WO2007144535A1 - Filament polymerique pourvu d'au moins un canal longitudinal, etoffe comprenant lesdits filaments, article confectionne à partir de ladite etoffe et procede de fabrication dudit filament - Google Patents

Filament polymerique pourvu d'au moins un canal longitudinal, etoffe comprenant lesdits filaments, article confectionne à partir de ladite etoffe et procede de fabrication dudit filament Download PDF

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longitudinal
filaments
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Vincent Ventenat
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    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
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    • D01D5/22—Formation of filaments, threads, or the like with a crimped or curled structure; with a special structure to simulate wool
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    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/24—Formation of filaments, threads, or the like with a hollow structure; Spinnerette packs therefor
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    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/253—Formation of filaments, threads, or the like with a non-circular cross section; Spinnerette packs therefor

Definitions

  • the present invention relates to a polymeric filament comprising on at least a portion of its length a longitudinal channel.
  • Filaments or synthetic fibers having channels having a disposition parallel to their longitudinal axis are known from the state of the art. This is the case, for example, with the CoolMax® fiber marketed by Dupont de Nemours. This fiber has on its surface four rectilinear channels along its longitudinal axis. This configuration gives the CoolMax® fiber a greater surface area than the surface area of an equivalent round-section fiber. By specific surface is meant the actual surface of an element as opposed to its apparent surface. This characteristic gives the fibers comprising rectilinear channels many properties especially in terms of moisture transfer since the contact surface of the fiber with its surrounding environment is increased. This type of fiber is thus used in particular in the manufacture of sports articles, for example for the manufacture of T-shirts and socks, to accelerate the transfer of moisture to the outside and improve the thermal comfort of the body. carrier.
  • the object of the present invention is to propose a polymeric filament having, in particular, improved insulation and moisture transfer properties compared to filaments or polymeric fibers comprising rectilinear channels.
  • the subject of the present invention is a polymeric filament, comprising on at least a portion of its length at least one longitudinal channel, solid or empty, forming in a cross section of said filament, an orifice opening outwardly on the surface or an orifice closed internally, and characterized in that the arrangement of said orifice differs from one cross section to the other along the length of said portion, whereby the channel longitudinal has a longitudinal disposition which is not the longitudinal direction of said filament.
  • the channel When the cross section of said filament has an orifice opening outwardly surface, the channel then forms a groove on the surface of the filament. If the orifice is closed and internal, the channel is closed and inside the filament, one then has a hollow filament if the channel is empty.
  • the filaments according to the present invention are either in the form of a multi filamentary filament yarn, the filaments being bundled directly after the spinning operation, optionally mixed with multi filament yarns of different types, or in the form of a yarn fiber obtained from fibers provided with one or more channels according to the present invention alone or in intimate mixture with other fibers, such as cotton fibers for example.
  • the fibers according to the present invention are obtained by cracking, converting or cutting a bundle of said filaments.
  • the channel Since the disposition of said orifice differs from one cross section to the other, the channel does not have the same direction as the longitudinal axis of said filament but has a three-dimensional layout.
  • This arrangement gives it a larger surface area than a state-of-the-art channel in two dimensions, and therefore an increased contact area with its surrounding environment.
  • the surface area refers to the actual area of the surface of said filament as opposed to its apparent area. Thanks in particular to this characteristic, the applicant has found that said synthetic filament improves the transfer of liquid, such as sweat, of the order of a factor of four compared to fibers or filaments having two-dimensional channels .
  • the body perspires to cool and can produce a quantity of sweat that can reach 1.2 Iitres / m 2 / hour. It is possible to manufacture filaments having a determined number of channels and dimensioned to transfer a given amount of liquid, taking into account the viscosity of this liquid. Because of the small size of the channels, generally of the order of one micron meter, the liquids are absorbed by capillarity and then conveyed along these channels to the outside so that they evaporate rapidly.
  • the channels by trapping the air give the filament thermal insulation properties.
  • the filament When the channel inside said filament is empty, the filament has a lower density than a filament full of identical volume. This arrangement provides improved insulation characteristics since the air is trapped in the channel and its flow is slowed down.
  • said filament comprises over its entire length at least one continuous longitudinal channel having the same arrangement.
  • the longitudinal channel has a spiral-shaped disposition.
  • the spiral winds regularly around the longitudinal axis of the filament and can be described as a helix.
  • the spiral can be in the same direction: in a step to the left or right or not, in this case a step to the left can be alternated with a step to the right.
  • the longitudinal channel has a continuous spiral disposition in the same direction along the entire length of the filament. In an alternative embodiment, the longitudinal channel has a spiral arrangement, alternating in one direction and the other.
  • the filament is rectilinear. The filament then has no crimp.
  • the filament is curly, including in particular a helical crimp along its length.
  • the longitudinal axis of the filament has a direction that is not rectilinear, but spiral.
  • the filament is formed of at least one polymer and the longitudinal channel is filled with a gel. This arrangement is valid, if said channel is closed and inside the filament so that the gel does not flow outside said filament.
  • the filament is formed of a polymeric material, preferably of the polyester, polyamide, polypropylene, polyethylene, PBT (polybutylene terephthalate), PTT (poly trimethylene terephthalate), recycled or not.
  • the longitudinal channel is filled with a hydrophilic gel for absorbing liquids.
  • the filament is formed of at least a first polymer and the channel is filled with a second polymer having properties different from said first polymer.
  • This arrangement is valid when the channel is closed and inside the filament. It makes it possible to play on the combination of the properties of the two polymers for the same application and to increase the specific surface area of each polymer. This last property makes it possible to improve the absorption and transfer of heat and liquid with respect to filaments and / or bicomponent fibers of the state of the art in which each component polymer has a disposition parallel to the longitudinal axis. of the filament.
  • the two polymers composing the filaments according to the present invention have different melting temperatures, when said filaments are used in a nonwoven, the cohesion of the nonwoven is improved as well as the properties of the crimp obtained. on the filaments.
  • the filament comprises at least one internal closed longitudinal channel, which occupies on the order of 5 to 20% of the total cross section of the filament.
  • This channel coverage range provides a good compromise between the cohesion of the filament, so that the hollow portions do not sag, and a specific surface suitable for rapid fluid transfer, such as sweat.
  • the channel is loaded with particles, especially nanoparticles of carbon or glass.
  • the nanoparticles or nano-composites contain agents, especially reinforcing agents, whose dimensions are of the order of 1 to 100 nm. Reinforcing agents, such as glass or carbon, improve the toughness, the elastic modulus, the resistance to ultraviolet and mastif filament. These nano particles are arranged in an empty, closed and internal channel or in a groove on the surface of the filament.
  • a textile fabric in woven, knitted or non-woven form, comprises filaments as described above.
  • said textile fabric comprises filaments of different sections.
  • the filaments during their manufacture, are extruded through dies having sections of different shapes, and then combined into a multi-filament yarn, which is used in the manufacture of said fabric, for example during knitting.
  • a textile article especially for the practice of sport, is made from a fabric as described above, in which the filaments described above are arranged on the inside of the article, being intended to be in contact with the skin.
  • This arrangement thus allows the filaments provided with channels to pump by capillary action the sweat secreted by the skin and to transfer it by means of the channels towards the outside of the article so that it evaporates.
  • the sensation of comfort is improved since the feeling of humidity is attenuated or suppressed.
  • the channels act in the same way as for sweat and said dry article faster than a classic textile article made of cotton for example.
  • the method of manufacturing a synthetic filament as described above comprises the following steps: a) extruding at least one polymer through the hole of a die of a given shape to create a longitudinal channel, solid or empty, forming in a cross section of said filament an orifice opening outwardly surface or an internal closed orifice, which die is rotated by control means, b) at least partially cooling said filament to freeze the spiral arrangement of said channel, c) stretching the cooled filament so as to adjust its titration and mechanical characteristics.
  • the method of manufacturing the filament according to the present invention comprises the following steps: a) extruding at least one polymer through the hole of a die, the internal configuration of said hole being determined to create a channel in the polymer longitudinal, solid or empty, forming in cross section an orifice opening outwardly on the surface or an internal closed orifice, and for the cross section of said channel to move between the upstream and downstream of the orifice in a rotation around the longitudinal axis of the hole, b) cooling the die downstream of the orifice to partially freeze the spiral arrangement of said channel in the filament being extruded, c) suddenly cool, at the outlet of the die, said filament to completely freeze the spiral arrangement of said channel, d) stretch the cooled filament to adjust its titration and mechanical characteristics.
  • the spinning process of said filaments takes place conventionally.
  • the molten polymer (s) are filtered very finely on sand powders, powders or wire mesh.
  • One or more polymers are pushed together through the orifices of a die and then cooled by a jet of cold air before undergoing stretching.
  • the drawing operation consists in adjusting the macromolecular orientation of said filaments, which is a determining characteristic for the final mechanical properties.
  • the draw ratio is in general between 2 and 4, and obtained in one or more times. This rate can rise to 6 if high-tenacity filaments are desired.
  • FIG. 1 is a diagrammatic representation in perspective of an example of fiber according to the state of the art
  • - Figure 2 is a schematic side view of the fiber shown in Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic perspective representation of a first example of a filament portion according to the present invention
  • FIG. 4 is a partial side view of the filament portion shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 is a schematic perspective representation of a second example of a filament portion according to the present invention.
  • FIGS. 5A, 5B and 5C show sections VA, VB and VC of the second example of filament portion shown in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a top view of the cross section of the orifice of a die for obtaining the filament shown in Figures 3 and 4.
  • Fiber 1 shown in Figure 1 has a multilobed section and straight channels 2,3,4,5 or two dimensions parallel to the longitudinal axis AA '. These fibers are particularly used in the manufacture of textile articles, such as sportswear, to accelerate the transfer of liquid, such as sweat, to the outside and thus facilitate evaporation. The thermal comfort of the wearer of such clothes is thus considerably improved.
  • FIG. 2 it is understood that the liquids are transferred according to the arrows F or F 'parallel to the axis AA' via the channels 2, 3.
  • a first example of synthetic filament 6 according to the present invention has an increased specific surface area with respect to fibers of the state of the art such as fiber 2.
  • the filament 6 has a cross section of identical shape to the fiber 1 with channels 7, 8, 9, 10 forming grooves or orifices opening outwardly on its surface, however, advantageously the said channels 7, 8, 9, 10 have a disposition in the form of a continuous helix in the same direction as the may qualify as not to the right over the entire length of the filament 6 along the longitudinal axis BB '.
  • the filament 6 has, through its three-dimensional channels, in particular 7,8,9,10, a larger surface area than a filament of equivalent diameter provided with two-dimensional channels.
  • the channels 7, 8, 9, 10 are delimited by two edges or partitions 11, 12, 13, 14.
  • the channel 7 is delimited by its edges 11,12.
  • the channels 7, 8, 9, 10 convey the liquids according to the arrows F1 and F2 obliquely to the axis BB '. It is possible according to the viscosity and the quantity of liquid to be transferred, to size the size of the channels and their number on the filament 6.
  • the size of the channels is a function of the spacing e between two successive edges, of the height and the width I of the edges in particular 11,12,13,14.
  • Figure 5 is shown a second example of a filament portion
  • the filament 15 has a circular cross-section and has a closed channel 16 inside thereof of also circular cross-section.
  • the channel 16 has a disposition in the form of a continuous helix in the same direction along the longitudinal axis CC.
  • the channel 16 has a helical arrangement in a right pitch preferably over the entire length of the filament 15.
  • the filament 16 forms in the cross sections VA, VB and VC an internal closed port 16a having a layout differing from one cross-section to the other (VA, VB, VC).
  • the orifice 16a rotates about the axis (CC) in the direction of the arrow F3.
  • Channel 16 may be empty.
  • the filament has filtration properties which are a function of the size of the channel 16. The liquids and / or heat being transferred to the core of the filament 15, the sweat and / or the heat are removed from the covered skin by said filament 15 and stored in the channel 16 before evacuation by evaporation to the outside thus improving the thermal comfort of the user.
  • the channel 16 may also be filled with a gel-like polymer at room temperature, preferably hydrophilic, to provide more flexibility to the filament 15, or filled with a solid-state polymer at different ambient temperatures. of that forming the filament 15 in order to play on the combination of the properties of the two polymers.
  • the filament 15 may be of polyester with the exception of the channel 16 filled with polypropylene. It is thus possible to adjust the density of the filament 15.
  • the channel 16 occupies on the order of 5% to 20% of the total cross-section of the filament 15 so that the specific surface area is optimum while preserving the cohesion and strength of the hollow filament.
  • the channels 7, 8, 9, 10 of the filament 6 and the channel 16 of the filament 15, when empty, can be loaded with nanoparticles, for example carbon or glass, in order to reinforce the mechanical properties of the filaments 6, 15.
  • Filaments 6 and / or 15 are used for the manufacture of woven, knitted or nonwoven fabrics.
  • the filaments are in the form of continuous multi filamentary yarns alone or as a mixture.
  • the said filaments may also be converted into fibers by cracking, cutting or converting and shaped into spun yarns of fibers alone or in intimate admixture with other fibers than those obtained with the filaments of the present invention, such as staple fibers. cotton for example.
  • Filaments 6 and / or 15 have a titration preferably in the range [0.1 dtex; 6 dtex].
  • the filaments 6 and / or 15 are preferably made of polypropylene, polyester, polyamide, polyethylene, PBT (polybutylene terephthalate), PTT (triethylene methylene terephthalate), recycled or otherwise, or in several of these polymers, recycled or not, occupying volumes defined and distinct from each other in said filaments 6 and / or 15.
  • the filament 6 is obtained by a spinning extrusion process known from the state of the art.
  • One or more polymers are melted and then filtered on powders or metal grids before being extruded through the hole of a die 17.
  • the die 17 is rotated by control means known from the state of the art. The rotation of the die 17 may be in a step to the right d or a left step g continuously or alternately.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Knitting Of Fabric (AREA)

Abstract

Filament polymérique (1,6) comprenant sur au moins une portion de sa longueur au moins un canal longitudinal (7,8,9,10,16), plein ou vide, formant, dans une section transversale (VA, VB, VC) dudit filament (1,6), un orifice débouchant extérieurement en surface ou un orifice fermé interne (16a), caractérisé en ce que la disposition dudit orifice (16a) diffère d'une section transversale (VA, VB, VC) à l'autre sur la longueur de ladite portion, moyennant quoi le canal longitudinal (7,8,9,10,16) a une disposition longitudinale qui n'est pas la direction longitudinale dudit filament. Dans une variante, le filament (1,6) est rectiligne et comprend sur toute sa longueur au moins un canal longitudinal (7,8,9,10,16) continu ayant une disposition continue en spirale dans le même sens sur toute la longueur du filament (1,6). L'invention porte également sur une étoffe textile, se présentant sous forme tissée, tricotée ou non-tissée, comprenant lesdits filaments (1,6) à partir de laquelle est confectionné un article textile, notamment pour la pratique du sport, et sur un procédé de fabrication dudit filament (1,6).

Description

FILAMENT POLYMERIQUE POURVU D'AU MOINS UN CANAL
LONGITUDINAL, ETOFFE COMPRENANT LESDITS FILAMENTS,
ARTICLE CONFECTIONNE A PARTIR DE LADITE ETOFFE ET
PROCEDE DE FABRICATION DUDIT FILAMENT La présente invention a pour objet un filament polymérique comprenant sur au moins une portion de sa longueur un canal longitudinal.
Des filaments ou fibres synthétiques présentant des canaux ayant une disposition parallèle à leur axe longitudinal sont connues de l'état de la technique. C'est le cas par exemple de la fibre CoolMax® commercialisée par Dupont de Nemours. Cette fibre présente à sa surface quatre canaux rectilignes selon son axe longitudinal. Cette configuration confère à la fibre CoolMax® une surface spécifique plus importante que la surface spécifique d'une fibre de section ronde équivalente. On entend par surface spécifique la surface réelle d'un élément par opposition à sa surface apparente. Cette caractéristique confère aux fibres comportant des canaux rectilignes de nombreuses propriétés notamment en terme de transfert d'humidité puisque la surface de contact de la fibre avec son milieu environnant est accrue. Ce type de fibre est ainsi utilisée notamment dans la fabrication d'articles de sport, par exemple pour la fabrication de tee-shirts et de chaussettes, afin d'accélérer le transfert de l'humidité vers l'extérieur et améliorer le confort thermique du porteur.
La présente invention a pour but de proposer un filament polymérique ayant notamment des propriétés d'isolation et de transfert d'humidité améliorées par rapport à des filaments ou des fibres polymériques comportant des canaux rectilignes. Dans ce but, la présente invention a pour objet un filament polymérique, comprenant sur au moins une portion de sa longueur au moins un canal longitudinal, plein ou vide, formant dans une section transversale dudit filament, un orifice débouchant extérieurement en surface ou un orifice fermé interne, et caractérisé en ce que la disposition dudit orifice diffère d'une section transversale à l'autre sur la longueur de ladite portion, moyennant quoi le canal longitudinal a une disposition longitudinale qui n'est pas la direction longitudinale dudit filament.
Lorsque la section transversale dudit filament présente un orifice débouchant extérieurement en surface, le canal forme alors une rainure à la surface du filament. Si l'orifice est fermé et interne, le canal est fermé et à l'intérieur du filament, on a alors un filament creux si le canal est vide.
Les filaments selon la présente invention se présentent soit sous la forme d'un fil multi filamentaires continu, les filaments étant réunis en faisceau directement après l'opération de filage, éventuellement mélangés avec des fils multi filamentaires de nature différente, soit sous forme de filé de fibres, obtenu à partir de fibres pourvues d'un ou plusieurs canaux selon la présente invention seules ou en mélange intime avec d'autres fibres, telles que des fibres de coton par exemple.
Les fibres selon la présente invention sont obtenues par craquage, convertissage ou coupage d'un faisceau des dits filaments.
Puisque la disposition dudit orifice diffère d'une section transversale à l'autre, le canal n'a pas la même direction que l'axe longitudinal dudit filament mais a une disposition en trois dimensions. Cette disposition lui confère une surface spécifique plus importante qu'un canal de l'état de l'art en deux dimensions, et donc une surface de contact accrue avec son milieu environnant. La surface spécifique désigne l'aire réelle de la surface dudit filament par opposition à sa surface apparente. Grâce notamment à cette caractéristique, le demandeur s'est aperçu que le dit filament synthétique améliore le transfert de liquide, tel que la sueur, de l'ordre d'un facteur quatre par rapport à des fibres ou filaments présentant des canaux en deux dimensions.
Durant la pratique d'un sport, le corps transpire pour se refroidir et peut produire une quantité de sueur pouvant atteindre 1,2 Iitres/m2/heure. Il est possible de fabriquer des filaments présentant un nombre déterminé de canaux et dimensionnés pour transférer une quantité donnée de liquide, en prenant en compte la viscosité de ce liquide. De par la faible taille des canaux, en général de l'ordre du micron mètre, les liquides sont absorbés par capillarité puis véhiculés le long de ces canaux vers l'extérieur afin qu'ils s'évaporent rapidement.
Par ailleurs, les canaux en emprisonnant l'air confèrent au filament des propriétés d'isolation thermique. Lorsque le canal à l'intérieur dudit filament est vide, le filament présente une densité moindre qu'un filament plein de volume identique. Cette disposition confère des caractéristiques d'isolation améliorées puisque l'air est emprisonné dans le canal et son écoulement ralenti.
Dans une variante de réalisation, ledit filament comprend sur toute sa longueur au moins un canal longitudinal continu ayant la même disposition.
Dans une variante de réalisation, le canal longitudinal a une disposition en forme de spirale.
De préférence, la spirale s'enroule régulièrement autour de l'axe longitudinal du filament et peut être qualifiée d'hélice. Bien sûr, il y a autant de spirales que de canaux. La spirale peut être dans le même sens : selon un pas à gauche ou à droite ou non, dans ce cas un pas à gauche peut être alterné avec un pas à droite.
Dans une variante de réalisation, le canal longitudinal a une disposition continue en spirale dans le même sens sur toute la longueur du filament. Dans une variante de réalisation, le canal longitudinal a une disposition en spirale, alternée dans un sens et dans l'autre.
Dans une variante de réalisation, le filament est rectiligne. Le filament ne comporte alors aucune frisure.
Dans une variante de réalisation, le filament est frisé, comportant notamment une frisure hélicoïdale sur sa longueur.
Dans ce cas, l'axe longitudinale du filament a une direction qui n'est pas rectiligne, mais en spirale.
Cette frisure apporte du gonflant et de la souplesse au textile comprenant ledit filament, améliorant ainsi le confort du porteur. Dans une variante de réalisation, le filament est formé d'au moins un polymère et le canal longitudinal est rempli d'un gel. Cette disposition est valable, si ledit canal est fermé et à l'intérieur du filament de façon à ce que le gel ne s'écoule à l'extérieur dudit filament.
Le filament est formé dans un matériau polymère, de préférence du type polyester, polyamide, polypropylène, polyéthylène, PBT (poly téréphtalate de butylène), PTT (poly téréphtalate de triméthylène), recyclé ou non. Le canal longitudinal est rempli d'un gel hydrophile permettant d'absorber des liquides.
Dans une autre variante de réalisation, le filament est formé d'au moins un premier polymère et le canal est rempli d'un second polymère ayant des propriétés différentes dudit premier polymère. Cette disposition est valable lorsque le canal est fermé et à l'intérieur du filament. Elle permet de jouer sur la combinaison des propriétés des deux polymères pour une même application et d'augmenter la surface spécifique de chaque polymère. Cette dernière propriété permet d'améliorer l'absorption et le transfert de chaleur et de liquide par rapport à des filaments et/ou fibres bicomposants de l'état de l'art dans lesquels chaque polymère composant a une disposition parallèle à l'axe longitudinal du filament.
De plus, si les deux polymères composant les filaments selon la présente invention ont des températures de fusion différentes, lorsque lesdits filaments sont mis en œuvre dans un non-tissé, la cohésion du non-tissé est améliorée ainsi que les propriétés de la frisure obtenue sur les filaments.
Dans une autre variante, le filament comporte au moins un canal longitudinal fermé interne, qui occupe de l'ordre de 5 à 20% de la section transversale totale du filament.
Cet intervalle de couverture du canal permet un bon compromis entre la cohésion du filament, afin que les parties creuses ne s'affaissent, et une surface spécifique adéquate pour un transfert de fluide rapide, tel que la sueur.
Dans une autre variante, le canal est chargé de particules, notamment nanoparticules de carbone ou de verre.
Les nano particules ou nano composites contiennent des agents, notamment de renforcement, dont les dimensions sont de l'ordre de 1 à 100 nm. Les agents de renforcement, tels que le verre ou le carbone, améliorent la ténacité, le module élastique, la résistance aux ultraviolets et mâtifient le filament. Ces nano particules sont disposées dans un canal vide, fermé et interne ou dans une rainure à la surface du filament.
Dans une variante de réalisation, une étoffe textile, se présentant sous forme tissée, tricotée ou non-tissée, comprend des filaments tels que décrit précédemment.
Dans une sous variante de réalisation, la dite étoffe textile comprend des filaments de sections différentes.
En effet, les filaments, lors de leur fabrication, sont extrudés à travers des filières présentant des sections de formes différentes, puis réunis en un fil multi filamentaires, lequel est utilisé dans la fabrication de la dite étoffe, par exemple lors du tricotage.
Dans une variante de réalisation, un article textile, notamment pour la pratique du sport, est confectionné à partir d'une étoffe telle que décrite ci- dessus, dans lequel les filaments décrits précédemment sont disposés sur l'intérieur de l'article, étant destinés à être en contact avec la peau.
Cette disposition permet ainsi aux filaments pourvus de canaux de pomper par capillarité ia sueur sécrétée par la peau et de la transférer au moyen des canaux vers l'extérieur de l'article afin qu'elle s'évapore. La sensation de confort est améliorée puisque la sensation d'humidité est atténuée voir supprimée. Par ailleurs, en cas d'intempéries ou selon l'activité pratiquée, sportive ou non, la peau du porteur peut être mouillée, dans ce cas les canaux agissent de la même façon que pour la sueur et le dit article sèche plus rapidement qu'un article textile classique en coton par exemple. Le procédé de fabrication d'un filament synthétique tel que décrit ci- dessus comprend les étapes suivantes : a) extruder au moins un polymère à travers le trou d'une filière de forme déterminée pour créer un canal longitudinal, plein ou vide, formant dans une section transversale dudit filament un orifice débouchant extérieurement en surface ou un orifice fermé interne, laquelle filière est mise en rotation par des moyens de commande, b) refroidir brusquement, au moins partiellement, ledit filament pour figer la disposition en spirale dudit canal, c) étirer le filament refroidi de façon à ajuster son titrage et ses caractéristiques mécaniques. Dans une variante, le procédé de fabrication du filament selon la présente invention, comprend les étapes suivantes : a) extruder au moins un polymère à travers le trou d'une filière, la configuration intérieure dudit trou étant déterminée pour créer dans le polymère un canal longitudinal, plein ou vide, formant en section transversale un orifice débouchant extérieurement en surface ou un orifice fermé interne, et pour que la section transversale dudit canal évolue entre l'amont et l'aval de l'orifice selon une rotation autour de l'axe longitudinal du trou, b) refroidir la filière vers l'aval de l'orifice pour figer partiellement la disposition en spirale dudit canal dans le filament en cours d'extrusion, c) refroidir brusquement, à la sortie de la filière, ledit filament pour figer totalement la disposition en spirale dudit canal, d) étirer le filament refroidi de façon à ajuster son titrage et ses caractéristiques mécaniques.
Le procédé de filage desdits filaments se déroule classiquement. Avant le filage, le ou les polymères fondus sont filtrés très finement sur des poudres de sables, des poudres ou des grillages métalliques. Un ou plusieurs polymères sont conjointement poussés à travers les orifices d'une filière puis refroidis par un jet d'air froid avant de subir un étirage. L'opération d'étirage consiste à ajuster l'orientation macromoléculaire desdits filaments, caractéristique déterminante pour les propriétés mécaniques finales. Le taux d'étirage est en général compris entre 2 et 4, et obtenu en une ou plusieurs fois. Ce taux peut s'élever jusqu'à 6 si l'on souhaite des filaments de haute ténacité.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description des exemples de réalisation ci-après, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un exemple de fibre selon l'état de la technique ; - la figure 2 est une représentation schématique vue de côté de la fibre représentée à la figure 1 ;
- la figure 3 est une représentation schématique en perspective d'un premier exemple d'une portion de filament selon la présente invention ; - la figure 4 est une vue de côté partielle de la portion de filament représentée à la figure 3 ;
- la figure 5 est une représentation schématique en perspective d'un second exemple de portion de filament selon la présente invention ;
- les figures 5A, 5B et 5C représentent les coupes VA, VB et VC du second exemple de portion de filament représenté à la figure 5.
- la figure 6 est une vue de dessus de la section transversale de l'orifice d'une filière permettant l'obtention du filament représenté aux figures 3 et 4.
Il est connu de modifier la surface extérieure des filaments afin d'augmenter leur surface spécifique et ainsi accroître leur surface d'échange avec le milieu environnant. La fibre 1 représentée à la figure 1 présente une section multilobée et des canaux rectilignes 2,3,4,5 ou en deux dimensions parallèles à l'axe longitudinal AA'. Ces fibres sont notamment utilisées dans la fabrication d'articles textiles, tels que des vêtements de sports, afin d'accélérer le transfert de liquide, telle que la sueur, vers l'extérieure et en faciliter ainsi l'évaporation. Le confort thermique du porteur de tels vêtements est ainsi considérablement amélioré. Sur la figure 2, on comprend que les liquides sont transférés selon les flèches F ou F' parallèlement à l'axe AA' via les canaux 2,3. Il y a un besoin constant pour améliorer le confort thermique procuré par les vêtements à leurs usagers, lors de la pratique ou non d'un sport, ainsi que la fonctionnalité de certains équipements, par exemple le fait qu'un sac de couchage ou une paire de chaussure sèche rapidement.
Dans ce but, un premier exemple de filament synthétique 6 selon la présente invention, représenté à la figure 3, dispose d'une surface spécifique accrue par rapport aux fibres de l'état de l'art telle que la fibre 2. En effet, le filament 6 présente une section transversale de forme identique à la fibre 1 avec des canaux 7,8,9,10 formant des rainures ou orifices débouchant extérieurement à sa surface, cependant avantageusement les dits canaux 7,8,9,10 ont une disposition en forme d'hélice continue selon un même sens que l'on peut qualifier de pas à droite sur toute la longueur du filament 6 selon l'axe longitudinale BB'. Le filament 6 a, de par ses canaux en trois dimensions, notamment 7,8,9,10, une surface spécifique plus importante qu'un filament de diamètre équivalent pourvus de canaux en deux dimensions.
A la figure 4, les canaux 7,8,9,10 sont délimités par deux bords ou cloisons 11,12,13,14. Par exemple, le canal 7 est délimité par ses bords 11,12. Les canaux 7,8,9,10 véhiculent les liquides selon les flèches Fl et F2 en oblique par rapport à l'axe BB'. Il est possible selon la viscosité et la quantité de liquide à transférer, de dimensionner la taille des canaux et leur nombre sur le filament 6. La taille des canaux est fonction de l'écartement e entre deux bords successifs, de la hauteur et de la largeur I des bords notamment 11,12,13,14. A la figure 5 est représenté un second exemple d'une portion de filament
15 selon la présente invention. Le filament 15 a une section transversale circulaire et présente un canal 16 fermé à l'intérieur de celui-ci de section transversale également circulaire. Le canal 16 a une disposition en forme d'hélice continue dans un même sens selon l'axe longitudinal CC. Le canal 16 a une disposition en hélice selon un pas à droite de préférence sur toute la longueur du filament 15. Sur les figures 5A, 5B et 5C, on observe que le canal
16 forme dans les sections transversales VA, VB et VC un orifice fermé interne 16a ayant une disposition différant d'une section transversale à l'autre (VA, VB, VC). L'orifice 16a tourne autour de l'axe (CC) dans le sens de la flèche F3. Le canal 16 peut être vide. Dans ce cas, le filament 15 présente des propriétés de filtration qui sont fonction de la taille du canal 16. Les liquides et/ou la chaleur étant transférés au cœur du filament 15, la sueur et/ou la chaleur sont éloignées de la peau recouverte par ledit filament 15 et stockées dans le canal 16 avant leur évacuation par évaporation vers l'extérieur améliorant ainsi le confort thermique de l'usager. Le canal 16 peut également être rempli d'un polymère à l'état de gel à température ambiante, de préférence hydrophile, afin d'apporter davantage de souplesse au filament 15, ou rempli avec un polymère à l'état solide à température ambiante différent de celui formant le filament 15 afin de jouer sur la combinaison des propriétés des deux polymères. Le filament 15 peut être en polyester à l'exception du canal 16 rempli de polypropylène. Il est ainsi possible d'ajuster la densité du filament 15.
Le canal 16 occupe de l'ordre de 5% à 20% de la section transversale totale du filament 15 de façon à ce que la surface spécifique soit optimum tout en préservant la cohésion et la solidité du filament 15 creux.
Les canaux 7,8,9,10 du filament 6 et le canal 16 du filament 15 lorsqu'il est vide, peuvent être chargés de nanoparticules, par exemple de carbone ou de verre afin de renforcer les propriétés mécaniques des filaments 6,15.
Les filaments 6 et/ou 15 sont utilisés pour la fabrication d'étoffes tissées, tricotées ou non tissées. Selon les applications, les filaments se présentent sous forme de fils multi filamentaires continus seuls ou en mélange. Les dits filaments peuvent également être transformées en fibres par craquage, coupage ou convertissage et mis en forme de fils filés de fibres seuls ou en mélange intime avec d'autres fibres que celles obtenues avec les filaments de la présente invention, telles que des fibres de coton par exemple. Du fait des propriétés d'absorption et de transfert des liquides des filaments 6,15 grâce à leurs canaux 7,8,9,10,16, ceux-ci sont disposés de préférence sur la face envers des étoffes, notamment lors de la fabrication de vêtements de confort, étant destinés à recouvrir la peau afin de collecter et transférer la transpiration vers l'extérieur des dits vêtements afin qu'elle s'évapore et améliorer le confort thermique des usagers.
Les filaments 6 et/ou 15 ont un titrage compris de préférence dans l'intervalle [0,1 dtex ; 6 dtex]. Les filaments 6 et/ou 15 sont de préférence en polypropylène, polyester, polyamide, polyéthylène, PBT (poly-téréphtalate de butylène), PTT (poly-téréphtalate de tri méthylène), recyclé ou non ou dans plusieurs de ces polymères, recyclés ou non, occupant des volumes délimités et distincts les uns des autres dans les dits filaments 6 et/ou 15.
Le filament 6 est obtenu selon un procédé d'extrusion filage connu de l'état de la technique. Un ou plusieurs polymères sont fondus puis filtrés sur des poudres ou grilles métalliques avant d'être extrudés à travers le trou d'une filière 17. Lors de l'opération d'extrusion, la filière 17 est mise en rotation par des moyens de commande connus de l'état de la technique. La rotation de la filière 17 peut se faire selon un pas à droite d ou un pas à gauche g de façon continue ou alternée. Il est en effet possible de changer le sens de rotation de la filière 17 au cours de l'extrusion ou tout simplement de la stopper temporairement, on obtient alors un filament présentant un canal longitudinal formant une rainure en surface de celui-ci et ayant une disposition en hélice alternée selon un pas à gauche avec un pas à droite, le dit filament pouvant présenter également des portions sur sa longueur avec un canal rectiligne selon son axe longitudinal. Une fois le filament extrudé, il est refroidi par un jet d'air froid puis étiré sur un ou plusieurs bancs d'étirage selon un taux d'étirage fonction de la ténacité finale visée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Filament polymérique (1,6) comprenant sur au moins une portion de sa longueur au moins un canal longitudinal (7,8,9,10,16), plein ou vide, formant, dans une section transversale (VA, VB, VC) dudit filament (1,6), un orifice débouchant extérieurement en surface ou un orifice fermé interne (16a), caractérisé en ce que la disposition dudit orifice (16a) diffère d'une section transversale (VA, VB, VC) à l'autre sur la longueur de ladite portion, moyennant quoi le canal longitudinal (7,8,9,10,16) a une disposition longitudinale qui n'est pas la direction longitudinale dudit filament.
2. Filament (1,6) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend sur toute sa longueur au moins un canal longitudinal (7,8,9,10,16) continu ayant la même disposition.
3. Filament (1,6) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le canal longitudinal (7,8,9,10,16) a une disposition en forme de spirale.
4. Filament (1,6) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le canal longitudinal (7,8,9,10,16) a une disposition continue en spirale dans le même sens sur toute la longueur du filament (1,6).
5. Filament (1,6) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le canal longitudinal (7,8,9,10,16) a une disposition en spirale, alternée dans un sens et dans l'autre.
6. Filament (1,6) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en qu'il est rectiligne.
7. Filament (1,6) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est frisé, comportant notamment une frisure hélicoïdale sur sa longueur.
8. Filament (1,6) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est formé d'au moins un polymère et en ce que le canal longitudinal (16) est rempli d'un gel.
9. Filament (1,6) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est formé d'au moins un premier polymère et en ce que le canal (16) est rempli d'un second polymère ayant des propriétés différentes dudit premier polymère.
10. Filament (1,6) selon l'une des revendications 1 à 9, comportant au moins un canal longitudinal fermé interne (16), caractérisé en ce que ledit canal (16) occupe de l'ordre de 5% à 20% de la section transversale totale (VA, VB, VC) du filament (1,6).
11. Filament (1,6) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en qu'il est chargé de particules, notamment nanoparticules de carbone ou de verre.
12. Etoffe textile, se présentant sous forme tissée, tricotée ou non-tissée, comprenant des filaments (1,6) selon l'une des revendications 1 à 11.
13. Etoffe textile selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend des filaments (1,6) de sections différentes.
14. Article textile, notamment pour la pratique du sport, confectionné à partir d'une étoffe selon l'une des revendications 12 ou 13, dans lequel les filaments (1,6) selon l'une des revendications 1 à 11 sont disposés sur l'intérieur de l'article, étant destinés à être en contact avec la peau.
15. Procédé de fabrication du filament (1,6) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) extruder au moins un polymère à travers le trou d'une filière (17) de forme déterminée pour créer un canal longitudinal (7,8,9,10,16), plein ou vide, formant dans une section transversale (VA, VB, VC) dudit filament (1,6) un orifice débouchant extérieurement en surface ou un orifice fermé interne (16a), laquelle filière est mise en rotation par des moyens de commande, b) refroidir brusquement, au moins partiellement, ledit filament (1,6) pour figer la disposition non axiale dudit canal (7,8,9,10,16), c) étirer le filament (1,6) refroidi de façon à ajuster son titrage et ses caractéristiques mécaniques.
16. Procédé de fabrication du filament (1,6) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) extruder au moins un polymère à travers le trou d'une filière, la configuration intérieure dudit trou étant déterminée pour créer dans le polymère un canal longitudinal (7,8,9,10,16), plein ou vide, formant en section transversale (VA, VB, VC) un orifice débouchant extérieurement en surface ou un orifice fermé interne (16a), et pour que la section transversale dudit canal évolue entre l'amont et l'aval de l'orifice selon une rotation autour de l'axe longitudinal du trou, b) refroidir la filière vers l'aval de l'orifice pour figer partiellement la disposition en spirale dudit canal (7,8,9,10,16) dans le filament (1,6) en cours d'extrusion, c) refroidir brusquement, à la sortie de la filière, ledit filament (1,6) pour figer totalement la disposition en spirale dudit canal (7,8,9,10,16), d) étirer le filament (1,6) refroidi de façon à ajuster son titrage et ses caractéristiques mécaniques.
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