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De la fibre a l’étoffe : La filature

Vous êtes ici : » » De la fibre a l’étoffe : La filature ; écrit le: 4 mai 2012 par chiraz modifié le 14 novembre 2014

De la fibre a l'étoffe : La filature

L’industrie textile assure la transformation de la fibre en étoffe, filature et assemblage des fils ainsi que tous les traitements d’ennoblissement, blanchiment, teinture, impression et apprêts.



La filature

La filature recouvre l’ensemble des opérations industrielles transformant la fibre (monobrin) en fil (multibrin), de diamètre constant et de longueur continue. C’est une technique très ancienne pratiquée depuis l’Antiquité. D’abord exécutée à la main à l’aide d’un fuseau, puis d’un rouet à partir du xvie siècle, la filature s’est développée depuis l’invention des machines à filer dès la fin du xvme siècle. Il existe une très grande variété de fils selon les matières premières employées, la grosseur des fibres, leur torsion, leur cou­leur ou leur texture, ou encore la forme des filières utilisées dans le cas des fibres chimiques. Un fil peut être l’assemblage défibrés courtes , comme c’est le cas de nombreuses fibres naturelles (coton, lin, laine…), mais aussi de fibres chimiques recoupées. Il peut aussi résulter de l’assemblage de fibres longues, fibres chimiques et soie. Aussi convient-il de distinguer la filature des fibres courtes et discontinues, nommée filé de fibres, de celle des fibres longues et continues, nommée filage. La soie, fibre longue naturelle, résulte d’un filage biologique.

Le filé de fibres

Le filé de fibres comporte plusieurs étapes qui sont appliquées quelle que soit la matière première utilisée.

L’épuration des matières premières. Toutes les matières premières naturelles contiennent des impuretés : débris de végétaux ou de parasites, graisses et suint, poussières diverses. L’épuration élimine tous les corps étrangers par différents procédés (battage, trempage, dégraissage).

Le démêlage des touffes de fibres par cardage. Le principe est toujours le même : les fibres en vrac passent au travers de rouleaux à pointes qui per­mettent de les aligner. Il se forme une nappe fine, ou voile, où les fibres sont encore peu cohésives. Puis, le passage dans un entonnoir permet de rapprocher les fibres et d’augmenter leur cohésion. Cela devient un ruban dans lequel les fibres sont orientées parallèlement à l’axe et maintenues par leur seule adhérence.

La régularisation et l’affinage du ruban. Plusieurs rubans de carde sont réunis par doublage et des étirages successifs permettent aux fibres de glisser les unes contre les autres et de constituer un ruban régulier. La tor­sion donne aux fibres une cohésion plus forte; on obtient ainsi une mèche, ruban étiré et tordu.

La filature proprement dite C’est la transformation de la mèche en fil. Différents procédés sont utilisés pour étirer et tordre la mèche au moyen de cylindres étireurs et de broches. Ils donnent au fil la cohésion néces­saire et suffisante, lui conférant sa résistance et les propriétés indispensables à son usage ultérieur.

Le filage des fibres chimiques

Le filage ne concerne ici que les fibres chimiques. L’élaboration d’une fibre textile chimique comporte un certain nombre d’étapes.

La préparation du polymère, Elle s’effectue soit par extraction d’une matière première naturelle (cellulose ou protéine pour les fibres artificiel­les), soit par synthèse à partir de monomères (polyesters, polyamides…). Chaque polymère possède des qualités intrinsèques qu’il est indispensa­ble de connaître pour en optimiser les performances: nature des motifs élémentaires, degré de polymérisation, nature des groupements termi­naux acides ou basiques qui interviennent directement dans les opérations de teinture et d’impression, degré de cristallinité qui renseigne sur la solidité et la souplesse du produit, température de fusion et de transition vitreuse dont la connais­sance est essentielle pour l’élaboration de la fibre et l’entretien du textile.

L’obtention d’une matière fiable. Obtenir une matière filable est possible soit par la transformation chimique de la matière première (c’est le cas des fibres artificielles), soit par la polymérisation de motifs élémentaires linéaires et réactifs (c’est le cas des fibres synthétiques). La masse visqueuse obtenue est très concentrée en chaînes de polymères, qui adop­tent une configuration en pelote statistique (configuration aléatoire des molécules due à la multitude de leurs formes possibles). Elle est ensuite injectée au travers des orifices d’une filière : c’est le filage par extrusion.

Le filage proprement dit. La matière filable est filtrée et extrudée à travers la filière sous l’effet d’une pression variable. Les molécules de polymère s’orientent plus ou moins parallèlement à cause de leur rigidité. À partir de chaque orifice se forme un filament ou fibre. La filière comporte un grand nombre d’orifices dont le diamètre (compris entre 5 et 50 pm) et la forme géométrique sont variables. La forme de la filière détermine en effet les caractéristiques physiques et mécaniques du filament extrudé: diffusion de la lumière (aspect mat ou brillant, chatoiement ou luminosité), état de surface (adsorption et adhérence), toucher, souplesse, finesse. Par exemple, les microfibres apparues dans les années 1980 sont ultrafines avec un diamètre inférieur à 9 pm et un titre inférieur ou égal à 1 décitex.

La finesse de ces fibres leur donne des propriétés de douceur, de fluidité, de légèreté, de capillarité et d’isolation thermique.

La solidification des filaments s’effectue à la sortie de la filière selon différents procédés: filage à sec (évaporation du solvant par l’air chaud), filage humide (extraction du solvant par un autre liquide), filage au fondu (refroidissement par l’air froid).

L’orientation moléculaire du polymère à l’intérieur de chaque filament est déterminée par l’étirage au sortir de la filière : il renforce le parallélisme des chaînes et favorise les forces de liaison chimique (de type hydrogène ou de Van der Waals, le plus souvent) avant que ne coagule le polymère. Selon la nature de l’étirage, les chaînes sont plus ou moins parallèles, la cristalli­nité qui en résulte est plus ou moins importante et les fibres ont des qualités de résistance et d’élasticité différentes. Ainsi, l’étirage confère aux fibres leurs propriétés mécaniques et leur finesse.

Les fils obtenus par ces procédés sont, pour la majorité, composés de nombreux filaments assemblés au moment de l’étirage en un fil multibrin lisse et régulier. Dans certains cas, les fils peuvent être formés par un seul filament (fil monobrin). Celui-ci peut avoir un diamètre élevé (crin) : il est alors utilisé pour certains tissus, pour la pêche, la brosserie ou le cannage des chaises (faux rotin). Quand son diamètre est très fin, il est utilisé pour la bonneterie, par exemple (fil de 10 deniers des bas très fins). Les fibres chimiques sont aussi utilisées comme des fibres courtes: elles sont alors sectionnées en éléments de la longueur des fibres courtes naturelles, ce qui permet de les mélanger avec des fibres de coton, de lin ou de laine (filés de fibres mélangées).

 Les fils transformés

Après la filature, les fils peuvent être employés tels quels (fils simples) ou être transformés afin d’obtenir des caractéristiques précises. C’est presque toujours le cas pour les fibres chimiques. Ces transformations sont obtenues par moulinage, guipage ou texturation.

Le moulinage, ou torsion, est effectué sur les fils textiles formés par des fibres de toutes origi­nes, naturelles ou chimiques. Ce procédé permet de lier par torsion des fils simples et d’obtenir un fil de meilleure qualité. On obtient ainsi un fil 124.mouliné OU fil retors.

Plus la torsion est élevée, plus le fil est résis­tant. La torsion est réalisée dans des machines appelées moulins. Elle est variable par son intensité et par son sens: torsion S de gauche à droite ¡torsion Z de droite à gauche. L’association par torsions successives 5 et Z de plusieurs fils retors produit des fils très soli­des ou fils câblés.

Le guipage consiste à enrouler autour d’un fil, appelé «âme», un ou plusieurs fils appelés «fils de couverture». Ce procédé permet d’obtenir des fils de fantaisie de plusieurs textures ou plusieurs couleurs : fils chinés ou flambés, fils bouclette.

La texturation augmente le volume et l’élasticité du fil. Elle s’obtient par des procédés thermiques qui modifient ses propriétés physiques. C’est le cas des fils frisés, des fils mousse, des fils soufflés ou des fils rétractables utilisés pour les tissus cloqués.

Le titrage d’un fil

Les fils sont commercialisés sous forme de bobines ou de pelotes. Sur l’éti­quette sont précisées les caractéristiques du fil : sa nature, les proportions de fibres constitutives et son titrage. Le titrage d’un fil permet de connaître sa finesse. Le diamètre étant trop fin pour être mesuré, il est estimé selon un rapport entre le poids et la longueur. Le titrage peut s’exprimer de manières différentes selon les textiles.

Le numéro est le nombre de kilomètres de fil contenus dans un kilo­gramme de matière textile. Plus un fil est fin, plus le numéro est élevé. Ce mode de titrage est utilisé pour les fils de coton, de lin ou de laine.

Le denier est le poids en grammes de 9000 m de fil. Dans ce cas, le nombre de deniers est proportionnel à la grosseur du fil. Ce mode de titrage est utilisé pour la soie et les fibres chimiques.

Le tex est une unité internationale basée sur le système décimal : 1 tex est le poids en grammes de 1 000 m de fil. Le tex a des multiples et des sous-multiples : le kilotex (poids en kilogrammes de i 000 m de fil) utilisé pour lés câbles et le millitex (poids en milligrammes de 1000 m de fil) uti­lisé pour les fils très fins.

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