Brevet FR3035022A1 — publié le 20161021

-1- COMPLEXE TEXTILE INCLUANT UNE AME TISSEE A BASE DE FILS DE HAUTE TENACITE, ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL COMPLEXE Domaine Technique L'invention se rattache au domaine de l'industrie textile, et plus particulièrement des complexes textiles associant une âme textile et des couches d'enduction polymérique. Elle vise la fabrication de matériaux alliant de bonnes propriétés mécaniques, en particulier de résistance à l'abrasion et à la flexion, combinée avec un aspect esthétique durable. Elle trouve une application toute particulière mais non exclusive dans le domaine en maroquinerie. Arrière-plan de l'invention De manière générale, les textiles et en particulier les tissus à base de fibres de 15 haute ténacité tels que le carbone, l'aramide, le verre ou le basalte, sont employés pour leurs propriétés mécaniques de résistance à la traction. Ces matériaux sont généralement utilisés en étant soit noyés dans des résines thermoplastiques ou thermodurcissables, soit encore enrubannés ou mis sous 20 tension de telle sorte que les fibres expriment leurs propriétés intrinsèques. Or, dans certaines applications mettant en oeuvre les propriétés de souplesse du textile, on conçoit qu'il est nécessaire de protéger les fibres des phénomènes d'abrasion, et de recouvrir celles-ci de couches d'enduction sur l'une et/ou l'autre 25 face. Dans le domaine de la maroquinerie, il est classique d'utiliser des textiles enduits à base de fibres synthétiques ou naturelles qui doivent présenter d'autres propriétés de résistance. 30 3035022 -2- En effet, ces matériaux sont fréquemment sollicités en flexion, et il est essentiel que la couche d'enduction adhère fermement à l'âme textile, au risque de provoquer la délamination du complexe, avec l'augmentation des risques de déchirure, outre les phénomènes de dégradation d'aspect. 5 Exposé de l'invention Il existe donc un besoin pour des complexes combinant des fibres de haute ténacité, en particulier des fibres de carbone qui puissent être utilisées dans des configurations exprimant la souplesse du textile, et qui soient à la fois résistantes à 10 l'abrasion et à la flexion, et qui combinent également un aspect extérieur, tactile et visuel flatteur. Pour ce faire, le Demandeur a conçu un complexe textile incluant une âme tissée à base de fils de haute ténacité, tel que par exemple les fils de carbone, d'aramide, de basalte ou de verre, recouvert sur sa face endroit d'un premier film bicouche comprenant une couche thermocollante à base de polyuréthanne, adhérant à l'âme textile, et une couche de couverture également à base de polyuréthanne, présentant un point de fusion supérieur à celui de la couche thermocollante. Sur sa face envers, le complexe comporte un second film bicouche comprenant une couche thermocollante au contact de l'âme textile, à base de polyuréthanne incluant des charges colorées, et une couche externe à base de polyuréthanne, et présentant un point de fusion supérieur à celui de la couche thermocollante du second film bicouche. Autrement dit, l'invention consiste à complexer le tissu avec des couches de polyuréthanne qui présentent une bonne adhésion au textile, en vue de limiter la délamination, d'augmenter la tenue à la flexion et de conférer un toucher agréable. Les charges colorées du film de la face envers confèrent une opacité globale du complexe, et en particulier au niveau des zones d'ouverture entre les fils tissés. 3035022 -3- Sur la face endroit, le film multicouche adhère également fermement au textile par sa fraction au contact des fibres du renfort, tandis que la fraction extérieure de ce film assure la protection du complexe contre les agressions 5 mécanique et les rayonnements ultra-violets. Avantageusement en pratique, le film bicouche présent sur la face endroit est transparent, de manière à laisser apparaître le renfort tissé de l'extérieur. 10 Avantageusement en pratique, le film bicouche de la face endroit présente un état de surface approprié qui peut être grainé en fonction d'un motif prédéterminé, ou encore totalement lisse. Pour faciliter les opérations de grainage, il est préférable que l'épaisseur du 15 film présent sur la face endroit soit relativement épais, et typiquement présente une épaisseur comprise entre trois et cinq fois celle de l'épaisseur du film présent sur la face envers. Cette épaisseur permet ainsi de réaliser des motifs de grainage suffisamment 20 profonds, sans toutefois rigidifier trop fortement le complexe et qui peut ainsi conserver sa souplesse. L'invention concerne également un procédé de fabrication de ce complexe, qui inclut donc une âme tissée à base de fils de haute ténacité. 25 Conformément à ce procédé, lors d'une première étape, on colamine l'âme tissée avec un film bicouche comportant une couche thermocollante à base de polyuréthanne, venant au contact de la face envers de l'âme textile, et une couche de couverture, permettant ainsi d'obtenir un produit intermédiaire. 30 3035022 -4- Dans une seconde étape, on colamine ce produit intermédiaire avec un complexe d'endroit, comportant : - un film bicouche comprenant une couche thermocollante à base de polyuréthanne, cette couche thermocollante étant orientée vers l'âme 5 tissée du produit intermédiaire, ainsi que d'une couche de couverture ; - une couche de papier présentant une texture destinée à être imprimée sur la couche de couverture du complexe d'endroit ; - une couche de mousse compressible recouvrant la couche de papier. 10 Dans une étape ultérieure, on retire la couche de papier et la couche de mousse de manière à obtenir le produit final, qui peut ultérieurement subir des opérations de vernissage ou analogue. Ainsi, lors des opérations de lamination, la matière thermocollante des deux 15 films bicouche est ramollie de telle sorte qu'elle vient en contact intime du renfort, et comble les volumes générés par l'embuvage des fils du renfort. Les filaments des fils du renfort sont en quelque sorte enrobés par la matière thermocollante, ce qui améliore fortement la résistance à la flexion du renfort. 20 L'emploi d'une mousse compressible permet d'assurer une pression sur le papier grainé, de telle sorte que les motifs du papier s'impactent sur le film bicouche de la face endroit, les irrégularités d'épaisseur du grainage étant ainsi encaissées par la compression de la mousse caractéristique. 25 En pratique, la première étape de lamination, permettant le complexage de la face envers s'effectue sur une machine à tapis qui comporte deux secteurs successifs, à savoir un premier secteur chauffant, puis un second secteur refroidi. En pratique, ces deux secteurs sont avantageusement séparés par une calandre 30 assurant une pression sur le film bicouche d'envers, et venant le plaquer fermement contre le renfort, en comblant les volumes dus à l'embuvage du textile 3035022 -5- et assurant ainsi une adhésion optimale. Cette adhésion est en particulier importante au niveau des interstices des points de tissage, pour éviter le décollement partiel du film lors des manipulations de flexion pouvant intervenir dans l'emploi courant du complexe. En pratique, lors de la première étape de lamination permettant le dépôt de la face envers, le film bicouche peut être amené au contact de l'âme textile par l'intermédiaire d'une couche de support amovible en permettant la manipulation et l'entraînement à l'intérieur de la machine à tapis. Cette couche de support, qui peut typiquement être à base de papier ou de polyester est ensuite retirée. En pratique, la seconde étape de lamination, permettant le dépôt de la couche 15 endroit peut être réalisée sur une calandre à tambour, l'ensemble formé par le produit intermédiaire et le film bicouche endroit, associé au papier grainé et à la mousse étant pressé sur un tambour chaud par un tapis déroulant, avant de passer entre les deux rouleaux presseurs d'une calandre, et avant pelage de la couche de papier et la couche de mousse. 20 L'emploi d'une calandre à tambour permet d'assurer une pression du film multicouche sur l'âme tissée sur une partie de la circonférence du tambour chauffant, qui peut avantageusement correspondre à plus de la moitié de la circonférence de ce tambour. 25 Ainsi, le tapis déroulant vient au regard du tambour chaud sur plus de la moitié, voire les trois quarts de sa circonférence, en étant maintenu sous tension mécanique, de manière à plaquer la matière déroulante sur le tambour chauffant. 5 10 30 3035022 -6- 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 figures annexées dans lesquelles : 5 La figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un complexe conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de côté simplifiée d'une machine sur laquelle est réalisée la première étape de lamination du procédé conforme à l'invention. La figure 3 est une vue de côté simplifiée d'une machine illustrant la 10 réalisation de la seconde étape de lamination du procédé conforme à l'invention. Description détaillée La figure 1 illustre un complexe conformément à l'invention, qui comporte une âme tissée 1, composée de fils de chaîne 2 et de trame tissés selon une armure 15 qui est déterminée en fonction de l'aspect esthétique souhaité du renfort. A titre d'exemple, cette âme 1 peut être composée de fils 3K de carbone. Sur sa face endroit, c'est-à-dire celle qui sera destinée à être visible sur 20 l'article fabriqué à partir du complexe, le complexe comporte une couche 5 formée d'un film bicouche, qui est lui-même formé de deux couches élémentaires 6, 7. Ce film 5 est essentiellement transparent, de manière à laisser apparaître à l'extérieur la structure du renfort tissé 1. 25 La couche inférieure 6 du film bicouche est à base de polyuréthanne thermoplastique, d'une épaisseur de quelques dizaines, ou au plus d'une centaine de microns. La couche inférieure 6 est thermocollante, car elle présente un point de fusion relativement bas, compris entre 90 et 140° C. 3035022 -7- La couche de couverture 7 du film multicouche de la face endroit présente une épaisseur similaire, voire légèrement supérieure, typiquement entre 50 et 150 microns. 5 Le point de fusion du matériau de la couche élémentaire supérieure 7 est supérieur au point de fusion de la couche inférieure 6, et typiquement compris entre 140 et 180°C, et avantageusement entre 150 et 160°C. A titre d'exemple, ce film bicouche 5 peut être le film commercialisé par la 10 société FAITPLAST SPA, sous la référence FAITERM VIX 1067 NEUTRO. Comme illustré à la figure 1, le film multicouche de la face endroit peut comporter sur sa face externe 9 des déformations 8 formant un grainage, dont le motif et la géométrie sont fixés en fonction de l'effet esthétique souhaité. 15 La face envers du complexe est recouverte quant à elle d'un film bicouche 10, et également à base de polyuréthanne thermoplastique. Ce film 10 présente une couche élémentaire 11 au contact de l'âme textile 1, 20 qui est thermocollante, et présentant un point de fusion de l'ordre de 90 à 140°C, et avantageusement entre 110 et 120°C. Cette couche, d'une épaisseur de quelques microns à quelques dizaines de microns, et typiquement voisine de 20 microns, inclut des charges colorées, 25 typiquement noires, de manière à rendre opaque le complexe. Bien entendu, la couleur des charges peut être adaptée à celle des fils du renfort. Ainsi, pour un renfort en fils de verre, les charges pourront être blanches. Cette couche élémentaire 11 est recouverte par la couche externe 12 qui est 30 réalisée également en polyuréthanne thermoplastique, avec un point de fusion 3035022 -8- supérieur, typiquement compris entre 140 et 180°C, et avantageusement voisin de 160°C. Cette couche externe peut inclure ou non des charges colorées, afin 5 d'augmenter le pouvoir opacifiant de la couche enduisant la face envers. A titre d'exemple, ce film bicouche 10 peut être le film commercialisé par la société FAITPLAST sous la référence FAITERME EASY SYSTEM O8HB NERO, d'une épaisseur de 40 microns avec deux couches élémentaires de même 10 épaisseur. La figure 2 illustre la première étape du procédé de fabrication du complexe selon l'invention, permettant la lamination du film d'envers. Plus précisément, l'âme tissée 1 est dévidée depuis un rouleau d'entrée 101, et pénètre après passage 15 sur le rouleau de renvoi d'angle 102 dans une machine à tapis, comportant deux tapis 110, 120. Ces deux tapis déroulants sont entraînés entre les rouleaux 111, 112 pour le tapi supérieur 110, et les rouleaux 121, 122 pour le tapis inférieur 120. Ces deux tapis 110, 120 circulent entre deux cylindres 117, 118 situés en 20 partie centrale de la machine, et formant une calandre presseuse. En amont de la calandre 107, la machine comporte des moyens de chauffage 114, 124, permettant d'assurer un chauffage de la matière circulant entre les deux tapis 110, 120. En aval de la calandre 107, des moyens de refroidissement sont prévus, pour 25 assurer le refroidissement de la matière ayant été calandrée. A l'entrée de la machine 100 est prévu un rouleau 103 d'alimentation du film bicouche 10 destiné à former la face envers. Ce film bicouche 10 est associé à un support ou liner qui peut typiquement être un papier ou un film de polyéthylène 30 téréphtalate (PET) 108, et permettant de manipuler le film bicouche 10 sans lui imposer la traction excessive. 3035022 -9- A la sortie de la machine 100, un rouleau 130 est prévu pour la récupération du support 108. Le produit intermédiaire formé de l'âme textile 1 et du film multicouches d'envers 10 est ensuite renvidé sur le rouleau 51. 5 A titre d'exemple, la machine 100 peut être une machine commercialisée du par la société MEYER. Le temps de chauffe, correspondant au temps de circulation dans la première partie 105 de la machine 100 est de l'ordre de 3 mn, tandis que le temps de circulation dans la zone 106 de refroidissement est de 10 l'ordre de 2 mn. Avec les matériaux évoqués ci-dessus, la force de calandrage est de l'ordre de 20 à 30 N/cm. 15 Par la suite, le procédé met en oeuvre une deuxième étape de lamination réalisée sur la machine, illustrée schématiquement à la figure 3. La calandre à tambour 200 illustrée à la figure 3 comporte principalement un tambour chauffant 201 et un tapis déroulant 202 qui circule autour de rouleaux de 20 renvoi 203, 204, 205, 206 et d'un des cylindres 211 de la calandre 210. Ces différents rouleaux sont disposés de telle sorte que le tapis 202 vient au regard du tambour 201 sur une grande partie, typiquement la moitié ou les trois quarts de la circonférence du tambour 201. 25 Des moyens de réglage sont prévus pour assurer le maintien en tension du tapis 202, et donc la pression appliquée par le tapis 202 sur le tambour 201, et donc sur la matière qui circulera entre ces deux organes. 30 Le tapis 202 est réalisé en un matériau particulièrement résistant, et typiquement à base de fils d'aramide ou analogue. En sortie du tambour chauffant 3 0 3 5 0 2 2 10- 201, la machine comporte un deux cylindres 211, 212 formant une calandre chauffante. Des exemples de ce type de machine sont commercialisés par la société 5 SALVEDE. Au niveau de l'entrée 250 de la machine 200, sont introduits d'une part, le produit intermédiaire 50 issu de la première lamination, comportant l'âme textile 1 et le film bicouche de la face envers 10. Ce produit est introduit de telle sorte que 10 le film bicouche de la face envers 50 vient au contact du tambour chauffant 201.,Il présente donc vers l'extérieur la face endroit du textile 1 prête à recevoir le contact du film bicouche 5 de la face endroit. Complémentairement, un papier graineur 220 est également introduit dans la machine, sur la face du film bicouche d'endroit 5 orienté vers l'extérieur du complexe. 15 L'état de surface de ce papier comprend des motifs en relief qui sont en négatif des motifs de grainage que l'on souhaite obtenir sur le complexe final. Avantageusement, ce papier a subi sur la face qui vient au contact du film 20 bicouche 5 une finition particulière, qui en permet le démoulage aisé, malgré l'exposition pendant la deuxième étape du procédé à des températures élevées, de l'ordre de 200°C. Il est en effet préférable que la matière du film bicouche ne pénètre pas par capillarité dans le papier gaufré. 25 On note des résultats satisfaisants en utilisant un papier de gaufrage de la gamme ULTRACAST ADVA, avec un dessin référencé sous l'appellation NABUK de la société SAPPI. Le papier gaufré 220 reçoit le contact à l'entrée dans la machine 200 d'une 30 couche de mousse 221 présentant des propriétés de compressibilité combinées à une résistance à la chaleur. Ainsi, lors du passage à l'intérieur de la machine 200, 3035022 11- la pression exercée par le tapis 202 sur l'empilement provoque la déformation de cette mousse, et la transmission de la pression exercée sur le papier gaufré 220, qui vient s'impacter dans le film bicouche 5, et plus précisément dans la couche extérieure 7 pour former le grainage souhaité. 5 L'emploi de cette mousse permet en outre, d'assurer une pression efficace sur le film bicouche 5, et de s'assurer que la couche thermocollante qui est très déformable aux températures appliquées comble les volumes définis par l'entrelacement des fils de l'âme tissé 1. Il permet également d'obtenir un aspect 10 de surface le plus net possible sur le film d'endroit, avec un transfert efficace des motifs. A titre d'exemple, on a utilisé une mousse commercialisée sous la référence TPLPM2 1502.5 de la société ALVEO. 15 A titre d'exemple, et avec les matériaux évoqués ci-dessus, le temps de passage de la matière dans la machine correspondante au trajet en contact avec le tambour chauffant 201, et de l'ordre de 2 à 3 mn. La pression du calandrage exercée entre les deux rouleaux 212, 211 est de l'ordre de 20 à 50 Newtons par 20 centimètre N/cm. En sortie de la calandre 210, le complexe final 4 associé à la couche de papier grainé 220 et la couche de mousse 221 sont soumis à un refroidissement, qui peut avantageusement être forcé sur son trajet jusqu'au rouleau de renvoi 255. 25 Bien entendu, la longueur de ce trajet est déterminée en fonction du besoin de refroidissement nécessaire. A titre d'exemple, par rapport aux matériaux évoqués ci-dessus et au temps 30 de chauffe de l'ordre de 21/2 mn environ, on procède à un refroidissement d'une durée légèrement supérieure, de l'ordre de 3 mn. Au-delà du rouleau de renvoi 3 0 3 5 02 2 12- 255, la couche de papier grainée 220 et la mousse sont séparées par pelage ou démoulage du complexe 4, pour être renvidée sur le rouleau 256. Le complexe conforme à l'invention 4 est ensuite renvidé sur le mandrin 260. 5 Il ressort de ce qui précède que le complexe et le procédé conforme à l'invention permettent de réaliser un complexe incluant des fils tissés de haute ténacité, avec d'excellentes performances de résistance à l'abrasion, à la flexion et une bonne tenue au rayonnement ultraviolets. La résistance à la délamination 10 s'obtient avec la possibilité de réaliser un grainage de qualité, tout en permettant la mise en valeur visuelle du renfort formant l'âme textile, et un touché compatible avec de multiples applications en particulier en maroquinerie. REVENDICATIONS1/ Complexe textile (4) souple incluant une âme tissée (1) à base de fils de haute ténacité (2, 3) recouvert sur sa face endroit d'un premier film bicouche (5) 5 comprenant une couche thermocollante (6) à base de polyuréthanne, adhérant à l'âme textile (1), et une couche de couverture (7) à base de polyuréthanne présentant un point de fusion supérieur à celui de la couche thermocollante (6), et sur sa face envers (1) un seconde film bicouche (10) comprenant une couche thermocollante (11) au contact de l'âme textile (1), à base de polyuréthanne 10 incluant des charges colorées, et une couche externe (12) à base de polyuréthanne présentant un point de fusion supérieur à celui de la couche thermocollante (11) du deuxième film bicouche (10). 2/ Complexe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de 15 couverture (7) du premier film bicouche (5) présente des déformations en relief (8) formant un grainage de la surface. 3/ Complexe selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur du film bicouche endroit (5) est compris entre trois et cinq fois l'épaisseur du film 20 bicouche envers (10). 4/ Procédé de fabrication d'un complexe textile (4) incluant une âme tissée (1) à base de fils de haute ténacité, dans lequel : - lors d'une première étape, on colamine ladite âme tissée (1) et un film 25 bicouche d'envers (10) comportant une couche thermocollante (11) à base de polyuréthanne orientée vers ladite âme textile (1) , et une couche de couverture (12), pour obtenir un produit intermédiaire (50) ; - lors d'une seconde étape, on colamine ledit produit intermédiaire (50) avec un complexe d'endroit comportant : 3035022 14- - un film bicouche (5) comportant une couche thermocollante (6) à base de polyuréthanne, orientée vers l'âme tissée (1) du produit intermédiaire (50), et une couche de couverture (7) ; - une couche de papier (220) présentant une texture destinée à être imprimée sur ladite couche de couverture (7) de complexe d'endroit (5) ; - une couche (221) de mousse compressible recouvrant la couche de papier grainé (220), - lors d'une troisième étape, on retire la couche de papier (220) et la couche de mousse (221). 5/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première étape de lamination s'effectue sur une machine à tapis (100) qui comporte deux secteurs successifs, à savoir un premier secteur (105) chauffant, et un second secteur (106) refroidi. 6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux secteurs (105, 106) sont séparés par une calandre (107). 7/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lors de la première étape 20 de lamination, le film bicouche (10) est amené au contact de l'âme textile (1) par l'intermédiaire d'une couche de support amovible (108). 8/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde étape de lamination est réalisée sur une calandre à tambour (200), l'ensemble formé par le 25 produit intermédiaire (50) et le film bicouche d'endroit (5) étant pressé sur un tambour chauffant (201) par un tapis déroulant (202), avant de passer entre deux rouleaux presseurs (211, 212) d'une calandre (210), avant retrait de la couche de papier (220) et la couche de mousse (221). 3035022 15- 9/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tapis déroulant (202) vient au regard du tambour chaud (201) sur plus de la moitié de sa circonférence, et est maintenu sous tension mécanique.