Brevet FR3019190A1 — publié le 20151002

-1- FIL TEXTILE CONDUCTEUR, PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL FIL ET TISSU INTEGRANT UN TEL FIL Domaine technique L'invention se rattache au domaine de l'industrie textile, et plus particulièrement à la fabrication de textiles intégrant des fils conducteurs présentant des propriétés d'élasticité. Elle vise plus particulièrement un fil élastique dont la constitution lui permet non seulement de présenter de fortes propriétés d'élasticité, combinées avec des propriétés électriques de conductivité élevée, et avec une résistance importante aux agressions mécaniques et chimiques. Un tel fil et le tissu qui l'intègre trouvent une application toute particulière pour la réalisation de vêtements instrumentés. Techniques antérieures De façon générale, on connaît l'existence de vêtements instrumentés, c'est-à-dire de vêtements incluant des capteurs susceptibles de générer des signaux électriques représentatifs de l'utilisation ou des propriétés physico-chimiques de son utilisateur. La fabrication de tels vêtements nécessite l'intégration dans le vêtement de fils présentant des propriétés de conduction de l'électricité. De multiples solutions ont déjà été proposées consistant à intégrer dans un textile des fils essentiellement conducteurs. L'intégration ou l'association avec le textile se fait généralement par des opérations de rajout postérieures à la fabrication du textile, par des techniques de broderies ou de couture. On conçoit que de telles opérations, qui relèvent de la confection augmentent fortement le prix de revient du vêtement, puisqu'elles doivent être réalisées après que le vêtement ait été réalisé.30 -2- En outre, et surtout, les fils essentiellement conducteurs ne sont pas connus pour présenter une grande élasticité, de sorte qu'ils doivent généralement être intégrés dans une configuration présentant des circonvolutions permettant de se déformer en même temps que le textile qui le supporte. On peut par exemple citer les textiles décrits dans le document EP 2 505 090. Le Demandeur a proposé dans le document FR 2 869 047 un fil qui présente des propriétés de conduction de l'électricité, et qui possède parallèlement un taux 10 d'allongement relativement élevé. Plus précisément, un tel fil est un fil guipé, dont l'âme est essentiellement élastique, typiquement à base d'élasthanne, et dont le fil de guipage est un fil synthétique qui est recouvert d'une couche métallique, qui peut être déposée par 15 exemple par galvanisation. Un tel fil, s'il possède certains avantages, présente toutefois certains inconvénients lorsqu'il doit être intégré dans un textile, et en particulier un vêtement destiné à subir des opérations de lavage. En effet, la tenue du revêtement 20 métallique sur le fil de guipage peut ne pas être suffisante, et les propriétés électriques ont tendance à se dégrader au fur et à mesure des attaques chimiques et de l'abrasion observées lors des opérations de lavage. Par ailleurs, la conductivité d'un tel fil est relativement dépendante de son 25 taux d'allongement, puisqu'elle dépend du niveau de contact des spires du fil de guipage. Exposé de l'invention Il existe donc un besoin pour un fil qui présente des propriétés de résistance 30 électrique qui sont relativement constantes avec le taux d'allongement, et qui sont les plus persistantes possibles au fur et à mesure des opérations de lavage, et plus -3 - généralement de toutes les opérations qui sollicitent mécaniquement et/ou chimiquement le fil conducteur. Pour ce faire, il est donc proposé un fil textile élastique, qui se caractérise en 5 ce qu'il est formé par l'assemblage d'une pluralité de fils intermédiaires parallèles, assemblés par un fil de guipage synthétique. Chaque fil intermédiaire comporte un fil d'âme élastique et un fil de guipage formé d'un fil élémentaire. Ce fil élémentaire est lui-même formé d'un fil d'âme 10 métallique, guipé avec un fil synthétique. Autrement dit, l'invention consiste à réaliser un fil qui comporte un conducteur continu formé d'un fil métallique, qui est protégé par un fil de guipage limitant les effets de l'abrasion et diminuant la surface exposée aux attaques 15 chimiques. Ce fil élémentaire à âme conductrice est utilisé en tant que fil de guipage sur une âme essentiellement élastique, de sorte que l'allongement de cette âme élastique provoque la déformation du fil métallique qui dessine une hélice dont le 20 pas augmente avec l'allongement de l'âme. Avantageusement en pratique, le fil de guipage du fil élémentaire, qui recouvre le fil métallique peut être enroulé à spires jointives. Dans cette configuration, la protection du fil métallique est améliorée, puisque la surface 25 apparente de celui-ci est extrêmement faible, sinon nulle. Parallèlement, l'enroulement de ce fil de guipage de protection permet de limiter les risques de déformation du fil métallique, qui est ainsi bloqué dans ses évolutions. On limite en particulier les risques de voir le fil métallique se tordre de 30 sorte qu'il fasse des boucles sur lui-même, et se fragilise, voire ne se coupe. -4- La structure ainsi décrite peut se décliner avec différents types de matériaux pour chacun de ces constituants. Ainsi, le fil d'âme métallique du fil élémentaire peut être à base d'un ou plusieurs matériaux choisis dans le groupe comprenant le cuivre, l'acier, l'argent ou l'or. Ce fil peut avantageusement être isolé par un émaillage ou une couche de vernis. Le fil de guipage du fil élémentaire, enroulé autour du fil métallique peut être réalisé de façon générale à partir de nombreux polymères thermoplastiques, et notamment à base de fils choisis dans le groupe comprenant les polyamides, les 10 polyesters, voire les polypropylènes. De même, le fil d'âme du fil intermédiaire, qui présente les propriétés élastiques, peut être préférentiellement à base d'un monotoron, typiquement réalisé en élasthanne ou en matériau équivalent à base élastomérique, voire d'autres 15 polymères élastiques. Une telle structure présente l'avantage de présenter un allongement qui peut être d'au moins 200 %, tout en conservant une résistivité inférieure à 1 Ohm cm. 20 Un tel fil peut être incorporé en chaîne et/ou en trame dans un tissu. Dans l'application particulière où ce fil est utilisé pour acheminer les informations d'une zone à l'autre du tissu, il peut être présent uniquement dans une seule des directions, et en particulier dans le sens trame, pour des raisons de fabrication. 25 En effet, dans un mode particulier de réalisation, ce fil peut être inséré à l'intérieur d'une même gaine formée lors du tissage même du tissu, ce qui permet la fabrication du textile avec l'intégration du fil conducteur pendant le tissage. Bien entendu, ce fil conducteur peut également être associé à un textile 30 support par d'autres moyens permettant de former une poche prévue à cet effet, et en particulier par des techniques de tricotage, broderie, voire de confection. -5- L'invention couvre donc également un procédé de fabrication d'un fil élastique qui présente des propriétés de conduction de l'électricité. Ce procédé comporte les étapes suivantes consistant à : - réaliser un fil élémentaire en guipant un fil synthétique sur un fil d'âme métallique ; - réaliser un fil intermédiaire en guipant ce fil élémentaire sur un fil d'âme élastique ; - associer plusieurs fils intermédiaire par guipage avec un fil synthétique de liage. Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des 15 figures annexées dans lesquelles : La figure 1 est une vue en perspective sommaire d'un fil selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue de détail de la zone II délimitée à la figure 1, dans lequel un seul fil unitaire a été représenté. 20 La figure 3 est une vue de détail de la zone III délimitée de la figure 2. Bien entendu, les éléments représentés aux figures ont été réalisés dans des dimensions qui sont été choisies pour faciliter la compréhension de l'invention, et qui peuvent s'écarter de la réalité. 25 Exemples de réalisation Comme illustré à la figure 1, le fil 1 est composé d'un faisceau de plusieurs fils intermédiaires 2 qui sont associés et maintenus entre eux par un fil de guipage 30 fin 3. 3 0 1 9 1 9 0 -6- Comme illustré à la figure 2, chaque fil intermédiaire 2 comporte une âme 10 en matériau essentiellement élastique, qui peut être composé d'un monotoron d'élasthanne par exemple, typiquement d'un titre compris entre 20 et 80 décitex. Cette âme 20 est guipée par un fil élémentaire 30, illustré en détail à la figure 3. 5 Plus précisément, ce fil élémentaire 30 possède une âme formée d'un fil métallique 31, guipé par un fil synthétique 32 de titre allant de quelques décitex à quelques dizaines de décitex, typiquement de 10 à 50 dtex. Dans la forme illustrée à la figure 3, les spires formées par le fil synthétique 32 ne sont pas jointives, et 10 laissent apparaître le fil métallique 31, pour faciliter la compréhension des figures. Toutefois comme déjà évoqué, il est possible que ces spires soient jointives, de manière à ne laisser apparaître qu'une infime partie de la surface du fil métallique 31. Cette protection peut être améliorée en employant une technique de double guipage. Différents exemples de réalisation peuvent être déclinés, en faisant varier différents paramètres. Ainsi, l'exemple ci-après est donné à titre indicatif et non limitatif. Exemple n°1 Fil élémentaire: - âme fil de cuivre de 25 microns de diamètre ; - fil de guipage polyamide, plat, de titre de 44 dtex; - nombre de spires du fil de guipage : 1000 tours par mètre, (âme tendue) avec deux fils guipés en sens inverse; Fil intermédiaire : - âme monotoron d'élasthanne de titre de 44 dtex (sans allongement) ; - fil de guipage formé par le fil élémentaire avec 1000 spires par mètre ; Fil global - dix fils intermédiaires associés sans torsion ; - guipage par un fil synthétique de type polyamide texturé de 13 dtex ; - guipage avec 10 tours par mètre. -7- L'allongement maximum d'un tel fil est de l'ordre 250%. La résistance électrique d'un tel fil est de l'ordre de 3,6 S2, par mètre linéaire. Cette résistance est quasi invariable avec l'allongement. Exemple n°2 Fil élémentaire: - âme : fil de cuivre isolé de 25 microns de diamètre ; - fil de guipage polyamide, plat ou texturé, formé de 34 filaments, et de titre de 78 dtex; - nombre de spires du fil de guipage : 600 tours par mètre, (âme tendue) avec deux fils guipés en sens inverse; Fil intermédiaire : - âme monotoron d'élasthanne de titre de 78 dtex (sans allongement) ; - fil de guipage formé par le fil élémentaire avec 600 spires par mètre ; Fil global - cinq fils intermédiaires associés sans torsion ; - guipage par un fil synthétique de type polyamide texturé de 22 dtex ; - guipage avec 10 tours par mètre. Les exemples ci-dessus ont été testés avec persistance de la conductivité électrique après 20 lavages ménagers dans des conditions normalisées, et 750 cycles d'élongation totale du fil final Il ressort de ce qui précède que le fil conçu selon l'invention présente un taux d'allongement élevé, avec une résistance électrique quasi constante, et une bonne tenue aux agressions extérieures, mécaniques ou chimiques. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un fil élastique (1) présentant des propriétés de conduction de l'électricité comprenant les étapes consistant à : - réaliser un fil élémentaire (30) en guipant un fil synthétique (32) autour d'un fil d'âme métallique (31) ; - réaliser un fil intermédiaire (2) en guipant ledit fil élémentaire (30) autour d'un fil d'âme élastique (20) ; - associer plusieurs fils intermédiaires (2) par guipage avec un fil synthétique de liage (3). 2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en que lors de la réalisation du fil élémentaire (30), le fil synthétique (32) est enroulé à spires jointives sur le fil d'âme métallique (31). 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la réalisation du fil intermédiaire, le fil d'âme élastique (20) est monotoron. 4/ Fil textile élastique (1) présentant des propriétés de conduction de l'électricité caractérisé en ce qu'il est formé de l'assemblage d'une pluralité de fils intermédiaires (2) parallèles assemblés ensemble par un fil de guipage synthétique (3), chaque fil intermédiaire (2) comportant un fil d'âme élastique (20) et un fil de guipage formé d'un fil élémentaire (30), dans lequel le fil élémentaire (30) est formé d'un fil d'âme métallique (31) guipé par un fil synthétique (32). 5/ Fil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fil d'âme métallique (31) du fil élémentaire est à base d'un matériau choisi dans le groupe comprenant le cuivre, l'acier, l'argent, l'or. 301 91 90 -9- 6/ Fil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fil de guipage (32) du fil élémentaire est enroulé à spires jointives. 7/ Fil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fil de guipage (32) du fil 5 élémentaire est choisi dans le groupe comprenant le polyamide, le polyester, le polypropylène. 8/ Fil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'âme (20) du fil intermédiaire (2) est un monotoron. 10 9/ Fil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'âme du fil intermédiaire est à base d'un matériau choisi dans le groupe comprenant les polymères élastiques, l'élasthanne, les matériaux à base élastomériques. 15 10/ Fil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il présente un allongement supérieur à 200 %. 11/ Fil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il possède une résistivité inférieure à 1 Ohm.cm. 12/ Tissu incorporant en chaîne et/ou en trame un fil selon la revendication 4. 13/ Tissu selon la revendication 12, caractérisé en ce que le fil selon la revendication 4 est tissé à l'intérieur d'une gaine formée lors du tissage du tissu. 20 25 30