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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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Mise en œuvre des fibres bi/tricomposantesArticle inclus dans l'offre
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1. Définition et classification des fibres bi/tricomposantes
Les fibres bi/tricomposantes sont des fibres ayant été extrudées puis filées sur la même filière avec deux ou trois polymères, avec une forme de section propre à l'usage voulu de la fibre. Les deux polymères diffèrent dans leurs caractéristiques physico-chimiques, comme le poids moléculaire.
On parle souvent de « fibres bicomposantes » même si aujourd'hui de nouvelles machines tricomposantes font leur apparition dans les laboratoires et les industries.
1.1 Fibres côte à côte ou side by side
Les fibres côte à côte ou side by side comprennent deux composants polymères positionnés côte à côte (figure 1). Généralement, les deux composants de ces fibres sont répartis à 50/50 sur toute la longueur de la fibre dans deux ou plusieurs espaces distincts.
Dans la plupart des cas, les polymères montrent une très bonne adhésion entre eux, autrement le procédé résulte en l'obtention de deux fibres de composition différente.
Le procédé d'obtention est décrit par la société Celanese et présenté dans la figure 1 afin d'obtenir deux polymères liés mécaniquement.
Il y a généralement trois approches pour mettre en œuvre des fibres bicomposantes côte à côte qui peuvent être résumées par le schéma sur la figure 2 :
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les deux composants, polymères en solution ou en voie fondue, sous forme de granulés, sont alimentés directement aux orifices de la filière ou alors sont combinés en fibres à deux composants à proximité des orifices ;
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les deux composants sont d'abord extrudés en une structure multicouche et lentement introduits dans les trous de filière. Il sont positionnés de sorte qu'ils se croisent aux interfaces des différentes couches de polymère ;
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les deux composants sont également...
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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
HAUT DE PAGE
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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