Métier à tisser et procédé de tissage d'un tissu multicouche

Demandeur : QMATEX
Inventeurs : Henk LAMBRECHT, Martijn DECLERCQ
N° d'application de brevet : EP4108819 A1

Les tissus sont constitués d'un croisement entre des fils de chaîne et des fils de trame. Dans les machines à tisser ou les métiers à tisser, les fils de chaîne proviennent de bobines individuelles ou d'une ensouple de tissage et sont déplacés de haut en bas pour former une ou plusieurs foules par un mécanisme de formation de foule. Un fil de trame est inséré entre les fils de chaîne entre chaque mouvement de haut en bas des fils de chaîne et un peigne est actionné pour pousser le fil de trame inséré contre la ligne de tissage ou le point de battage, avant un nouveau mouvement de haut en bas des fils de chaîne pour former une autre foule.

Il existe plusieurs façons d'insérer un fil de trame entre les fils de chaîne, par exemple à l'aide d'une pince, d'une rapière, d'un projectile, d'un moyen d'insertion par air ou par eau, selon le type de machine à tisser. Le fil de trame 10 d'un côté du tissu est pris par une pince et amené de l'autre côté du tissu. Un peigne pousse les fils jusqu'à la ligne du tissu, les fils de trame étant entrelacés avec les fils de chaîne 11 de façon à ce que la trame soit compacte. Ensuite, le fil de trame est coupé, et un nouveau fil de trame est inséré. Ce principe est valable pour les machines à tisser à pinces, à lances, à projectiles, à air ou à eau. Le fil de trame est interrompu (coupé) à chaque fois. Un exemple d'une telle machine à tisser à pinces est décrit dans le document EP0109607A1. Un projectile se déplace dans la foule et insère un fil de trame. Le projectile est ensuite ramené sans fil de trame sur une autre trajectoire ne traversant pas une foule. Cela implique qu'il est impossible de réaliser des tissus multicouches à bords fermés sans couture.

Lors du tissage, certains des fils de chaîne d'une foule sont en position haute et d'autres en position basse lorsque la navette les traverse. À l'insertion de trame suivante, les fils de chaîne en position haute sont déplacés en position basse et ceux en position basse sont déplacés en position haute. Lorsqu'un Jacquard est utilisé, des opérations plus complexes des fils de chaîne et de trame sont possibles. Dans la description ci-dessous, les travaux de tissage font référence à des tissages simples.
Une modification de la technique de base décrite ci-dessus permet de tisser des tissus tubulaires ou multicouches (par exemple semi-tubulaires) sans couture. Pour tisser un tel tissu tubulaire, le tube est construit à partir de deux couches superposées de tissu, une couche supérieure et une couche inférieure. Pour réaliser le tube avec une couche de fil de trame, dans un premier mouvement, la navette traverse la foule des fils de chaîne de la couche supérieure, la foule étant formée par la moitié du fil de chaîne supérieur en position haute, les autres fils de chaîne supérieurs en position basse, ainsi que tous les fils de chaîne inférieurs de la couche inférieure. Après ce premier prélèvement, tous les fils de chaîne de la couche supérieure sont déplacés vers le haut, ainsi que la moitié des fils de chaîne inférieurs de la couche inférieure, c'est-à-dire que la moitié de tous les fils de chaîne inférieurs se déplacent vers le haut pour former une autre foule, et la navette passe, dans l'autre direction, à travers cette foule de fils de chaîne de la couche inférieure. Le fil de trame de la navette a alors accompli une rotation du fil de trame. 

Ce principe présente principalement deux inconvénients. Tout d'abord, il est nécessaire de déplacer la navette successivement dans les deux sens pour tisser un tour complet. Deux pics de tissage sont nécessaires pour effectuer un cycle ou un tour complet. Deuxièmement, de nombreux fils sont déplacés de haut en bas à chaque passage de la navette, ce qui peut créer une friction et une détérioration des fils. L'effet néfaste de la friction ne permet pas de tisser avec des fils délicats et/ou une densité élevée de fils de chaîne, comme cela peut être exigé pour une application médicale. Par exemple, les tissus tubulaires peuvent être utilisés pour fabriquer des stents à insérer dans la lumière d'un vaisseau anatomique. Des tissus tricotés ont été utilisés mais un revêtement supplémentaire est nécessaire sur le tissu pour compenser la faible densité de fibres afin d'atteindre la performance attendue d'imperméabilité au sang. Par rapport au tricotage, le tissage permet de produire des tissus beaucoup plus denses. Cependant, pour de telles applications, les fils doivent être constitués de petits filaments, qui ont tendance à se dégrader facilement et à dépasser du fil lors de frottements répétés, rendant le tissu tubulaire non conforme pour de telles applications médicales. Le demandeur a donc jugé nécessaire de développer un nouveau procédé de tissage de textiles tubulaires pour minimiser la friction entre les fils et optimiser l'efficacité du tissage.

L'invention concerne le domaine des tissus multicouches à bord fermé tissés sur un métier à navette, notamment les tissus tubulaires sans couture dans lesquels une trame va de manière ininterrompue de gauche à droite et inversement. Elle divulgue un procédé particulièrement adapté au tissage de tissus tubulaires de haute densité avec des fibres fragiles, par exemple pour fabriquer des tissus tubulaires de haute qualité pour des applications médicales.

L'invention concerne un métier à tisser et un procédé de tissage de tissus multicouches ou tubulaires. Le métier à tisser est agencé de telle sorte qu'une navette destinée à insérer un fil de trame entre des fils de chaîne peut effectuer une translation vers la droite et vers la gauche le long de deux lignes distinctes. La navette décrit ainsi un mouvement circulaire, les fils de chaîne sont répartis sur trois lignes, ce qui minimise le frottement entre les fils pendant les opérations. Le métier à tisser comprend des moyens pour déplacer la navette d'une ligne de travail à l'autre, soit par rotation, soit par translation de la navette. Pour améliorer la production, deux navettes peuvent fonctionner en même temps.

A cette fin, dans un aspect, la présente invention concerne un métier à tisser pour des tissus multicouches, dans lequel une navette portant une bobine de navette avec un fil de trame pour insérer un fil de trame entre des fils de chaîne est agencée pour effectuer une translation vers la droite et vers la gauche le long d'une première trajectoire ou ligne de fonctionnement s'étendant entre les fils de chaîne à travers une première foule et une seconde trajectoire ou ligne de fonctionnement, distincte de la première trajectoire de fonctionnement, s'étendant entre les fils de chaîne à travers une seconde foule. La navette décrit ainsi un mouvement circulaire. Les deux trajectoires ou lignes de travail sont de préférence parallèles.

Un tissu multicouche désigne un ouvrage de tissage dans lequel au moins deux couches sont fabriquées simultanément, éventuellement liées entre elles au cours du tissage. De préférence, le multicouche est un tissu bicouche. En particulier, un tissu multicouche peut être un ouvrage de tissage tubulaire, c'est-à-dire deux couches superposées reliées le long de chaque côté de l'ouvrage de tissage. L'invention ne concerne pas la construction de tissu double où deux tissus distincts, sont tissés dans le métier à tisser en même temps, l'un au-dessus de l'autre, un sur chaque ligne de travail, mais le tissage d'un seul tissu qui peut avoir un arrangement spécifique avec plusieurs couches dans la construction de tissage afin de conférer au tissu une structure tridimensionnelle une fois terminé.

Contrairement aux métiers à tisser classiques où les fils de chaîne sont soit en position haute, soit en position basse, le métier à tisser de l'invention permet de positionner les fils de chaîne d'une foule soit en position haute, soit en position basse, soit en position médiane, l'une des trajectoires ou lignes de travail de la navette traversant une foule, c'est-à-dire entre les fils en position haute et les fils en position médiane, l'autre trajectoire ou ligne de travail de la navette traversant une autre foule, c'est-à-dire entre les fils de chaîne en position médiane. L'une des trajectoires ou lignes de fonctionnement de la navette s'étendant à travers une foule, c'est-à-dire entre les fils en position haute et les fils en position médiane, l'autre trajectoire ou ligne de fonctionnement de la navette s'étendant à travers une autre foule, c'est-à-dire entre les fils de chaîne en position médiane et les fils en position basse.

Typiquement, le tissu multicouche est encore décomposé en une couche supérieure et en une couche inférieure à la suite des étapes de tissage. Le fil de chaîne de la moitié du tissu tubulaire (la couche supérieure) peut être positionné alternativement dans une position haute ou médiane, tandis que le fil de chaîne de l'autre moitié (couche inférieure) peut être positionné alternativement dans une position médiane ou basse. Cette disposition implique beaucoup moins de croisements de fils et limite la détérioration due au frottement provoqué par ces croisements de fils.

Pour augmenter encore l'efficacité du processus de tissage, avantageusement, le métier à tisser comprend deux navettes, agencées pour opérer une translation à droite et une translation à gauche le long des deux lignes parallèles distinctes. Ceci est permis par le fait que chacun des mouvements à droite et à gauche ne se produit pas sur la même ligne, mais que chaque navette suit un chemin circulaire. L'une des lignes parallèles est destinée à la translation vers la droite, tandis que l'autre ligne parallèle est destinée à la translation vers la gauche.