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WO1999053124A1 - Fil a base de mica et procede de filature d'un tel fil - Google Patents

Fil a base de mica et procede de filature d'un tel fil Download PDF

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Publication number
WO1999053124A1
WO1999053124A1 PCT/BE1999/000047 BE9900047W WO9953124A1 WO 1999053124 A1 WO1999053124 A1 WO 1999053124A1 BE 9900047 W BE9900047 W BE 9900047W WO 9953124 A1 WO9953124 A1 WO 9953124A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mica
product
reinforcement
fibers
product according
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/BE1999/000047
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Mormont
Noël MORTIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Royale Asturienne des Mines
Original Assignee
Compagnie Royale Asturienne des Mines
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Royale Asturienne des Mines filed Critical Compagnie Royale Asturienne des Mines
Priority to AU31327/99A priority Critical patent/AU3132799A/en
Publication of WO1999053124A1 publication Critical patent/WO1999053124A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/40—Yarns in which fibres are united by adhesives; Impregnated yarns or threads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/16—Yarns or threads made from mineral substances

Definitions

  • the present invention relates to a new type of yarn comprising mica and extends to a spinning process making it possible to obtain such a yarn.
  • the invention extends in a complementary manner to the use of such a product for all the conventional uses for transforming a thread, such as weaving, braiding, etc., with a view to essentially obtaining products with industrial purpose.
  • Spinning being defined as all the operations for transforming textile fibers into yarns, mica is therefore not, in principle, suitable for spinning operations.
  • glass fibers with a diameter of less than 3 ⁇ m and which are fibrillized are considered to be suspected of being potentially dangerous for health.
  • Mica particles have of course already been incorporated in very small proportions in filamentary products such as knitting wool.
  • the goal in this case was to create optical, aesthetic and decorative effects.
  • the document GB-386637 describes a method for producing yarn comprising artificial fibers of short length in which a finely divided and insoluble material is incorporated.
  • the techniques used to make this yarn are conventional spinning techniques.
  • mica is mentioned.
  • AIMS OF THE INVENTION The invention aims to provide a new product, which makes it possible to avoid the described disadvantages of products known from the state of the art. 3
  • the present invention aims to propose a new type of wire which will make it possible to produce a range of semi-finished products having exceptional properties of resistance to flame, temperature, electric voltage, electric arc, chemical agents, etc.
  • the invention relates to a product essentially consisting of mica, and more specifically based on mica paper, in the form of a wire.
  • the product By “essentially” is meant a product whose majority composition is mica.
  • the product will comprise at least 40%, more particularly at least 50%, and even more particularly at least 60%, by weight of mica relative to the total weight of the wire.
  • Mica is an aluminosilicate of the phlogopite, muscovite, vermiculite or synthetic type. It can optionally be composed of a mixture of these different compounds.
  • mica paper The non-fibrous nature of mica s Opposing the direct production of a spinning, there is also proposed according to the present invention a production process in which the mica is advantageously used in the form of a "mica paper".
  • the concept of "mica paper” is well known, and means that mica, which is a natural or synthetic product, is first used in the form of flakes and then transformed by papermaking techniques to form sheets. It is therefore not chemically a paper based on cellulose. 4
  • the mica can be reinforced to form a composite product.
  • the reinforcement can be in any suitable physical form, such as:
  • - fibers glass or aramid, for example - non-woven: felt or mat
  • reinforcement is meant one or more minority additions of the order of maximum 40%.
  • various conventional techniques can be used such as laminating the mica paper on the support but also incorporating the reinforcement into the mass of the mica paper.
  • the product obtained can be cut in the form of continuous ribbons.
  • the amount of reinforcement used can be very variable.
  • the joining of the mica paper and the reinforcement either in the case of a direct incorporation of this reinforcement in the mica mass, or during the lamination, can be increased by the presence of an adhesive or a resin, in particular of the silicone type.
  • This single thread can then be transformed by all the conventional techniques of the textile industry. It can for example be twisted with another thread of another nature or be used directly, either to form braids (braids with strands, flat braids, etc.), or to form a fabric or a mesh product, according to classic textile techniques.
  • the textile products obtained from this yarn are suitable for a large number of industrial uses, making it possible to take advantage of the intrinsic qualities of mica and in particular its electrical and thermal insulating properties as well as its fire resistance.
  • the textile products according to the present invention will resist temperatures above 700 ° C.
  • the technique of the invention therefore provides a new product intrinsically having great application possibilities, in particular industrial application. It is particularly surprising that a product which in principle does not lend itself to processing by simple spinning can, under the conditions of the invention, be obtained in the form of a regular wire of constant strength and good mechanical strength. Such a thread is suitable for usual operations such as sizing and also dyeing with dyes or pigments. The invention therefore extends to all applications of the yarn obtained involving its transformation according to the textile techniques known to one skilled in the art.
  • mice being a non-fibrous and non-harmful mineral product, is a potentially less product 6
  • FIG. 1 represents a schematic view of a ribbon intended for the formation of a mica-based wire according to the invention.
  • FIG. 2 represents the flame behavior of a product according to the present invention produced from a fabric of mica yarns in comparison with a product of the prior art constituted by a fabric produced from fibers of glass.
  • Figure 1 shows a ribbon 10 consisting of two layers.
  • the first layer is 1 mica paper
  • composition of an exemplary embodiment is as follows: mica: 61.6% fibers glass: 26.1% organic binder (silicone): 12.3%
  • This ribbon is treated in the conventional way by spinning until a yarn of 570 tex is obtained.
  • the thermal behavior shows a decomposition of the organic binder for temperatures from 300 to 400 ° C with a slight stiffening of the product from 400 ° C.
  • the chemical properties of the wire are 7
  • Table 1 shows the titration values for a wire according to the present invention of 0.6; 0.8 and 1.2 mm in average diameter.
  • FIG. 2 describes the particularly advantageous behavior of flame resistance of a product according to the present invention.
  • two samples have been shown consisting on the one hand of a fabric produced from mica yarns (product A) and on the other hand of a fabric produced from glass fiber yarns (product B) when 'they are placed above the flame of a torch at 1000 ° C and where the temperature is measured using a thermocouple located 5 mm from the opposite side of the flame.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

La présente invention se rapporte à un produit se présentant sous forme d'un fil et constitué essentiellement de mica (1). Pour produire ce fil, on forme un produit composite formé d'un mica et d'un support (2) sous forme d'un ruban (10) qui est ensuite traité selon les techniques habituelles en filature.

Description

FIL A BASE DE MICA ET PROCEDE DE FILATURE D'UN TEL FIL
Objet de l' invention
La présente invention porte sur un nouveau type de fil comprenant du mica et s'étend à un procédé de filature permettant d'obtenir un tel fil.
L'invention s'étend de manière complémentaire à l'utilisation d'un tel produit pour tous les usages classiques de transformation d'un fil, tels que le tissage, le tressage, etc., en vue d'obtenir essentiellement des produits à finalité industrielle.
Arrière-plan technologique à la base de l' invention
On sait que le mica relève de la classe des produits non fibreux.
La filature étant définie comme l'ensemble des opérations de transformation des fibres textiles en fils, le mica ne se prête donc pas, en principe, aux opérations de filature.
Un grand nombre de produits techniques proposés actuellement sur le marché, en particulier pour des usages industriels, qui se caractérisent par de bonnes propriétés physico-chimiques telles que la résistance au feu ou aux hautes températures, les propriétés isolantes, 2
etc., donnent lieu à des critiques pour des raisons de salubrité de par leur composition fibreuse.
Même des produits qui étaient jugés jusqu'à présent inertes et sans danger, par exemple les fibres de verre, les fibres céramiques et également les fibres organiques du type aramide, sont de plus en plus critiqués.
Actuellement, les fibres de verre dont le diamètre est inférieur à 3 μm et qui sont fibrillisées sont considérées comme suspectes d'être potentiellement dangereuses pour la santé.
Il existe de nombreuses applications industrielles dans lesquelles cependant ces types de produits sont jugés indispensables, et il n'existe a priori actuellement pas de substituts valables pour ces produits sur le marché.
Des particules de mica ont déjà bien sûr été incorporées en très faible proportion dans des produits filamentaires tels que la laine à tricoter. Le but était dans ce cas de créer des effets optiques, esthétiques et décoratifs.
En particulier, le document GB-386637 décrit un procédé de réalisation de fil comprenant des fibres artificielles de courte longueur dans lequel un matériau finement divisé et insoluble est incorporé. Les techniques utilisées pour réaliser ce fil sont des techniques classiques de filature. Parmi les différents types de matériaux insolubles, on mentionne le mica.
Buts de l'invention L'invention vise à fournir un produit nouveau, qui permette d'éviter les inconvénients décrits des produits connus de l'état de la technique. 3
En particulier, la présente invention vise à proposer un nouveau type de fil qui permettra de réaliser une gamme de semi-produits présentant des propriétés exceptionnelles de tenue à la flamme, à la température, à la tension électrique, à l'arc électrique, aux agents chimiques, etc.
Eléments caractéristiques de l'invention
L'invention porte sur un produit essentiellement constitué de mica, et plus spécifiquement à base de papier de mica, se présentant sous la forme d'un fil.
Par "essentiellement", on entend un produit dont la composition majoritaire est le mica. De préférence, le produit comportera au moins 40%, plus particulièrement au moins 50%, et encore plus particulièrement au moins 60%, en poids de mica par rapport au poids total du fil.
Le mica est un aluminosilicate de type phlogopite, muscovite, vermiculite ou encore synthétique. II peut être éventuellement composé d'un mélange de ces différents composés.
Le caractère non fibreux du mica s Opposant à la réalisation directe d'un filage, on propose également selon la présente invention un procédé de réalisation dans lequel le mica est mis en oeuvre avantageusement sous la forme d'un "papier mica". La notion de "papier mica" est bien connue, et signifie que le mica, qui est un produit naturel ou synthétique est d'abord mis en oeuvre sous forme de paillettes et ensuite transformé par les techniques papetières pour former des feuilles. Il ne s'agit donc pas chimiquement d'un papier à base de cellulose. 4
Pour permettre la filature, on peut renforcer le mica pour former un produit composite. Le renfort peut se présenter sous toute forme physique appropriée, comme :
- fibres : de verre ou aramide, par exemple - non tissés : feutres ou mats
- fils
- films, de polyester ou de polyéthylène, par exemple
- tissus, de verre ou de céramique
- résines résistant aux hautes températures, par exemple de type aramide ou silicone.
Il peut être également une combinaison de plusieurs matières telles que mentionnées ci-dessus.
Par "renfort", on entend un ou plusieurs ajouts minoritaires de l'ordre de maximum 40%. En vue de former un produit composite constitué par le papier de mica et son support, on peut avoir recours aux diverses techniques classiques telles que la stratification du papier mica sur le support mais également l'incorporation du renfort dans la masse du papier de mica.
Le produit obtenu peut être découpé sous forme de rubans continus.
La quantité de renfort mise en oeuvre peut être fort variable. La solidarisation du papier de mica et du renfort, soit dans le cas d'une incorporation directe de ce renfort dans la masse de mica, soit lors de la stratification, peut être accrue par la présence d'un adhésif ou d'une résine, notamment du type silicone. Vient ensuite l'opération de filage à proprement parler, qui consiste à tordre ce ruban à la valeur de titre voulue afin d'obtenir un fil simple. 5
Ce fil simple peut ensuite être transformé par toutes les techniques classiques de l'industrie textile. Il peut par exemple être retordu avec un autre fil d'une autre nature ou être mis en oeuvre directement, soit pour former des tresses (tresses à torons, tresses plates, etc.), soit pour former un tissu ou un produit à mailles, selon les techniques textiles classiques.
Les produits textiles obtenus à partir de ce fil conviennent pour un grand nombre d'usages industriels, permettant de mettre à profit les qualités intrinsèques du mica et en particulier ses propriétés isolantes électriques et thermiques ainsi que sa résistance au feu.
De manière particulièrement avantageuse, les produits textiles selon la présente invention résisteront à des températures supérieures à 700 °C.
La technique de l'invention fournit donc un produit nouveau présentant intrinsèquement de grandes possibilités d'application, en particulier d'application industrielle . II est particulièrement surprenant qu'un produit ne se prêtant en principe pas à la transformation par simple filature puisse, dans les conditions de l'invention, être obtenu sous forme d'un fil régulier de titre constant et de bonne résistance mécanique. Un tel fil se prête aux opérations habituelles telles que l'ensimage et également la teinture à l'aide de colorants ou de pigments. L'invention s'étend donc à toutes les applications du fil obtenu impliquant sa transformation selon les techniques textiles connues de 1 ' homme de 1 ' art .
Le mica, étant un produit minéral non fibreux et non nocif, constitue un produit potentiellement moins 6
dangereux pour la salubrité que ceux utilisés généralement selon l'état de la technique, en particulier l'asbeste.
Brève description des dessins La figure 1 représente une vue schématique d'un ruban destiné à la formation d'un fil à base de mica selon l'invention.
La figure 2 représente le comportement à la flamme d'un produit selon la présente invention réalisé à partir d'un tissu de fils de mica en comparaison à un produit de l'état de la technique constitué par un tissu réalisé à partir de fibres de verre.
Description d'une forme d'exécution de l'invention donnée à titre d'exemple
La figure 1 représente un ruban 10 constitué de deux couches . La première couche est un papier mica 1 de
60 à 160 g/m2, éventuellement adhésivé par une résine silicone (15 à 20% en poids) sur un tissu de verre 2. La composition précise d'un exemple d'exécution est la suivante : mica : 61,6% fibres de verre : 26,1% liant organique (silicone) : 12,3%
Ce ruban est traité de manière classique en filature jusqu'à obtenir un fil d'un titre de 570 tex.
Le comportement thermique montre une décomposition du liant organique pour des températures de 300 à 400 °C avec une légère rigidification du produit à partir de 400 °C . Les propriétés chimiques du fil sont 7
également excellentes. En particulier la résistance aux acides, aux bases et aux solvants est suffisante pour la plupart des applications industrielles souhaitées. De même, les propriétés physiques telles que la résistance aux UV ainsi que la rigidité diélectrique sont excellentes de par la présence du mica.
Le tableau 1 reprend les valeurs de titrage pour un fil selon la présente invention de 0,6; 0,8 et 1,2 mm de diamètre moyen. La figure 2 décrit le comportement particulièrement avantageux de résistance à la flamme d'un produit selon la présente invention. En particulier, on a représenté deux échantillons constitués d'une part d'un tissu réalisé à partir de fils mica (produit A) et d'autre part d'un tissu réalisé à partir de fils de fibres de verre (produit B) lorsqu'ils sont placés au-dessus de la flamme d'un chalumeau à 1000 °C et où la température est relevée à l'aide d'un thermocouple situé à 5 mm du côté opposé de la flamme .
8
Tableau 1 Titrage du fil en fonction de son type et de sa largeur
3 mm 5 mm 7 mm 10 mm
Type 63 300 500 700 980
Nominal 63 g/m2
Réel (98 g/m2)
Type 80 390 650 910 1300
Nominal 80 g/m2
Réel (130 g/m2)
Type 120 520 865 1210 1730
Nominal 120 g/m2
Réel (173 g/m2)
Figure imgf000010_0001

Claims

9REVENDICATIONS
1. Produit se présentant sous la forme d'un fil étant constitué essentiellement de mica.
2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins 40%, et de préférence au moins 50%, en poids de mica.
3. Produit selon la revendication 1 ou 2 , caractérisé en ce que le mica est mis en oeuvre sous forme d'un "papier de mica".
4. Produit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mica est de qualité phlogopite, muscovite ou synthétique ou d'un mélange de ces composés éventuellement associé à d'autres fibres.
5. Produit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un renfort peut être incorporé dans le fil, le renfort se présentant sous forme de fibres, d'un non tissé, de film, de tissu ou même d'une résine.
6. Procédé pour la production d'un produit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on forme un produit composite (10) formé d'un composé mica (1) et d'un renfort sous forme d'un ruban (2) qui est ensuite traité selon les techniques habituelles en filature.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le renfort est constitué par un tissu de verre solidarisé à un papier de mica pour former le produit composite. 10
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le renfort est incorporé dans un papier de mica pour former le produit composite.
9. Utilisation du produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ou du produit obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, soit seul, soit en combinaison avec des fils d'une autre nature pour former des tresses ou des produits textiles .
PCT/BE1999/000047 1998-04-08 1999-04-07 Fil a base de mica et procede de filature d'un tel fil Ceased WO1999053124A1 (fr)

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