Filature

- Fibres et filaments :

Les fibres textiles sont classées en deux grandes catégories : les fibres naturelles, et les fibres manufacturées.

Les fibres manufacturées peuvent être d'origine artificielle (càd : obtenues à partir de matières premières naturelles) ou d'origine synthétique (càd : obtenues par synthèse chimique). Les deux sortes peuvent être obtenues soit sous la forme de fibres coupées (quelques millimètres à quelques centimètres) ou de filament (de quelques centaines de mètres à plusieurs dizaine de kilomètres).

Les fibres naturelles sont elles-mêmes d'origine animale (laine, soie, cachemire, angora…), végétale (coton, lin, jute…) et minérale (amiante). La longueur des fibres est fortement variable : de quelques millimètres à plusieurs centimètres voire plusieurs centaines de mètres pour la soie. De par cette distribution de longueur, il existe plusieurs procédés de mise en œuvre des fibres pour la réalisation de fils.

a) Fibres naturelles d'origine animale

D'autres fibres animales sont présentes sur le marché :
- Les fibres de soie sont plus longues que toutes les autres fibres naturelles puisque la longueur d'un filament peut varier de 900 à 1200 mètres. La résistance de la soie est très grande mais diminue rapidement lorsque mouillée.
- Les fibres de cachemire qui proviennent d'une chèvre
- Le chameau, le yack, le mohair, l'angora (chèvre ou lapin)… produisent également des fibres utilisables en textile.

b) Fibres naturelles d'origine végétale

Aux côtés du coton, il existe d'autres fibres telles que :
- Le lin : ces fibres sont retirées de la tige du plant de lin. Elles sont très résistantes, plus cassantes que celles du coton et moins flexibles. Ce manque de flexibilité engendre les problèmes de froissabilité.
- Le jute, le chanvre, le sisal, le kapok….

c) Fibres naturelles d'origine minérale

 Les fibres artificielles sont créées à partir des matériaux déjà existants et peuvent être soit d'origine animale ou végétale soit d'origine minérale (inorganiques).

d) Fibres artificielles d'origine animale ou végétale

Dans cette catégorie, on retrouve :
- la viscose ou rayon (cellulose régénérée) qui provient de fibres de bois
- la chitine : produite à partir de la carapace de crustacés
- l'acétate et tri-acétate de cellulose
- le PLA (polymère d'acide polylactique) produit à partir des graines de maïs

e) Fibres artificielles d'origine minérale

Dans cette catégorie, on retrouve :
- fibres de verre : selon la composition en SiO₂, CaO, MgO, Al₂O₃ et B₂O₃, les fibres de verre montrent des propriétés différentes
- fibres de céramique : la teneur en Al₂O₃ , SiO₂ et B₂O₃ détermine également les propriétés des fibres céramiques
- fibres de silice : teneur de 99.9 % de SiO₂
- fibres de Bore sont obtenues par le dépôt de bore sur un fil de tungstène ou de carbone
- fibres de carbure de silicium
- fibres de carbone : obtenues par pyrolyse d'un précurseur à base soit d'acrylique soit de brai de pétrole (résidu du traitement thermique et de la distillation de fractions de pétrole)
- fibres métalliques : en fonction de l'alliage utilisé, les fibres métalliques auront des propriétés différentes.

f) Fibres synthétiques

Sont présentes dans cette catégorie les fibres de :
- Polyamide
- Polyester
- Polypropylène
- Polyéthylène
- Aramide
- Polyuréthanne
- Polychlorure de vinyle
- ….

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- Formation d'un fil filé :

Il existe un nombre certain de procédés de filature pour fibres discontinues. Les plus courantes sont l'open-end, jet d'air et à anneaux.

Avant l'opération de filature à proprement parler, les matières premières fibreuses doivent subir une préparation.
Cette étape inclut :

- l'ouvraison des balles de fibres
- le cardage
- l'étirage
- suivant les techniques utilisées passage sur le banc à broche

1. Ouvraison

Grâce à une opération mécanique de séparation, les fibres peuvent occuper un volume maximal. Pendant cette étape, il est également possible de mélanger différentes balles d'origine identique ou différente afin d'homogénéiser la matière.

2. Cardage

Le but de cette étape est principalement de paralléliser les fibres, d'homogénéiser et d'épurer le matelas fibreux. (La carde est souvent utilisée pour obtenir un bon unisson lorsqu'on utilise des fibres teintes en bourre).

A la sortie de la carde, le matelas fibreux sort sous la forme d'un ruban. Une légère cohésion est donnée par une torsion lors de la mise en pot.

Rem : La carde est également une étape importante dans la fabrication des non-tissés aiguilletés dans laquelle les fibres ne sortent pas sous la forme d'un ruban mais sous la forme d'une nappe.

3. Étirage

4. Banc à broche

Cette opération est indispensable lorsque le procédé de filature choisi est la filature à anneaux. Pour permettre ce procédé, il est nécessaire de travailler avec une matière entrante (mèche) de diamètre assez faible (~3mm). C'est le passage sur le banc à broche qui permet de réduire le diamètre du ruban d'étirage (15-30 mm) en mèche par un nouvel étirage et l'ajout d'une légère torsion.

Filature à anneaux

La filature est la dernière étape du processus de fabrication du fil. Vu la nécessité de réduire le diamètre de la mèche avant de débuter cette opération de manière à permettre à la mèche de passer aisément dans les anneaux,

La torsion est certainement le facteur primordial.
La torsion permet d'obtenir la cohésion à l'origine de la solidité d'un filé de fibres.
La torsion est obtenue à l'aide d'un curseur qui se déplace sur un anneau horizontal à une vitesse plus importante que la vitesse d'alimentation de la mèche après l'étirage.

La rotation de la bobine et un mouvement alternatif vertical de l'anneau permettent d'enrouler le fil ainsi réalisé sur le tube.

Filature à fibres libérées

Filature à fibres libérées

Cette méthode utilise des jets d'air pour enchevêtrer les fibres les unes dans les autres et ainsi créer le fil.

Dans ce procédé, le ruban est également utilisé tel qu'il se présente à la sortie de la carde ou de l'étirage.

L'avantage de cette technique est la fabrication d'un fil plus régulier (points minces et points gros en nombre inférieur par rapport à la filature à anneaux).

Si ce fil est plus uniforme, il est néanmoins moins résistant que son équivalent réalisé en filature à anneaux.