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RÉSUMÉ
Depuis de nombreuses décennies déjà, sont apparues des fibres de spécialités dites "bicomposantes". Comprenant deux, voire trois polymères, elles apportent de nouvelles propriétés, comme la finesse, la surface spécifique, ou encore des fonctionnalités aux matériaux textiles. C'est un marché qui représente 200 000 tonnes dans le monde, avec en tête les producteurs japonais et américains. Le présent article a pour but de définir et classer ces fibres, de présenter leurs procédés de fabrication et de mise en oeuvre, et enfin de lister quelques applications.
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Julien PAYEN : Docteur de l'université de Valenciennes en mécanique des matériaux - Ingénieur de l'École nationale supérieure des arts et industries textiles - Responsable de projets - UP-tex, Tourcoing, France
INTRODUCTION
Les premières fibres bicomposantes ont été développées à la fin des années 1960 par la société Dupont de Nemours sous le nom commercial « Cantrese ». Il s'agissait d'une fibre bicomposante comprenant deux polyamides 6-6 positionnés côte à côte qui, en se rétractant à la chaleur, formaient une fibre élastique. L'objectif était de donner du volume au produit fini.
Depuis, les fabricants de machines ont développé des filières capables d'associer deux, voire trois polymères lors du filage et de jouer sur les formes de section pour apporter les fonctionnalités requises par le produit fini.
Aujourd'hui, ces fibres entrent dans la composition de nouveaux matériaux ou produit d'usage, comme les cuirs synthétiques, les matériaux textiles thermoformables, les textiles conducteurs ou encore les nanofibres…
Nous allons tout d'abord définir ces fibres et présenter les différentes formes aujourd'hui disponibles. Ensuite, nous parlerons de la fabrication et de la mise en œuvre de ces fibres, en décrivant les procédés de fabrication actuels pour enfin aborder des applications, avec les producteurs actuels, leurs volumes et les fonctionnalités apportées aux fibres pour répondre aux cahiers des charges des produits.
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3. Applications des fibres bi/tricomposantes
Dans cette partie, nous regroupons une liste non exhaustive d'applications et d'utilisations de fibres spéciales.
3.1 Thermoliage
Les fibres de type core/sheath servent principalement à effectuer des opérations de liage thermique. Celui-ci peut avoir plusieurs fonctions comme :
-
lier des fibres entre elles dans le cadre d'une consolidation thermique pour la fabrication d'un non-tissé ;
-
assembler différentes structures entre elles ;
-
fabriquer des pièces moulées.
Généralement, la partie extérieure de la fibre est constituée d'un polymère d'une température de fusion plus basse que celui situé dans la partie intérieure. On utilise souvent des copolymères ou encore du polyéthylène ou du polypropylène pour la partie extérieure dont les températures de fusion respectives sont autour de 120 et 160 oC (figure 16).
Si on utilise des fibres side by side, la fusion d'un des polymères permet d'apporter du gonflant à la structure finale.
HAUT DE PAGE3.2 Cuirs synthétiques
Les fibres îles en mer trouvent leur première application dans la fabrication de cuirs synthétiques, comme l'Alcantara. Il s'agit souvent de structures tricotées avec des fibres de 37 îles en polyamide 6 et dont la mer est obtenue avec un polyester.
Un traitement à la soude à 80 oC permet de dissoudre le polyester, il en ressort un produit avec un toucher de type « peau de pêche » (figure 17).
HAUT DE PAGE3.3 Conductivité
L'ajout de charges conductrices électriques à l'intérieur de matrices fibreuses afin de rendre les fils conducteurs n'est pas une idée nouvelle. La principale problématique vient du fait qu'au-delà d'un certain pourcentage de charges (généralement 5 %), les fibres sont très difficiles à mettre en œuvre et perdent leurs propriétés mécaniques, car les charges se sont placées dans les interstices des chaînes macromoléculaires.
L'idée...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MORGAN (D.) - Bicomponent fibers : past, present and future. - Hoechst Celanese, Charlotte, NC, Inda Journal of Nonwovens Research, vol. 4, no 4 (1992).
-
(2) - IDEA 92 - Exhibition handouts from Chisso. - Japan and BASF, USA.
-
(3) - Bicomponent fibers. - University of Tennessee, Knowville (2004).
-
(4) - PAYEN (J.), VROMAN (P.), LEWANDOWSKI (M.), PERWUELZ (A.) - Médias fibreux non-tissés : techniques de fabrication, caractérisation et performances. - 1res Journées Filtration des Aérosols, Nancy, 6-7 juin 2007.
-
(5) - HILLS (W.H.) - Method for making plural component fibers. - US5.162.074 (1992).
-
(6) - HILLS (W.H.) - Spin pack and method for producing conjugate fibers. - US4.406.850 (1983).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Université du Tennessee, Bicomponent Fibers http://www.engr.utk.edu/mse/Textiles/Bicomponent%20fibers.htm
HAUT DE PAGE
DORNBIRN MFC (Man-made Fibers Congress ) http://www.dornbirn-mfc.com/en/
TECHTEXTIL https://techtextil.messefrankfurt.com/frankfurt/en.html
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HILLS (W.H.). – Method for making plural component fibers. US5.162.074 (1992).
HILLS (W.H.). – Spin pack and method for producing conjugate fibers. US4.406.850 (1983).
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