[0001] La présente invention concerne un fil composite à usage technique ou industriel,
pouvant être assemblé en tous types de structures textiles, notamment surfaces textiles
appropriées, pour répondre à toutes applications ou spécifications particulières,
par exemple pour la fabrication de stores ou rideaux.
[0002] Dans l'art antérieur, on connaît par le document US-A-4 127 698 la réalisation de
fibres composites ignifuges comprenant un mélange de deux fibres. La première est
désignée fibre matrice et est à base de PVC et PVA partiellement acétalisé, et comporte
en outre un agent ignifugeant inorganique, constitué d'un oxyde d'étain hydraté, et
un oxyde d'antimoine hydraté. La deuxième fibre est à base de polyester, acrylique
ou coton.
[0003] Dans le document EP-A-O 385 025 on décrit la fabrication d'un fil composite comportant
une âme en fibres de verre, et une gaine obtenue par filage de fibres à basse température
de fusion, par exemple en coton.
[0004] Toutefois, ces documents concernent essentiellement des fils obtenus par filage de
mélanges de fibres, et ne conviennent pas aux applications envisagées ci-après.
[0005] Par ailleurs, on connaît déjà, et la Demanderesse fabrique et vend des fils composites
techniques, comprenant :
- une âme comportant un fil continu, par exemple un fil de verre ;
- et une gaine enduite comportant une matrice plastique, constituée par au moins un
matériau polymère chloré, par exemple un polychlorure de vinyle ;
- une charge minérale ignifugeante incorporée et distribuée dans ladite matrice ;
- et un plastifiant.
[0006] Préférentiellement, mais de manière non exclusive, un tel fil est obtenu par enduction
de l'âme avec un plastisol comprenant le matériau polymère chloré, par exemple polychlorure
de vinyle, et le plastifiant, puis par gélification du plastisol autour de l'âme.
[0007] Les tissus techniques obtenus avec de tels fils, et lorsqu'ils sont mis en oeuvre
dans différents environnements, notamment pour l'aménagement tant intérieur qu'extérieur
d'immeubles ou constructions, par exemple à titre de stores, sont soumis à des exigences
de comportement au feu, définies par des réglementations et/ou procédures d'homologation
ou autorisation, nationales ou internationales.
[0008] Ainsi, la réglementation applicable à de tels tissus en République Fédérale d'Allemagne
définit différents classements, caractérisés notamment par la longueur de l'échantillon
détruite par le feu, et par la température des fumées de combustion, et identifiés
par les lettres B1 à B3, la lettre B1 caractérisant le meilleur comportement au feu
accessible par un matériau comprenant des matières organiques.
[0009] Et la réglementation applicable en France définit quant à elle, également différents
classements, d'une part caractérisés notamment par l'émission de fumées et identifiés
par les lettres FO à F5, F3 étant le meilleur comportement accessible par un matériau
contenant un polymère halogéné, et d'autre part caractérisés notamment par la température
d'inflammation résiduelle du tissu, et identifiés par les lettres MO à M4, la lettre
M1 identifiant le meilleur comportement au feu généralement accessible par un matériau
comprenant des matières organiques.
[0010] Aujourd'hui, avec les fils composites définis précédemment, les tissus techniques
obtenus présentent un comportement au feu ayant une certaine limite, illustrée par
le fait que de tels tissus n'ont jamais pu obtenir, sans traitement chimique postérieur
à leur tissage, le classement B1 de la réglementation allemande, conjointement avec
le classement Ml de la réglementation française.
[0011] La principale raison des limites précédemment constatées tient évidemment à la nature
organique de certains constituants du fil composite, notamment le matériau polymère
chloré, le plastifiant, voire certains additifs d'enduction.
[0012] Différentes tentatives ont été faîtes pour améliorer intrinsèquement le comportement
au feu, de ces fils composites, par exemple en utilisant des plastifiants particuliers,
comme des phosphates organiques. Malheureusement, l'utilisation de tels plastifiants
détériore les caractéristiques de mise en oeuvre (souplesse, pouvoir glissant, etc...)
de ces fils, ce qui nuit à leur tissage postérieur, et rend ce dernier plus difficile.
Par ailleurs, l'incorporation de tels plastifiants augmente l'indice de fumée.
[0013] Il n'est pas possible, non plus, d'augmenter de manière significative la proportion
pondérale de la charge ignifugeante, sauf à détériorer comme précédemment les caractéristiques
de mise en oeuvre du fil composite.
[0014] S'agissant des performances de la charge ignifugeante proprement dite, différents
documents ont proposé divers composés ou diverses compositions, susceptibles d'améliorer
le comportement au feu des matrices plastiques dans lesquelles la charge ignifugeante
est incorporée, sans que l'application ou la mise en forme de la matière plastique
ignifugée, par exemple sous forme de fil, soit précisée.
[0015] Ainsi, selon le document JP-A-58185637, pour une matrice à base de polychlorure de
vinyle, on a proposé une charge ignifugeante comprenant un polyéthylène chloré, un
composé choisi parmi notamment les oxydes et/ou hydroxydes d'antimoine, et d'aluminium,
et préférentiellement un autre composé choisi parmi certains sels de zinc, dont le
borate de zinc.
[0016] Et conformément au document FR-A-2 448 554, toujours pour une matrice à base de polychlorure
de vinyle, incorporant par ailleurs un stabilisant, un plastifiant constitué par un
ester phosphorique, et une charge d'hydroxyde d'alumine, on a proposé une charge ignifugeante
comprenant un oxyde d'antimoine, éventuellement associé à un borate de zinc.
[0017] Aucune des charges ignifugeantes précédemment proposées ne convient pour améliorer
le comportement au feu d'un fil composite tel que précédemment considéré.
[0018] La présente invention a pour objet un fil composite, tel que précédemment défini,
présentant globalement et intrinsèquement un comportement au feu amélioré, exprimé
conjointement par une diminution substantielle de la température des fumées de combustion
et par un abaissement substantiel du seuil d'inflammation résiduelle des différents
tissus obtenus avec le fil selon l'invention, de telle sorte qu'en particulier de
tels tissus puissent satisfaire à la fois aux classements actuels B1 de la réglementation
allemande (norme DIN N04102 Teil 1), et M1 et F3 de la réglementation française (norme
NFP 92503), et tout cela sans nuire aux caractéristiques de mise en oeuvre du même
fil, requises pour le tissage.
[0019] Conformément à la présente invention, on a découvert que les objectifs précités pouvaient
être satisfaits en combinant deux caractéristiques essentielles, à savoir :
(a) le choix d'une composition ternaire pour la charge ignifugeante, associant :
- un composé oxygéné d'antimoine, par exemple du trioxyde (Sb2O3) ou pentoxyde d'antimoine ;
- un oxyde métallique hydraté dont le métal est choisi dans le groupe constitué par
l'aluminium, le magnésium, l'étain, le zinc, et le plomb, par exemple hydrate d'alumine
(Al2O3.3H2O) ;
- et un borate de zinc, hydraté ou non, par exemple (2ZnO.3B2O3.7/2 H2O) ;
(b) avec la composition ternaire précitée, le maintien de la composition pondérale
totale en matières inorganiques du fil composite, y compris l'âme, dans une fourchette
comprise entre 4 % et 65 %.
[0020] Préférentiellement, la composition pondérale totale en matières inorganiques de la
gaine est comprise entre 4 % et 15 %.
[0021] Avantageusement, la charge ignifugeante consiste en ladite composition ternaire.
[0022] A titre de matériau polymère chloré, on peut utiliser conformément à l'invention,
toute résine PVC susceptible d'être plastifiée, et notamment pouvant être de ce fait
mise en oeuvre sous forme de plastisol.
[0023] Préférentiellement, les polychlorures de vinyle selon la présente invention ont un
K WERT compris entre 65 et 75.
[0024] Par matériau polymère chloré, on entend, ou un polymère chloré pur ou un copolymère
de chlorure de vinyle copolymérisé avec d'autres monomères, ou encore un polymère
chloré qui est allié avec d'autres polymères.
[0025] Parmi les monomères qui peuvent être copolymérisés avec le chlorure de vinyle, on
citera notamment des oléfines comme par exemple l'éthylène, des esters vinyliques
d'acides carboxyliques saturés, comme l'acétate de vinyle ou le butyrate de vinyle
; des dérivés vinyliques halogénés comme, par exemple, le chlorure de vinylidène,
des esters d'acide acrylique ou méthacrylique comme l'acrylate de butyle.
[0026] A titre de polymère chloré, on citera par exemple le polychlorure de vinyle mais
aussi les PVC surchlorés, les polychlorures de vinylidène et les polyoléfines chlorées.
[0027] De manière préférentielle, mais non exclusive, le matériau polymère chloré selon
la présente invention a une teneur pondérale en halogène comprise entre 50 et 70 %.
[0028] S'agissant du fil continu formant ou compris dans l'âme du fil composite, il peut
être lui-même constitué par un ou plusieurs filaments continus. Sa nature chimique
peut être organique, par exemple en polyester, ou inorganique, par exemple en verre
ou silice, étant entendu que sa température de fusion doit être supérieure à celle
de mise en oeuvre du matériau polymère de la matrice constituant la gaine ou enveloppe
du fil composite.
[0029] D'autres charges peuvent être incorporées et distribuées dans la matrice de la gaine,
en plus de la charge ignifugeante, par exemple une charge pigmentaire et/ou une charge
stabilisante. En pareil cas, la composition pondérale totale du fil composite, en
matières inorganiques, se trouve évidemment modifiée ou affectée, également par le
contenu en matières inorganiques de ces charges supplémentaires.
[0030] Grâce à l'invention, il demeure possible de recourir à des plastifiants traditionnels
pour la matrice plastique, par exemple comprenant au moins un phtalate organique,
et par conséquent de ne pas compromettre les propriétés de mise en oeuvre du fil,
vis-à-vis de son tissage ultérieur.
[0031] L'invention permet aussi de limiter pondéralement la charge ignifugeante, dans des
proportions n'excédant pas 65 % de la matrice plastique, ce qui favorise un bon tissage
du fil selon l'invention. Au-delà de 65 %, on assiste à un poudrage de la gaine, altérant
les propriétés notamment mécaniques du fil composite.
[0032] En restant avec un fil composite obtenu par enduction, la présente invention apporte
donc un comportement au feu du même fil, très proche de celui d'un fil de nature inorganique.
Et les tissus obtenus avec un fil composite selon l'invention n'ont pas besoin d'un
traitement postérieur pour améliorer leur comportement au feu.
[0033] Il résulte aussi des essais de la Demanderesse que les fils composites selon la présente
invention ont une très bonne tenue à la lumière et aux intempéries.
[0034] Préférentiellement :
- la composition pondérale en plastifiant d'un fil composite selon l'invention n'excède
pas 40 %, et est de préférence comprise entre 10 et 20 % ; au-delà de 35 % de plastifiant,
ce dernier exsude de la matrice de l'enveloppe ou gaine ;
- et/ou la composition ternaire de la charge ignifugeante associe à parts pondérales
sensiblement égales, le composé oxygéné d'antimoine, l'oxyde métallique hydraté et
le borate de zinc.
[0035] La présente invention s'appuie sur le protocole expérimental suivant.
On a tout d'abord formulé un plastisol comprenant le matériau polymère et un plastifiant,
selon la composition pondérale suivante :
- 60 à 65 % d'une ou plusieurs résines de polychlorure de vinyle (référence commerciale
ECKAVYL EF701 de la Société ATOCHEM) ;
- 20 à 30 % d'un phtalate d'isononyle (référence commerciale JAYFLEX DINP de la Société
EXXON) ;
- additifs divers, pour le complément, dont stabilisant thermique inorganique (de 1,5
à 2 %).
[0036] A ce plastisol a été incorporée une charge ignifugeante ternaire, associant à parts
pondérales égales :
- du trioxyde d'antimoine, Sb2O3 ;
- de l'hydrate d'alumine, Al2O3.3H2O ;
- du borate de zinc (2ZnO.3b2O3.7/2 H2O), noté ci-après BoZn.
[0037] Puis, on enduit une âme en fil de verre avec le plastisol chargé, pour obtenir un
fil composite selon la présente invention.
[0038] Et ce fil est tissé selon différentes armures, ou spécifications, précisées ci-après.
[0039] Conformément au tableau ci-après où Mi et B1 désignent les niveaux de classement
le plus élevé, respectivement selon la réglementation allemande et selon la réglementation
française, pour un matériau organique, on a tout d'abord découvert que l'association
ternaire des trois composés ci-dessus, était nécessaire à l'obtention conjointe du
classement M1 et du classement B1, et ceci pour les tissus obtenus avec un fil selon
la présente invention, avec les armures suivantes :
- satiné - contexture 18/14
- natté - contexture 14/14
|
M1 |
B1 |
Sb2O3 |
oui |
non |
Al2O3.3H2O |
non |
non |
BoZn |
non |
non |
Sb2O3 + (Al2O3.3H2O) |
non |
oui |
Sb2O3 + BoZn |
oui |
non |
BoZn + (Al2O3.3H2O) |
non |
non |
[0040] Puis différents fils ont été obtenus, avec des compositions pondérales (en %) respectivement
différentes, en fonction du titre désiré, selon le tableau ci-après :
Titre |
165 Tex |
97 Tex |
Ame en verre |
41,0 |
35,0 |
Enveloppe ou gaine |
59,0 |
65,0 |
Polychlorure de vinyle |
33 |
37 |
Charge ignifugeante |
9,0 |
10 |
Plastifiant (1) |
13,5 |
15,0 |
Composition pondérale totale, en matières inorganiques (2) |
52 |
47 |
(1) les pourcentages sont exprimés par rapport au poids total de l'âme en verre et
de l'enveloppe, ramené à 100 % ; |
(2) en tenant compte de la présence éventuelle de charges autres qu'ignifugeantes,
par exemple pigmentaires. |
[0041] Un fil composite selon la présente invention peut être intégré dans, ou assemblé
selon toutes structures textiles requises, bidimensionnelles (nappes, tissus, etc...
) ou tridimensionnelles (tresses par exemple).
[0042] Le fil composite peut tout d'abord être coupé et divisé en fils élémentaires, pouvant
être entremêlés et fixés les uns aux autres, sous forme de structures textiles non
tissées, mats par exemple. La fixation des fils élémentaires entremêlés peut être
obtenue par imprégnation avec une substance adhésive appropriée, ou encore par thermo-fusion
du matériau polymère de la gaine. Le -fil composite peut ensuite être assemblé sur
lui-même, dans toutes structures textiles tricotées appropriées. mais il peut être
assemblé avec d'autres fils, selon la présente invention ou non, pour constituer bidimensionnelles
; dans ce dernier cas, il peut s'agir de grilles dans lesquelles les fils selon la
présente invention sont entrecroisés et fixés avec d'autres fils, selon la présente
invention ou non, et de tissus, dans lesquels les fils composites selon l'invention
sont tissés avec d'autres fils de chaîne et/ou trame, également selon l'invention
ou non.
[0043] Une application toute particulière de la présente invention concerne l'obtention
de tissus techniques, destinés à la réalisation ou fabrication de stores ou rideaux
tant intérieurs qu'extérieurs.
[0044] Pour l'obtention de stores, les fils obtenus selon le protocole expérimental précité
ont été tissés selon les armures suivantes ou spécifications suivantes, à titre d'exemple
:
- satiné - contexture 18/14
- natté - contexture 14/14
[0045] Après essais au feu, tous ces tissus ont montré qu'ils satisfaisaient, et à la règlementation
allemande avec le classement B1, et à la règlementation française avec le classement
M1 et F3.
1. Fil composite comprenant une âme comportant un fil continu, notamment en un matériau
inorganique, par exemple en verre, et une gaine enduite comportant une matrice constituée
par au moins un matériau polymère chloré, par exemple un polychlorure de vinyle ou
PVC, et une charge ignifugeante incorporée et distribuée dans ladite matrice, caractérisé en ce que, en combinaison, d'une part la charge ignifugeante comprend une composition ternaire
associant un composé oxygéné de l'antimoine, par exemple le trioxyde d'antimoine,
un oxyde métallique hydraté dont le métal est choisi dans le groupe constitué par
l'aluminium, le magnésium, l'étain, le zinc, et le plomb, par exemple un hydrate d'alumine,
et un borate de zinc, et d'autre part, avec ladite composition ternaire, la composition
pondérale totale en matières inorganiques du fil, est comprise entre 4 % et 65 %.
2. Fil composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition pondérale
totale en matières inorganiques de la gaine est comprise entre 4 et 15 %.
3. Fil composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge ignifugeante
consiste en ladite composition ternaire.
4. Fil composite selon la revendication 1, comprenant un plastifiant, caractérisé en
ce que ledit plastifiant comprend au moins un phtalate organique.
5. Fil composite selon la revendication 4, caractérisé en ce que la composition pondérale
en plastifiant dudit fil n'excède pas 40 %, et est de préférence comprise entre 10
et 20 %.
6. Fil composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition ternaire
de la charge ignifugeante associe à parts pondérales sensiblement égales, le composé
oxygéné d'antimoine, l'oxyde métallique hydraté et le borate de zinc.
7. Structure textile, caractérisée en ce qu'elle est obtenue à partir d'au moins un fil
composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
8. Structure textile selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle consiste en
une nappe textile, tissée ou non, notamment en un tissu obtenu par tissage en chaîne
et/ou trame dudit fil composite.
9. Store ou rideau, comprenant une toile constituée par un tissu selon la revendication
8.
1. Verbundgarn, mit einem Kern, der ein Filamentgarn, insbesondere aus einem anorganischen
Material, beispielsweise aus Glas, aufweist, und mit einem Hüllmantel, der eine Matrix
aufweist, die zumindest ein chloriertes Polymermaterial, beispielsweise ein polychloriertes
Vinyl oder PVC und einen flammhemmenden Füllstoff, der in die besagte Matix eingebettet
und darin verteilt ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß, in Kombination, einerseits der flammhemmende Füllstoff eine ternäre Zusammensetzung
aufweist, die eine Antimonoxidverbindung, beispielsweise Antimontrioxid, ein hydratisiertes
Metalloxid, dessen Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Magnesium,
Zinn, Zink und Blei, beispielsweise Aluminiumoxidhydrat, und ein Zinkborat enthält,
und daß andererseits, zusammen mit der genannten ternären Zusammensetzung, der Gesamtgewichtsanteil
an anorganischen Stoffen des Garns zwischen 4 % und 65 % liegt.
2. Verbundgarn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgewichtsanteil
an anorganischen Stoffen des Mantels zwischen 4 und 15 % liegt.
3. Verbundgarn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flammhemmende Füllstoff
aus der genannten ternären Zusammensetzung besteht.
4. Verbundgarn nach Anspruch 1, mit einem Weichmacher, dadurch gekennzeichnet, daß der
Weichmacher wenigstens ein organisches Phthalat aufweist.
5. Verbundgarn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgewichtsanteil
an Weichmacher des besagten Garns 40 % nicht überschreitet und vorzugsweise zwischen
10 und 20 % liegt.
6. Verbundgarn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ternäre Zusammensetzung
des flammhemmenden Füllstoffs zu annähernd gleichen Gewichtsanteilen die Antimonoxidverbindung,
das hydratisierte Metalloxid und das Zinkborat enthält.
7. Textile Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter Verwendung wenigstens eines
Verbundgarns gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 erhalten ist.
8. Textile Struktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Textilbahn
besteht, gewoben oder nichtgewoben, insbesondere aus einem Gewebe, das durch Weben
in Kette und/oder in Schuß des genannten Verbundgarns erhalten wird.
9. Tuchware oder Vorhang, mit einem Leinenstoff, der aus einer textilen Struktur gemäß
Anspruch 8 besteht.
1. Composite yarn comprising a core composed of a continuous yarn, especially made of
an inorganic material, for example glass, and a coated sheath composed of a matrix
consisting of at least one chlorinated polymer material, for example a polyvinyl chloride
or PVC, and a fire-retarding filler incorporated into and distributed within the said
matrix, characterized in that, in combination, on the one hand the fire-retarding filler comprises a ternary composition
which combines an oxygenated antimony compound, for example antimony trioxide, a hydrated
metal oxide, the metal of which is chosen from the group consisting of aluminium,
magnesium, tin, zinc and lead, for example an alumina hydrate, and a zinc borate and,
on the other hand, together with the said ternary composition, the total weight content
of inorganic matter in the yarn is between 4% and 65%.
2. Composite yarn according to Claim 1, characterized in that the total weight content
of inorganic matter in the sheath is between 4 and 15%.
3. Composite yarn according to Claim 1, characterized in that the fire-retarding filler
consists of the said ternary composition.
4. Composite yarn according to Claim 1, comprising a plasticizer, characterized in that
the said plasticizer comprises at least one organic phthalate.
5. Composite yarn according to Claim 4, characterized in that the plasticizer weight
content of the said yarn does not exceed 40% and is preferably between 10 and 20%.
6. Composite yarn according to Claim 1, characterized in that the ternary composition
of the fire-retarding filler combines, in approximately equal parts by weight, the
oxygenated antimony compound, the hydrated metal oxide and zinc borate.
7. Textile structure, characterized in that it is obtained from at least one composite
yarn according to any one of Claims 1 to 6.
8. Textile structure according to Claim 7, characterized in that it consists of a textile
sheet, woven or nonwoven, especially a fabric obtained by warp and/or weft weaving
of the said composite yarn.
9. Blind or curtain comprising a cloth consisting of a woven fabric according to Claim
8.