3 NOTIONS DE BASE 3.1.1 Titrage ou masse linéique des fils Les trois systèmes de numérotation communément utilisés en France sont le numéro métrique, le tex et le denier. Le numéro métrique, ou Nm Le numéro métrique indique la longueur de fil, en kilomètres, contenue dans un kilogramme. Par exemple : Nm 50/1 = 50 km par kg. Il s utilise encore pour tous les fils fabriqués à partir de fibres par filature. Le tex Le tex indique le poids, en grammes, de 1 000 m de fil. Par exemple : 25 tex = 25 g pour 1 000 m de fil. Le décitex est un sous-multiple du tex. Il indique le poids, en grammes, de 10 000 m de fil. Par exemple : 25 tex = 250 décitex = 250 g pour 10 000 m de fil. Le tex est l unité normalisée pour les filés de fibres. Le décitex s utilise surtout pour les fils synthétiques et artificiels fins présentés en filaments continus. Le denier Le denier indique le poids, en grammes, de 9 000 m de fil. Par exemple : 20 deniers = 20 g pour 9 000 m de fil. Il s utilise essentiellement pour les fils synthétiques continus fins. 12
Dunod La photocopie non autorisée est un délit. 3.1.2 Résistance et ténacité La résistance correspond à la force mesurée lors de la rupture du fil sous traction au dynamomètre. Elle s exprime en newtons (N) : 1 N = 0,10197 Kgf ou 1Kgf = 9,81 N La ténacité correspond à la résistance ramenée à 1 tex, elle s exprime donc en newtons ou en centinewtons par tex. Cela permet de comparer la résistance des fils indépendamment de leur grosseur. Ténacité, ou σ (N/tex) = 3.1.3 Allongement à la rupture Il correspond à l allongement du fil mesuré lors de sa rupture sur un dynamomètre. Il s exprime en pourcentage (%). 3.1.4 Rigidité ou module d élasticité Force (N) ------------------------ Titre (tex) La rigidité se caractérise par le module d Young, dont le symbole est E. Le module d Young représente la capacité d un matériau à s opposer à une déformation. En effet, le rapport entre la contrainte de traction appliquée à un matériau et la déformation qui en résulte est constant tant que la déformation reste faible et que la limite d élasticité n est pas atteinte. Sur la courbe force/allongement de la figure 3.1, le domaine d élasticité est compris entre 0 et E%. Dans cette zone, le fil s allonge mais il est susceptible de retrouver sa longueur initiale si la force exercée cesse. Figure 3.1 Courbe force/allongement. B LES FIBRES ET LES FILS 13
Le module d Young se mesure à partir de la pente de la partie initiale de la courbe force/allongement dans son domaine élastique linéaire et s exprime en mégapascals (MPa) ou gigapascals (GPa), le gigapascal (10 9 pascals) correspondant à la pression exercée par une colonne d eau de 100 km de haut. On prend également en compte la densité du fil (ρ), en grammes par cm 3, pour calculer le module d élasticité spécifique (E sp ), en newtons par tex : Module d élasticité spécifique, ou E sp (N/tex) = E (GPa) ---------------------- ρ( g/cm 3 ) 3.1.5 Caractéristiques thermiques On peut indiquer en degrés Celsius : la température de fusion ; la température de ramollissement ; la température de dégradation (où la matière perd ses propriétés). Il existe un grand nombre de matières textiles, que l on peut classer en quatre grandes catégories : les matières naturelles, les matières artificielles, les matières synthétiques et les matières spécifiques. Les matières artificielles, synthétiques et spécifiques sont obtenues par transformation chimique. Dans chaque catégorie, on peut les classer par origine. 3.2.1 Matières naturelles Elles peuvent être de différentes origines : origine végétale : coton, lin, chanvre, kapok, ramie De ces matières, on extrait des fibres qui sont des éléments discontinus de petite longueur (de quelques millimètres à plusieurs centimètres) ; origine animale : laine, mohair, cachemire, alpaga, chameau, soie Sur les poils animaux, on récupère des fibres discontinues à l exception de la soie, qui est un filament continu de plusieurs centaines de mètres ; origine minérale : amiante. 14
Dunod La photocopie non autorisée est un délit. 3.2.2 Matières artificielles Elles sont obtenues chimiquement par dissolution de matière naturelle (cellulose de pâte à bois par exemple) puis par filage au travers d une filière. On obtient des filaments continus ou câbles, que l on peut couper par craquage ou convertissage pour obtenir des fibres. Elles peuvent être de différentes origines : origine cellulosique : viscose, modal, acétate, triacétate ; origine non cellulosique : caoutchouc naturel (sève d hévéa), alginates, chitosane ; origine inorganique : verre, basalte, céramique, fils métalliques, carbone. 3.2.3 Matières synthétiques On obtient chimiquement un polymère synthétique filé par voie fondue ou à l aide d un solvant. Dans cette catégorie, on trouve : les polyamides (le polyamide 6.6, le polyamide 6, le polyamide 12, le polyamide 4.6) ; les polyamides spécifiques (l Antron, les méta-aramides, les polyamides imides, les copolyimides, les para-aramides) ; les polyesters ; les polyesters modifiés ; les polyoléfines (polyéthylène et polypropylène) ; les acryliques ; les chlorofibres ; les polyuréthanes (caoutchouc synthétique). Comme pour les matières artificielles, on obtient des filaments continus que l on peut ensuite couper pour obtenir des fibres. Dans certaines familles (polyamide, polyester, entre autres) des fibres spécifiques ont été développées pour répondre à des usages particuliers. Celles-ci présentent de hautes performances mécaniques ou thermiques. Elles seront traitées dans chaque chapitre. B LES FIBRES ET LES FILS 15
3.2.4 Matières spécifiques Quelques fibres récentes présentent de hautes performances mécaniques et thermiques comme par exemple : le Zylon, de la société Toyobo ; la fibre M5, de la société AkzoNobel ; le Vectran, de la société Kuraray. 3.2.5 Matières fonctionnalisées Cette famille regroupe des fils ou fibres d origine chimique traditionnelle, mais qui sont modifiés chimiquement pour obtenir des propriétés spécifiques. On trouve : les fibres ignifugées ; les antimicrobiens ; les fils ou fibres conducteurs ; les fibres microencapsulées. 3.2.6 Matières hybrides Il s agit de fils ou de fibres obtenus en associant des matières différentes dont une sert de «matrice» sur laquelle on combine des fibres ou des fils d une autre nature. On trouve : les fils comêlés ; les fils thermoplastiques fibres longues. 16