyhedral Oligomeric Silsesquioxane (DPOSS) présentant la formule chimique suivante : C72H60Si12018. Le ratio massique entre AIPi et DPOSS est avantageusement de 9 pour 1. Le DPOSS d'une part est un agent de synergie améliorant les propriétés de résistance au feu et la diminution des fumées, et d'autre part améliore l'aspect physique des filaments finaux en particulier pour une concentration de matériau intumescent supérieure ou égale à 10%. Les fibres de l'enrobage 14 comportent entre 5 et 20%, de préférence 10% de matériau intumescent, donc entre 80 et 95%, de préférence 90% de polymère. En effet, il apparait qu'une charge de 10% de matériau intumescent est suffisante, et qu'une charge supérieure à 10% n'améliore pas significativement les propriétés de résistance au feu du fil textile 10. Par ailleurs, les propriétés de résistance au feu sont insuffisantes lorsque la charge de matériau intumescent est inférieure à 5%. En revanche, les propriétés mécaniques des fibres de l'enrobage 14 se dégradent lorsque la charge de matériau intumescent augmente. Ainsi, il est préférable de ne pas augmenter le taux de charge de matériau intumescent au-dessus de 20%. Un procédé de fabrication du fil textile 10 va maintenant être décrit, en référence aux figures 2 à 5. Une première partie du procédé de fabrication, représentée sur la figure 2, concerne la préparation du matériau destiné à former les fibres de l'enrobage 14. Cette première partie du procédé comporte une étape de mélange du polymère et du matériau intumescent, réalisée au moyen d'une extrudeuse 16, par exemple à double vis 17. Cette extrudeuse comporte des moyens de chauffage 19, destinés à faire fondre le polymère pour favoriser son mélange avec le matériau intumescent. Ainsi, le polymère et le matériau intumescent sont introduits dans l'extrudeuse 16 par une entrée 18. Par exemple, le polymère est introduit sous forme de granules, et le matériau intumescent sous forme de poudre. Comme indiqué précédemment, la quantité de matériau intumescent introduite est comprise entre 5 et 20% de la quantité de matériau totale introduite, préférentiellement 10%. Le polymère est fondu sous l'effet des moyens de chauffage, et brassé avec la poudre de matériau intumescent sous l'effet des vis 17. On obtient ainsi un matériau constitué du mélange de polymère et de matériau intumescent. Ce matériau sera appelé ci-dessous « matériau de mélange ». Le matériau de mélange est entrainé par les vis 17 vers une filière d'extrusion 20, de manière à fournir, en sortie de l'extrudeuse 16, un barreau 22 formé dans ledit matériau de mélange. Ce barreau 22 est ensuite convoyé au moyen d'un organe de convoyage 24, par exemple un tapis roulant, jusqu'à un dispositif de découpage 26 de ce barreau 22. Le dispositif de découpage 26 est par exemple un granulateur, connu en soi. Ainsi, le procédé comporte une étape de découpe du barreau 22 pour former des granules 28 de matériaux de mélange, au moyen du granulateur 26. Une deuxième partie du procédé de fabrication est représentée sur la figure 3. Cette deuxième partie du procédé comporte une étape de filage des granules 28 de matériau de mélange, pour former des mono-filaments 30 en matériaux de mélange. Ces mono-filaments sont ensuite assemblés en un multifilaments filiforme 32. A cet effet, les granules de matériaux de mélange 28 sont introduites dans l'entrée 34 d'une extrudeuse mono-vis 36, comprenant elle aussi des moyens de chauffage 35 permettant la fonte des granules 28. Par exemple, l'extrudeuse 36 comporte cinq zones de chauffage, dont les profils sont choisis en fonction des matériaux à transformer. Sous l'effet de contraintes thermiques et mécaniques, les granules 28 fondent, et le matériau de mélange fondu est entrainé par la vis de l'extrudeuse 36 vers une filière d'extrusion 37. Le matériau extrudé est ensuite transporté jusqu'à une pompe volumétrique 38 de type classique, dont la vitesse de rotation est préalablement fixée pour assurer un débit de matière constant jusqu'à des filières 40. L'ensemble de la pompe volumétrique 38 et des filières 40 est équipé de moyens de chauffage 39, assurant le maintien du matériau sous forme malléable pour son passage dans les filières 40. Des faisceaux de mono-filaments 30 sortent de ces filières 40, puis sont refroidis par des moyens de refroidissement 41, comportant par exemple des moyens de soufflage d'air frais. Les mono-filaments 30 sont ensuite assemblés en un multifilaments 32 filiforme. Avantageusement, les filaments sont ensimés au moyen d'un dispositif d'ensimage 42 classique, afin de limiter des effets électrostatiques et d'assurer une bonne cohésion entre les mono-filaments 30 pour la réalisation du multifilaments filiforme 32. Le procédé de fabrication comporte ensuite une étape d'étirage du multifilaments filiforme 32. A cet effet, le multifilaments 32 est convoyé par un rouleau d'alimentation 44 et un rouleau d'étirage 46 présentant des vitesses de rotation différentes de manière à appliquer un étirage sur le multifilaments 32. Plus particulièrement, la vitesse de rotation du rouleau d'étirage 46, situé en aval du rouleau d'alimentation 44, est supérieure à celle de ce rouleau d'alimentation 44. On notera que le débit de la pompe volumétrique 38 et le taux d'étirage conditionnent la finesse des multifilaments développés, ainsi que leurs propriétés mécaniques. Suite à cet étirage, le multifilaments 32 étiré est entrainé jusqu'à un bobinage 48, afin d'y être mis en bobine. Avec un étirage minimal, la finesse du multifilaments, comprenant jusqu'à 80 filaments, est au minimum de 0.23 g/m. Dans une troisième partie du procédé de fabrication, décrite en référence à la figure 4, plusieurs multifilaments 32, par exemple entre 5 et 9, avantageusement 7, sont introduits en parallèle dans une machine de craquage pour subir une opération de craquage au travers de rouleaux d'entrainement 49 et de rouleaux d'étirage 50. La vitesse de rotation des rouleaux d'entrainement 49, situés en amont des rouleaux d'étirage 50, est inférieure à celle des rouleaux d'étirage 50. Le procédé de craquage permet d'obtenir, en sortie de la machine de craquage, une mèche 51 de fibres longues, par exemple de longueur maximale égale à 60 mm et de finesse égale à 1,5 g/m, destinée à former ultérieurement les fibres formant l'enrobage 14. Ces fibres sont destinées à être accrochées sur l'âme 12 par friction mécanique, par exemple au moyen d'un procédé de type DREF connu en soi, au moyen d'un dispositif approprié. Une quatrième partie du procédé de fabrication, consistant en un exemple de procédé de type DREF connu en soi, sera maintenant décrite en référence à la figure 5. Au cours de ce procédé DREF, l'âme 12 est agencée entre deux rouleaux rotatifs 52. Une pluralité de mèches 51 (avantageusement dix mèches 51), issues de l'opération de craquage précitée, sont convoyées jusqu'à un rouleau briseur 53, destiné à découper les fibres longues en fibres plus courtes, par exemple de longueur maximale égale à 20 mm. Un dispositif souffleur 54 est agencé en sortie du rouleau briseur 53, afin de souffler les fibres en direction de l'âme 12. Avantageusement, le dispositif de réalisation du procédé DREF comporte des moyens de guidage du flux d'air soufflé contenant les fibres, destinés à orienter ce flux d'air vers l'âme 12. Sous la contrainte mécanique des rouleaux 52, les fibres viennent s'agglomérer autour de l'âme 12 de manière à former l'enrobage 14 en liant mécaniquement les fibres à cette âme 12. Le fil textile 10 est obtenu en sortie de ce dispositif. Pour atteindre les exigences sur la résistance au vandalisme, le fil 10 a une finesse comprise entre 0,15 à 0,25 g/m avec une âme aramide possédant avantageusement une finesse de 0,042 g/m. Le pourcentage massique de fibres de l'enrobage 14 dans le fil 10 sera avantageusement compris entre 60% et 90%. En effet, en dessous de 60% les fibres de l'enrobage 14 ne recouvrent pas suffisamment l'âme 12 et, au-dessus de 90%, les propriétés mécaniques du fil 10 s'avèrent insuffisantes pour une bonne résistance à la lacération. Ce fil textile peut alors être ultérieurement tissé ou tricoté pour la réalisation d'un textile, notamment un revêtement de sièges. On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, et peut présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications. En particulier, les revêtements de siège peuvent équiper tout type de véhicule de transport en commun, tels que des bus, cars, trams, trains, avions, etc. REVENDICATIONS1. Fil textile (10), notamment pour la réalisation de revêtement de siège, par exemple par tissage ou tricotage, comprenant : - une âme filiforme (12) en aramide, et - un enrobage (14) de fibres entourant l'âme, lesdites fibres étant reliées par friction mécanique à cette âme, caractérisé en ce que les fibres de l'enrobage (14) sont formées d'un mélange d'un polymère et d'un matériau intumescent. 2. Fil textile (10) selon la revendication 1, dans lequel le polymère formant les fibres de l'enrobage est du Polytéréphtalate d'Ethylène (PET). 3. Fil textile (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le matériau intumescent formant les fibres de l'enrobage comprend du Phosphinate d'Aluminium (AlPi). 4. Fil textile (10) selon la revendication 3, dans lequel le matériau intumescent comprend en outre du Dodécaphényl PolyPolyhedral Oligomeric Silsesquioxane (DPOSS). 5. Fil textile (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fibres de l'enrobage comportent entre 5 et 20%, de préférence 10% de matériau intumescent. 6. Textile, par exemple tissu ou tricot, notamment pour le revêtement d'un siège, caractérisé en ce qu'il est réalisé au moyen de fils textiles (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Procédé de fabrication d'un fil textile (10), notamment pour la réalisation d'un revêtement de siège, par exemple par tissage ou tricotage, comportant une étape d'accrochage par friction mécanique de fibres sur une âme filiforme (12) en aramide, de sorte que les fibres forment un enrobage (14) entourant l'âme (12), caractérisé en ce qu'il comporte des étapes de réalisation des fibres, comprenant une étape de mélange d'un polymère et d'un matériau intumescent. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, dans lequel l'étape de mélange est réalisée par l'extrusion d'un matériau de mélange formé par le polymère sous forme de granules mélangé au matériau intumescent sous forme de poudre, ledit matériau de mélange étant chauffé pour fondre le polymère, ladite extrusion fournissant un barreau (22) formé dans ledit matériau de mélange. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, comportant une étape de découpe du barreau (22) pour former des granules (28) de matériau de mélange. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, comportant une étape de filage des granules (28) de matériau de mélange, pour former des monofilaments (30) de matériau de mélange, lesdits monofilaments (30) étant assemblés en un multifilaments filiforme (32). 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10, comportant une étape d'étirage du multifilaments filiforme (32), et une étape de bobinage du multifilaments (32) étiré. 12. Procédé de fabrication selon la revendication 11, comportant une étape de craquage du multifilaments étiré (32), pour former des mèches (51) de fibres longues destinées à être coupées en fibres courtes pour l'enrobage (14). 13 Procédé de fabrication selon la revendication 12, dans lequel l'étape d'accrochage par friction mécanique est réalisée par les étapes suivantes : - l'âme (12) est agencée entre deux rouleaux rotatifs (52), - une pluralité de mèches (51), issues de l'étape de craquage précitée, sont convoyées jusqu'à un rouleau briseur (53), destiné à découper les mèches de fibres longues (51) en fibres plus courtes, - les fibres courtes sont soufflées en direction de l'âme (12) par un dispositif souffleur (54) agencé en sortie du rouleau briseur (53), et - sous la contrainte mécanique des rouleaux (52), les fibres s'agglomèrent autour de l'âme (12) de manière à former l'enrobage (14) en liant mécaniquement les fibres à cette âme (12).