BE552936A - - Google Patents

Description

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   La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de filaments crêpés continus, et concerne plus particulièrement un procédé de fabrication de fils volumineux formés de filaments   crêpés, à   partir de filaments de polymères linéaires synthétiques thermoplastiques continus. 



   L'invention procure un procédé donnant un crêpage ou une frisure stable à des filaments polymères linéaires synthétiques thermoplastiques et permettant d'atteindre des vitesses de fabrication beaucoup plus élevées. 



   Suivant l'invention, on obtient des filaments de   polymè-   res linéaires synthétiques thermoplastiques continus potentiellement crêpés en chauffant d'une façon non uniforme des filaments continus en mouvement, pendant qu'ils passent sur une surface étroite portée 

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 à une température supérieure à la température de fusion   des.fila-   ments de telle sorte que ceux-ci soient chauffés d'un côté seule- ment et continuellement sur leur longueur tandis qu'ils sont soumis à une tension propre à leur imprimer un étirage ne dépassant pas
10%.

   La frisure latente dans ces filaments se développe lorsque les filaments sont chauffés et relâchés en les soumettant à un traite- ment thermique tandis qu'ils sont sous une tension permettant un retrait libre ou   déterminé .   De préférence, ce chauffage est à une température supérieure à la température de transition de second or- dre,et inférieur par exemple d'au moins 40 , à la température de fusion des filaments. 



   Dans une forme de l'invention on chauffe les filaments non uniformément en les faisant passer rapidement sur un fil à résis- tance électrique porté à une température supérieure à la températu- re de fusion des filaments. 



   Dans le procédé de l'invention les filaments acquièrent une frisure latente par un effet thermique lorsqu'ils sont soumis au traitement thermique non uniforme dans le sens-transversal ef- fectué à une température supérieure à la température de fusion des filaments, à leur périphérie et d'un côté de l'axe du filament seulement. La frisure à ce stade n'est que peu marquée ou latente et   devient   clairement visible lorsque les filaments sont relâchés et chauffés. 



   Le procédé de l'invention permet   d'atteindre   des vitesses très élevées   qu'on'n'a   pu atteindre jusqu'à présent dans les procédés de crêpage connus. Des vitesses d'au moins 1000 mm par minute peuvent être utilisées, mais les vitesses préférées sont celles que on utilise pour étirer les filaments; des vitesses de   1.00   m par minute ont donné de bons résultats.   Vu   ces grandes vitesses, le procédé de l'invention peut être avantageusement utilisé dans le procédé d'étirage avant le bobinage des filaments. 



   Si l'on désire combiner le traitement de.l'invention avec l'étirage des filaments dàns une opération continue il estnécessaire que les filaments soient étirés avant le traitement sur la sur- 

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 face étroite chauffée. 



   L'invention comprend par conséquent un étirage de fila- ments polymères linéaires synthétiques thermoplastiques au moins de trois fois la longueur initiale entre, par exemple, une paire de rouleaux alimentaires et de rouleaux étireurs, suivi 'un passage des filaments sur une surface étroite portée à une température supé- rieure à la température de fusion des filaments tandis que ces der- nierssont sous une tension déterminant un étirage qui ne dépasse pas   la%,   de préférence un second chauffage des filaments à une tem- pérature supérieure à la température de transition de second'ordre des filaments et inférieure de préférence d'au moins 40  au point de fusion des filaments tandis qu'ils se trouvent sous une tension suffisamment réduite pour permettre un retrait libre ou déterminé. 



   Les filaments polymères linéaires   synthétiques thermoplas-   tiques qui peuvent être traités dans le procédé de   l'invention com-   prennent les polyamides et les téréphtalates polyméthyléniques à haut degré de polymérisation susceptibles de former des fibres ain- si que des copolymères de ces composés contenant de petites quanti- tés de polymère ne formant pas de fibres, comme   l'isophtalate   de polyéthylène. 



   Dans le cas du téréphtalate 'de polyéthylène etdu nylon, la température de la surface étroite chauffée peut être supérieure à 270 C et peut même atteindre 900 C. Le nombre de frisures par pou- ce obtenues dans les filaments après relâchement, augmente rapide- ment de 20 frisures au pouce   (25,4   mm) à   300 C   jusqu'à 45 frisures au pouce à   600 C   tandis qu'il retombe rapidement à 20 frisures au pouce à 900 C. 



   Le chauffage des filaments pour la seconde fois et à 1' état exempt de tension détermine le relâchement et un retrait qui augmente la frisure et donne les meilleurs résultats s'il   est -effec-   tué à une température bien supérieure à la température de transition de second ordre du polymère synthétique thermoplastique, c'est-à-di- re entre 180' et 220 C dans le cas du téréphtalate de polyéthylène. 

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   L'invention concerne également un appareil pour la mise en oeuvre du procédé décrit, comprenant un dispositif alimentaire pour les filaments, par exemple un rouleau alimentaire entraînée une ou plusieurs surfaces étroites telles qu'un fil, une aiguille ou un barreau chauffé électriquement, un dispositif pour chauffer ces surfaces étroites bien au-dessus de la température de fusion des filaments traités et un dispositif pour faire avancer les filaments sous tension de façon à les étirer de 10% ou plus en les faisant passer sur les surfaces chauffées, par exemple à l'aide d'un second rouleau   entraîné   placé de façon appropriée, et un dispositif de bobinage pour recueillir les filaments, ainsi que, de préférence, un dispositif pour relâcher et chauffer les filaments. 



   La surface étroite chauffée est de préférence convexe et présente une section circulaire ou semi-circulaire. Le rayon de   cour*'   bure affecte le nombre de frisures au pouce dans les filamments. Lors-   qu'on   utilise une section transversale circulaire des diamètres de 0,25 à 2,5 mm conviennent particulièrement. Un fil de résistance électrique relié à un rhéostat et à un transformateur peut être utilisé. 



   Le fil de résistance électrique est de préférence maintenu .au rouge par un courant électrique approprié tandis que les filaments passent transversalement en contact avec le fil porté au rouge   à   une vitesse choisie pour qu'ils soient chauffés de fa- çon non uniforme. Le fil métallique peut avancer lentement, par exemple transversalement au trajet des filaments pour éviter l'usure de la partie du fil sur laquelle passent les filaments. 



   Les filaments peuvent passer sur la surface étroite chauf. fée pendant qu'ils sont humides, mouillés par exemple d'un apprêt lubrifiant de filature, en prenant soin que la quantité de lubrifiant ne soit pas excessive parce que de grandes quantités de lubrifiant causent parfois des casses répétées des filaments. 



   Les filaments doivent passer sur la surface étroite chauf. fée avec aussi peu de changement de direction que possible   pour 'évi-   ter les casses. On a trouvé qu'un changement de direction de 45  ne 

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 doit pas être dépassé pour obtenir une opération ininterrompue sans casses. Les filaments, s'ils constituent un fil ou un câble doivent être de préférence étalés en un ruban tandis qu'ils passent sur la surface étroite chauffée, pour obtenir un chauffage continu d'un côté du filament. Lorsqu'on fait passer des filaments sur la surfa- ce chauffée, une certaine rotation des filaments peut se produire de telle sorte que la partie chauffée décrit   un   trajet hélicoïdal. 



   On obtiendra toutefois un crêpage régulier tant qu'un chauffage non' uniforme est appliqué continuellement à chaque filament en   déplace...   ment. 



   Le procédé de l'invention peut être également introduit dans un procédé de filature et d'étirage dans lequel on utilise des vitesses de bobinage très élevées, ce qui rend inutile une phase d'étirage séparée, les filaments passant sur la surface, chauffée étroite après   l'étirage,   sous une faible tension de façon à ne pas les étirer de plus de 10%. 



   Le relâchement peut être effectué immédiatement après le passage sur la 'surface chauffée étroite ou à un stade ultérieur   de-   la fabrication. Le relâchement et le second chauffage peuvent être assurés par tout moyen connu, par exemple un traitement par des .fluides inertes chauds comme des liquides ou des   gaz,   le chauffage par radiofréquence, le contact avec une surface métallique chauffée ou le séjour dans un four. Les filaments peuvent être relâchés à une tension zéro par exemple lors qu'ils sont   enroulés.dans   des boî- tes, ou sous un retrait contrôlé entre un dispositif alimentaire et un dispositif envideur. Si on le désire, les filaments traités de l'invention peuvent être découpés en -fibres courtes de la lon- gueur désirée.

   Les filaments peuvent être relâchés avant ou après le découpage en fibres. 



   Les filaments ou le fil crêpé peuvent, si on le désire, être doublés avec d'autres fils traités ou avec un fil non traité. 



   Les filaments traités peuvent être tissés ou tricotés pour obtenir des articles textiles avant   où   après le traitement de relâchement, 

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 les meilleurs résultats étant toutefois obtenus en relâchant le fil avant le tricotage ou le tissage. Les filaments et les fils obtenus par le procédé de l'invention conviennent pour les applications textiles réclamant un plus grand volume et une plus forte élasticité. 



   Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans la limiter. 



  EXEMPLE 1. -
On étire des échantillons de fil de téréphtalate de polyéthylène à 35 filaments sous des rapports d'étirage de 1;3 et   1:4   entre des rouleaux alimentaires et des rouleaux étireurs tout en localisant le point d'étirage sur un doigt chauffé à 90 C. Les filaments étirés venant des rouleaux étireurs passent sur une surface étroite chauffée avec un changement.de direction du trajet des filaments de 30  d'arc à une vitesse de 600   m/min.   La surface étroite chauffée est constituée par un fil de résistance de section transversale circulaire de 80 millièmes de pouce (1 mm) de diamètre, par lequel un transformateur fait passer des courants de 22 à   38   ampères par deux empères à la fois.

   Les températures mesurées sur le fil métallique par un thermocouple, en dessous du point de contact avec le fil sont de 380 à   600 C.   Les filaments passant sur la surface chauffée étroite sont étirés de   4%   et bobinés. Les filaments bobinés de 2 deniers par filament ont une frisure latente qui se développe lorsque les filaments sont relâchés et chauffés par immersion dans de l'eau chaude à 90 C pendant 2 à 10 minutes. 



  EXEMPLE 2.-   On   traite un fil de filaments de téréphtalate de   polyéthy-   lène comme dans l'exemple 1 mais le traitement de chauffage et de relâchement final est effectué en une opération continue séparée, de la manière suivante. 



   Le fil de filament de 2 deniers bobiné est dévidé en   pas-?*   sant sur un rouleau alimentaire à une vitesse de 50 m/min. puis, pour le chauffer et le relâcher, passe en contact avec une plaque chaude plane de 20 cm de longueur, est chauffé à 170 -   200 C   puis passe 

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 sur un rouleau envideur tournant plus lentement'qui permet un relâ- chement de   1,5:1   à 2:1 dans le fil, tandis qu'il passe dans la zone chaude ou sur la plaque chaude. La frisure latente du fil devient apparente à ce stade. 



   Après avoir quitté le rouleau envideur, le fil est enrou- lé sous une tension qui suffit à peine à tendre la   frisure.   



   Deux ou trois fils peuvent être chauffés et relâchés si- multanément par doublage, avant de faire passer les fils sur le rou- leau alimentaire puis sur la plaque chaude plane. 



   Le fil simple ou doublé convient pour les applications textiles demandant des fils volumineux et frisés. La pleine frisure apparaît lorsque   les.filaments   passent à l'état relâché sur la pla- que chaude. 



   EXEMPLE 3. -
On file des filaments de téréphtalate de   polyéthylène   et on les étire en une seule opération en utilisant un gradient de tension fluide et une vitesse superficielle de 800 m/min. pour les rouleaux étireurs. Des rouleaux étireurs, les filaments passent sur une surface étroite chauffée, en l'occurrence une barre métallique d'une section transversale circulaire de   5 mm   de diamètre. La barre métallique est chauffée à   400 C   par un courant électrique à basse tension venant d'un transformateur relié au secteur. Les filaments sont étalés en un ruban tandis qu'ils passent sur la barre et sont tendus en les étirant de   3% de   leur longueur tandis qu'on les en- roule sur une bobine tournant à la vitesse appropriée.

   Les fila- ments enroulés, de deux deniers par filament, sont alors soumis à un traitement thermique en une opération séparée comme dans l'exem- ple 2, ce qui permet d'obtenir un fil frisé ayan un volume plus important qu'un fil non traité. 



   EXEMPLE 4.-
On soumet à un traitement thermique sur un fil à résistan- ce comme dans l'exemple 2, un fil de nylon de 100 deniers après éti- rage et 3 deniers par filaments, et on le relâche en une opération séparée comme dans l'exemple 2. On obtient un fil de filaments de nylon   volumineux.  

Claims (1)

1. REVENDICATIONS..

   1.- Procédé de fabrication de filaments polymères linéai- res synthétiques thermoplastiques continus potentiellement crêpés, caractérisé en ce qu'on chauffe de façon non uniforme des filaments continus en mouvement pendant qu'ils passent sur une surface étroi- te portée à une température supérieure à la température de fusion du filament de façon que les filaments soient chauffés d'un côté seulement et de façon continue sur leur longueur, tandis qu'ils sont soumis à une tension de nature à leur imprimer un étirage ne dépas- sant pas 10%.

   ;2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le crêpage latent des filaments à crêpage potentiel est dé- veloppé par chauffage et relâchement des filaments en les soumettant à un traitement thermique tandis qu'ils sont sous une tension permet- tant un retrait libre ou déterminé.

   3.- Procédé suivant la revendication précédente, caracté- risé en ce que les filaments sont chauffés de façonnon uniforme en les faisant passer rapidement sur un fil de résistance électrique , porté à une température supérieure à la température de fusion de ces filaments.

   4.- Procédé suivant les revendications précédentes, carac- térisé en ce que les filaments passent sur la surface étroite chauf- @ fée, à une vitesse comprise entre 100 et l.OOOm/min.

   5. - Procédé suivant les revendications précédentes, carac- térisé en ce que les filaments sont traités dans une opération d'éti- rage puis soumis au procédé de la revendication 1 avant de les en- rouler.

   6.- Procédé suivant les revendications précédentes, carac- térisé en ce que les filaments sont chauffés à l'état exempt de ten- sion à une température supérieure au point de transition de second ordre et inférieure de 4-0 C à la température de fusion des filaments.

   7.- Procédé caractérisé en ce qu'on étire des filaments polymères linéaires synthétiques thermoplastiques au moins de 3 fois <Desc/Clms Page number 9> leur longueur de filature, puis on les soumet à: un procédé décrit dans les revendications précédentes.

   8.- Procédé suivant les revendications précédentes, carac térisé en ce que la température de la surface étroite chauffée est comprise entre 270 et 900 C.

   9. - Procédé suivant les revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que la surface étroite chauffée est un fil métalli- que qui avance lentement transversalement au trajet des filaments.

   10. - Procédé suivant les revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que les filaments passent sur la surface étroite chauffée pendant qu'ils sont humides.

   11.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les filaments sont mouillés d'une solution d'apprêt lubri- fiant pour fila bure..

   12.- Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments passent sur la surface étroite chauffée avec un changement de direction inférieur à 45 .

   13. - Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments sont étalés en un ruban tandis qu'ils passent sur la surface étroite chauffée.

   14.- Procédé suivant les revendications 1 à 12, caracté- risé en ce qu'on fait tourner les filaments pendant qu'ils passent sur la surface étroite chauffée.

   15.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, introduit après l'étirage dans un procédé de filature et d'étirage combiné, les filaments étant soumis à une faible ten- si.on pour les étirer de moins de 10%.

   16.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le relâchement et le second chauf fage sont assurés par du fluide inerte chaud.

   17. - Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le fluide inerte chaud est un' liquide.

   18.- Procédé suivarit la revendication 16, caractérisé en ce que- le relâchement et le second chauffage sont effectués par con- <Desc/Clms Page number 10> tact avec une surface métallique chauffée.

   19. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes,caractérisé en ce que le retrait contrôlé s'effectue entre un dispositif alimentaire et un dispositif envideur.

   20. - Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments sont relâchés avant ou après découpage en fibres courtes.

   21. - Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments obtenus sont doublés avec d' autres filaments crêpés ou non crêpés.

   22. - Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments traités sont tricotés ou tissés t pour obtenir des objets textiles'avant ou après le traitement de relâchement.

   23. - Procédé suivant les revendications précédentes,' avec référence particulière aux exemples cités.

   24.- Appareil caractérisé en ce qu'il comprend un dis- positif alimentaire pour les filaments, par exemple un rouleau ali- mentaire entraîné, une ou plusieurs surfaces étroites telles qu'un fil, une aiguille ou une barre métallique chauffée électriquement, un dispositif pour chauffer ces surfaces étroites bien-au-dessus de la température de fusion des filaments à traiter et un dispositif pour faire avancer les filaments sous tension et les étirer de moins de 10% en les faisant passer sur la surface chauffée, par exem*' ple au moyen d'un rouleau d'entraînement placé de façon appropriée et un dispositif de bobinage pour recueillir les filaments, ainsi qu'un dispositif pour relâcher et chauffer les filaments.

   25. - Appareil suivant la revendication 24, caractérisé en ce que la surface étroite chauffée est convexe.

   26. - Appareil suivant la revendication 24 ou 25, caracté- risé en ce que la surface étroite chauffée a une section circulaire ou semi circulaire.

   27. - Appareil suivant la revendication 26, caractérisé en ce que la surface étroite chauffée a une section transversale <Desc/Clms Page number 11> circulaire d'un diamètre de 0,25 à 2,5 mm.

   28.- Filaments, fils et objets textiles obtenus en utilisant un procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes.