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Procédé de Fabrication de Tissus Elastiques' -------------------------------------------
L'invention concerne un;nouveau procédé de fabrica- t ion de tissus élastiques et plus particulièrement de tissus doublés de caoutchouc.
On a proposé antérieurement d'étirer un tissu tricoté dans un sens de façon à le rétrécir dans le sens perpendiculaire et d'appliquer ensuite sur le tissu resserré une couche de caout- chouc de façon que le tissu et la feuille de caoutchouc puissent s'allonger ensemble à partir de l'état de resserrement. D'autres artifices ont aussi été utilisés pour resserrer mécaniquement un tissu de façon à pouvoir y coller une couche de caoutchouc pendant qu'il est à l'état de resserrement pour former ainsi une pièce en deux épaisseurs dans laquelle le tissu et le caoutchouc peuvent s'allonger ensemble.
Cependant, on a constaté qu'il est difficile de resserrer le tissu dans la pratique
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à un degré appréciable et de le maintenir contracté pendant qu'on y colle une feuille de caoutchouc, ou qu'on vulcanise cette feuille sur lui de façon à obtenir un tissu extensible et possédant une élasticité satisfaisante.
L'invention a pour objet un nouveau procédé qui permet de contracter facilement dans un sens, ou dans les deux, un tissu tissé lâche doublé d'une couche de caoutchouc ou matière analogue, de façon à réduire l'une ou l'autre de ses dimensions jusqu'à 60 %, et davantage, et de le ma-ntenir dans cet état jusqu'à ce que la couche de caoutchouc ou matiè- re analogue soit collée fortement, puis de faire facilement cesser l'action des moyens employés pour contracter le tissu, de sorte que le tissu et la feuille de caoutchouc peuvent s'allonger ensemble.
Le procédé suivant l'invention peut être décrit comme comportant les opérations suivantes :
I. On forme un fil composite fortement contractile en tordant ensemble un fil non thermoplastique ou ordinaire et un filament résineux continu relativement beaucoup plus fin contractile sous l'action de la chaleur;
2 On fabrique un tissu à jour ou tissé lâche en partie ou en totalité avec ce fil composite contractile;
3. On chauffe le tissu à une température suffisante pour contracter le fil composite et, par suite, le tissu ;
4. On applique et on colle sur le tissu ainsi con- tracté une couche extensible d'une manière analogue au canut- chouc.
5. On traite ce tissu contracté recouvert de cett'e couche de façon à détruire le filament résineux de sorte que le tissu recouvert de la couche peut s'allonger facilement dans la mesure autorisée par le fil ordinaire restant dans le tissu?
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Le procédé suivant l'invention peut être appliqué à la fabrication d'une matière en feuille élastique analogue an caoutchouc doublée par un tissu tissé, tricoté ou tressé, ou d'un autre type, l'extensibilité du produit hétérogène ainsi obtenu pouvant atteindre 300%, ou davantage, dans le sens longitudinal ou transversal, ou dans les deux sens, si on le désire.
Les diverses caractéristiques de l'invention sont faciles à comprendre d'après la description détaillée qui en est donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
La figure 1 représente, en élévation latérale, une courte longueur de fil textile ordinaire avec lequel est com- biné un filament résineux beaucoup plus fin contractile sous l'action de la chaleur,
La figure 2 est une vue en plan d'un tissu l'ache formé avec le fil composite contractile de la figure 1
La figure 3 est une vue en plan du tissu de la figure 2, après qu'il a été contracté par un traitement thermique,
La figure 4 représente le tissu contracté de la fi- gure 3, sur la face inférieure,duquel a été collée une cou- che ou feuille de caoutchouc.
La figure 5 est une vue analogue du tissu de la figure 4 ayant subi le traitement de destruction du filament résineux pour devenir librement extensible dans les deux sens, ainsi que l'indiquent les floches.
La figure 6 est une vue en plan, avec arrachement partiel, d'une variante de la figure 5 de la même forme de construction générale, sauf qu'une feuille de caoutchouc est collée entre deux couches de tissu contracté de façon à for- mer une disposition en "sandwich" et,
La figure 7 représente une autre variante d'un tissu tissé dont la trame est formée par des fils. contractiles à la
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chaleur et la chaîne par des fils ordinaires.
Le fil composite contractile 10, de la figure 1 et des autres figures peut être obtenu en combinant, par exemple par retordage, un fil ordinaire quelconque 11 en coton, rayonne laine ou autres fibres ou filaments non thermoplastiques, simple ou retors, avec un fil beaucoup plus fin comprenant un filament résineux 12 qui se contracte sous l'action de la chaleur. Les propriétés de ce filament sont importantes et doivent être telles que, si on le chauffe à une température et pendant un temps déterminés pour ne pas endommager le fil ordinaire 11, il se contracte ferbement en contractant aussi le fil ll.
On obtient des résultats satisfaisants dans la fabri cation du fil 10 contractile à la chaleur, en faisant varier le degré de torsion réunissant le fil 11 et le filament 12 entre un degré de torsion nominal de 0,8 à 1,2 tours par cm et 7,2 tours par cm et, lorsque le filament 12 est contracté par la chaleur, il contracte le fil 10 dans lesens longitudinal et le fait gonfler dans le sens latéral. Plus le degré de torsion du fil composite ou hétérogène est faible, plus le.¯degré de contraction du tissu est grand lorsqu'on le chauffe ensuite.
Le filament résineux contractile par la chaleur doit 'être un filament synthétique orienté qui se contracte fortement, par exemple de 50 à 80 % sous l'action de lachaleur à une température très inférieure à sa température de ramollissement ou d'écoulement et qui fond ou coule et disparait en tant que filament lorsqu'on le chauffe à une température un peu plus élevée, mais inférieure à celle qui serait susceptible d'en- dommager le fil ordinaire Il combiné avec lui.
L'importante propriété de contraction des filaments thermoplastiques dépend de celle connue sous le nom de résilience élastique", c'est à dire de la propriété de nombreux polymères de poids moléculaires élevé de reprendre sous l'effet du chauffage une longueur plus ..court e
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que celle à partir de laquelle ils avaient été étirés à un moment quelconque au cours de leur fabrication.
Des exemples de ces filaments du mommerce qu'on peut employer sont les suivants : un copolymère orienté de chlorure de vinyle (88 à 90%) avec l'acétate de vinyle (10 à 12%) un éthylène polymérisé orienté (polyéthylène) un copolymère orienté de chlorure de vinlidène avec une faible proportion (environ 4 à 10% et généralement envi- ron 5 % de chlorure de vinyle) un polyester orienté d'acide téréphtalique avec l'éthylène glycol.
L'intervalle de température dans lequel s'effectue la plus grande partie de la contraction varie avec la nature du fil thermoplastique choisi et constitue une caractéristique bien connue de chaque type de fil. le degré de contraction diminue lorsque la température devient voisine de la limite supérieure de l'intervalle de température de contraction et finalement devient pratiquement nul. Par exemple, dans le cas des filaments en copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle, la plus grande partie de la contraction s'effectue dans l'intervalle de 71 à 79 degrés C et lorsque la température dépasse 79 degrés C, le degré de contraction devient de plus en plus faible et on n'observe plus de changement de longueur appréciable à une température supérieure à 99 degrés C.
Le temps qui est nécessaire pour obtenir la contraction totale est d'autant plus court que la température à laquelle en traite le produit est plus élevée. Par exemple, au bout de 3 minutes, dans l'air, à 88 degrés C, ou au bout d'une minute à 99 degrés C, le copolymère de vinyle ne subit qu'un très faible changement de longueur. La contraction est encore plus rapide dans l'eau et elle est pratiquement totale au bout de 10 secondes à 90 degrés C. La température de contraction pour d'autres filaments
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thermoplastiques peut être plus élevée ou plus basse. Il doit 'être bien entendu que les températures et les durées précitées ne sont indiquées qu'à titre d'exemples des propriétés connues de filamert s connus et ne doivent pas être considérées comme limitant l'invention.
Le fil 10 peut être tricoté, tissé ou traité de toute autre matière, pour former un tissu lâche ou à jours et le degré adopté pour l'ouverture des mailles dépend dans une large mesure du degré de contraction que doit subir le tissu.
Le tissu à jours désiré peut être entièrement fait de ce fil 10 contractile à la chaleur, ou on peut entrelacer ou combi- ner de toute autre manière connue les fils 10 avec des fils ordinaires, ainsi qu'on l'a fait jusqu'à présent dans le tis- sage ou autre mode de fabrication de tissus en fils différents, tels que des fils de coton et des fils de rayonne, combinés de diverses manières.
La figure 2 représente un tissu lâche ou à jours entièrement forme de fils contractiles 10 à la fois dans la trame et dans la chaîne. Ce tissu, lorsqu'il est à l'état complètement détendu de la figure 2 est désigné dans son ensem- ble par 13. Pour provoquer la contraction du tissu 13. Pour provoquer la contraction du tissu 13 dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, il suffit de faire agir la cha- leur sur le tissu de la figure 2, de façon à provoquer la con- traction du filament 12.
Il en résulte que les fils 10 de la trame et de la chaîne se contractent en formant le tissu beau- coup plus étroit et plus serré 13' de la figure 3,
Pendant qu'il est maintenu rétréci par les filaments contractés par la chaleur, comme l'indique la figure 3, on colle sur le tissu une couche ou feuille de caoutchouc 14 comme l'indique la figure 4. La couche 14 peut 'être en caout- chouc naturel ou synthétique, ou en une matière analogue au
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caoutchouc, et peut être appliquée sur le tissu 13' sous forme de pellicule plastique qu'on vulcanise ensuite, si on le désire. On peut l'appliquer sous forme de feuille vulcanisée et, dans ce cas, elle doit être réunie au tissu 13' par une colle appropriée, telle qu'une colle de caoutchouc.
On peut encore l'appliquer en pulvérisant ou en étalant une dispersion liquide de caoutchouc ou d'une matière analogue au caoutchouc par des procédés techniques bien connus. Après que la couche de caoutchouc 14 a été appliquée ou collée sur le tissus 13' pour former la pièce de la figure 4, et il y a lieu de chauf- fer le tissu doublé de caoutchouc ainsi obtenu à une tempéra- ture plus élevée que le tissu 13 de la figure 2, étant donné qu'il s'agit maintenant de détruire les filaments contractés 12, en les empêchant ainsi de continuer à maintenir le tissu 13 à l'état de contraction, puisque la feuille de caoutchouc 14 sert maintenant à maintenir élastiquement le tissu à l'état contracté ou rétréci. Des solvants ou des moyens mécaniques peuvent être employés, au lieu de la chaleur pour détruire les filaments thermoplastiques.
Une fois les filaments 12 dé- truits et la feuille de caoutchouc 14 vulcanisée, la feuille composite 14 peut être étirée fortement dans le sens longitu- dinal et dans le sens transversal, comme l'indiquent les flèches de la figure 5 et, par suite, ce tissu complètement alloué dans les deux sens prend la position en traits mixtes de la figure 5, les fils textiles ordinaires qui restent dans la pièce agissant comme fils d'arrêt pour limiter l' allongement du caoutchouc.
Le chauffage du tissu à jours 13 de la figure 2 pour produire le tissu resserré et plus compact 13' de la figure 3 peut s'effectuer en introduisant le tissu dans l'eau chaude ou la vapeur ou en le faisant passer sur ou entre des cylindres chauffés, en lui permettant de se contracter librement. Une
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fois la feuille de caoutchouc 14 appliquée sur le tissu 13' le second ,traitement thermique qui sert à détruire les fila- ments 12, en permettant au tissu de s'allonger librement, s'effectue de préférence en serrant le tissu entre les plateaux supérieur et inférieur chauffés d'une presse, de façon à exer- cer à ce moment un pression de collage sur le tissu et la feuille de caoutchouc.
La variante de la figure 6 consiste à une couche su- périeure de tissu contracté 13' et une couche inférieure 13" d'un tissu contracté semblable. On interpose entre ces deux couches de tissu une feuille de caoutchouc 14 qui est forte- ment collées au,1 tissus 13' et 13", en formant ainsiun tissu élastique dans les deux sens dans lequel la feuille de caout- chouc 14 est placée en "sandwich" entre les deux couches de tissu extensibles.
La variante de la figure 7 peut servir à former un tissu élastique dans un sens, c'est à dire que ce tissu se contracte longitudinalement, mais non transversalement. Ce tissu de la figure 7 comprend des fils contractiles 10 qui sont alors dirigés dans le sens longitudinal ou dans le sens dans lequel le tissu doit pouvoir s'allonger, et des fils or- dinaires 15 perpendiculaires aux fils 10.
On remarquera que les fils 15 sont séparés par un assez grand intervalle, étant donné qu'ils se rapprochent l'un de l'autre lorsqu'on contrac- te thermiquement les fils 10 pour rétrécir le tissu..Les fils 10 ne se rapprochent pas l'un de l'autre lorsque le tissu se rétrécit et, par suite, ils sont placés près l'un de l'autre dans le tissu de la figure 7, Après que le tissu de la figure 7a été traité par la chaleur pour lerétrécir, on y colle forte- ment une couche ou feuille de caoutchouc comme décrit ci- dessus, puis on fait subir au tissu un autre traitement thermi- que pour détruire les filaments résineux des fils 10, de sorte que le tissu peut s'allonger dans un sens avec la feuille de
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caoutchouc collée sur lui.
Au lieu du second traitement ther- mique, on peut utiliser un solvant du composé thermoplastique, pour détruire les .-filaments, ou on peut rompre les filaments fins et légers par une tension appliquée localement et progres- sivement le long du tissu recouvert de caoutchouc.
Après que le caoutchouc a été appliqué sur le tissu à l'épaisseur voulue, on le vulcanise à la température et sous la pression qui conviennent, de préférence dans une presse hydraulique qui maintient le caoutchouc fortement appliqué contre le tissu au cours de la vulcanisation. On réalise ainsi une très forte adhérence entre la feuille de caoutchouc vulca- nisée ainsi formée et le tissu. Le tissu élastique fabriqué de cette manière n'est pas poreaux, étant donné que l'air ne pénè- tre pas à travers la feuille de caoutchouc.
Si on désire appliquer le procédé suivant l'invention à la fabrication d'un tissu élastique poreux, on peut le faire en préparant la feuille vulcanisée 14 et en la poinçonnant ou en y perçant, de toute autre manière, des petits trous déparés par des intervalles appropriés et permettant à l'air d'y passer.
On peut alors coller fortement cette feuille de caoutchouc perforée sur le tissu 13' par une colle de caoutchouc et, si on le désire, on peut refouler de l'air sous pression dans les trous de cette feuille de caoutchouc avant que la colle ait complètement séché, pour l'empêcher ainsi d'obturer ces trous de ventilation. les exemples suivants rendent l'invention plus facile comprendre lorsqu'elle est appliquée à un tissu élastique de la forme générale de la figure 5.
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On remarquera d'après l'exemple 1 que l'allongement effectif dans le sens de la trame du tissu élastique composite fini est de 80 % et, dans lesens de la chaîne, 100 % ce qui constitue une marge d'allongement surprenante pour un tissu extensible dans les deux sens.
lorsque ce tissu est complète- ment allongé dans les deux sens, sa surface segmente de près de 400 % ainsi qu'on peut la voir en comparant les dimensions du tissu 13' de la figure 5 avec celles du tracé en traits mixtes du tissu complètement allongé de cette figure.
Il ressort de ce qui précède, que le procédé suivant l'invention est un procédé simple et pratique de fabrication
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d'un tissu élastique doublé en caoutchouc qui peut prendre un grand allongement ou s'allonger entre les limites qu'on désire. Le tissu élastique fabriqué par le procédé suivant l'invention peut servir à confectionner des bandes élastiques des costumes de bain, des sous vêtements élastiques du type corset, des couvertures de matelas, des garnitures de meubles, des couve-jupes, ainsi qu'à d'autres applications.