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La présente invention se rapporte à de nouveaux fils composites et à des tissus faits de ces fils. Plus spécialement, elle concerne des fils composites qu'on peut rendre volumineux de façon permanente par un traitement approprié appliqué à tout moment désiré sans qu'ils subissent en même temps un retrait excessif.
Il est connu que les fils formés à partir de fibres coupées, et particulièrement à partir des fibres naturelles telles que le coton et la laine, sont plus volumineux que des fils formés de filaments continus. Le volume des fils formés de fibres coupées permet d'obtenir des tissus qui ont un pouvoir couvrant plus élevé et un toucher plus doux. On a déjà tenté de fabriquer un fil formé
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de filaments continus qui soit volumineux afin de combiner les pro- priétés esthétiques désirables des fils formés de fibres coupées avec les avantages des fils formés de filaments continus, tels que la ténacité et la simplicité de la fabrication.
On est arrivé à obtenir des fils formés de filaments continus dans lesquels les différents filaments contenus dans une courte longueur de fil ont diffi rente longueurs quand ils sont tendus.
On a constaté que, lorsque des fils formés de filaments continus sont traités pour les rendre volumineux puis transformés en tissu, une partie des avantages du traitement du fil de filament? continus initialement lisse et dense se perd. La ra.ison en est que dans le fil volumineux le faisceau de filaments n'est pas compact, de telle sorte que les filaments sont plus ou moins lâches et ont tendance à se détendre au moment où les fils entrent en contact l'un avec l'autre, ou avec différentes parties de l'appareil de traite- ment des fils, particulièrement pendant le tissage ou le tricotage.
Le fil volumineux a également tendance à se transformer en un fais-' ceau de fils lisses sous l'influence de tensions imposées par les appareils de traitement du fil, parce que dans chaque tronçon du fil les filaments plus longs qui fournissent l'effet de volume ne se tendent pas tandis que les filaments plus courts supportent la charge imposée au fil. Pour ces raisons, un fil de filaments continus qui puisse être transformé en tissu sous sa forme lisse et compacte, puis traité pour obtenir un volume satisfaisant du tissu constitue un but désirable.
De nombreux travaux ont été consacrés à des fils de filaments continus composites dont les filaments présentent différents degrés de retrait dans le but d'obtenir un plus grand volume des fils dans le tissu par raccourcissement différent de la longueur des filaments dans les fils. Les résultats de ces travaux ont été décevants et contraires à l'attente. Bien que les fils in- dividuels se relâchent et deviennent volumineux en forme d'éche- veau, le volume obtenu dans le tissu est souvent très 'réduit, particulièrement lorsque le tissu est de structure dense.
La
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raisen semble en être que les filaments qui ont une capacité nominale clevée de raccourcissement ont généralement aussi un point élastique bas,, de telle sorte qu'ils ont simplement tendance à céder ou à subir une déformation plastique interne plutôt qu'à se raccour- cir contre l'effet des sollicitations engendrées parla structure . du tissu. Pour la même raison, on constate que les fils qui devien- nent volumineux sous forme d'écheveau à la suite d'un raccourcisse- ment différentiel sont dans une large mesure tendus à nouveau sous l'effet des tensions appliquées au cours du tissage et d'autres phases de transformation des fils.
Même lorsqu'on obtient réellement un accroissement du volume dans le tissu parraccourcissement différentiel, on a, trou- vé que ce procédé s'accompagne généralement de facteurs indésira- bles. Les dimensions finales du tissu sont déterminées par les fila- ments qui présententlaplus grande capacité de raccourcissement, et les grandes capacités de raccourcissement requises sont considérées dans l'industrie textile comme un gappillage de la capacité des métiers. Comme le raccourcissement réel qui sera obtenu est incertain, on ne peut prévoir à coup sûr la densité du tissu fabriqué. Finalement, les éléments des fils qui supportent les tractions dans le tissu tendent également à être les filaments les plus faibles du tissu, comme indiqué plus haut.
Les fils composites de la présente invention ne présen- tent pas ces inconvénients. Ils comprennent une série de brins d'au moins deux espèces différentes dont au moins une espèce présente la propriété de s'allonger spontanément et irréversible- L'élément à allongement spontané du fil peut être constitué par ou contenir les fibres ou filaments faisant l'objet du brevet de même date de la Demanderesse intitulé :
"Produits manufacturés et procédé pour les fabriquer".Les fils à allon- gement spontané qui sont constitués par des polyesters du type téréphtalate linéaire et de préférence par le téréphtalate de poly- éthylène ou ses copolymères sont facilement obtenables, applicables dans de nombreux cas et produisent des résultats remarquables.
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Le reste des brins du fil composite de la présente invention peut être soit à allongement spontané et irréversible mais à un degré différent de celui de l'élément déjà mentionné, soit capable de raccourcir ou, suivant le cas, incapable d'un changement de longueur appréciable. Des matières textiles ou tissus constitués par ou contenant les fils de l'invention peuvent être soumis à un traitement approprié pour provoquer l'allongement longitudinal. Ce traitement peut être un traitement thermique. Les matières textiles ou tissus volumineux ainsi obtenus ont d'excellentes propriétés physiques et esthétiques.
Le post-traitement des tissus ou tricots s'accompagne de change- ments de dimensions pratiquement nuls ou très modérés de ceux-ci.
Le fil composite peut être préparé en doublant des fils élémentaires, un des éléments du fil double pouvant s'allonger spontanément et irréversiblement et l'autre ou les autres éléments étant caractérisés par leur capacité de se raccourcir ou par un allongement spontané et irréversible moins important que celui de l'autre élément. Les brins peuvent être également associés d'autre manière; par exemple, les brins peuvent être associés en un fil unique non doublé, dans lequel une partie des brins ont une capacité d'allongement spontané et irréversible et le reste des brins est caractérisé par une capacité de raccourcissement ou par une capacité d'allongement spontané et irréversible moins im- portante,que la première partie des brins.
L'allongement spontané et irréversible d'une partie des . brins du fil composite est avantageusement obtenu en chauffant les brin.6 qui ont été préparés de façon à s'allonger irréversi- blement par chauffage, bien que l'invention s'étende également à des fils composites dans lesquels une partie des brins peut s'allonger irréversiblement sous l'influence d'autres actions,par exemple celle d'agents chimiques. Toutefois, lorsque l'effet volu- mineux est obtenu par la chaleur ou d'une autre manière, le même agent qui allonge irréversiblement une partie des brins du fil composite doit également raccourcir le reste de ces brins ou
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les allonger irréversiblement dans une mesure différente.
L'oinvontion sera .'bien 'comprise en se référant aux des- sins, dans lesqucls la Fig. 1 est une vue de .côte à grande échelle d'un tronçon d'un fil simple 'composite de la présente invention avant qu'il soit devenu volumineux la Fig.2 est une vue de côte à grande ,échelle du tronçon de fil de la Fig. 1 .après qu'il a été traité par un agent propre à l,e rendre volumineux-; la Fig. 3 est une vue ,de côté à grande échelle d'un tronçon d'un fil doublé composite de la présente invention avant qu'il ait été traité pour le rendre volumineux;
et, la Fig. 4 e.st une vue de coté à grande échelle du seg- ment -de fil doublé composite ,de la Fig. 3 après qu'il ait été traité par un agent propr,e à le rendre volumineux.
Sur la Fig. 1, le troncon de fil 1 est un fil simple composite comprenant des filaments spontanément extensibles 5 et des filaments rétrédissables 6. Un fil de ce genre peut être préparée par exemple, en filant en un seul faisceau, des filaments de téréphta- late de polyéthylène de denier différent et en allongeant et en relâchant par la suite lé fil de façon appropriée comme décrit plus amplement par la suite. Le fil composite est lisse et compact avant le traitement thermique; après traitement thermique, cependant, le fil présente l'aspect volumineux représenté à la Fig. 2.
Comme le montre cette figure, la longueur du tronçon de fil 1 est légèrement réduite à cause de la réduction de longueur des filaments 6 tandis que les filaments 5 se sont allongés, de telle sorte que les fila- ments 5 sont devenus relativement beaucoup plus longs que les filaments 6.
Sur la Fig. #, le tronçon de fil 3 est un fil doublé comprenant plusieurs filaments à allongement spontané 7 doublés avec plusieurs filaments capables. de se raccourcir 8. Un fil de ce genre peut être obtenu, par exemple, en doublant un fil de téré- phtalate de polyéthylène raccourcissable avec un fil de téré-
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phtalate de polyéthylène spontanément et irréversiblement. allon- geable, qui peut être obtenu par filature: étirage et relâchement des filaments de téréphtalate de polyéthyléne de façon appropriée; comme décrit plus loin. Le fil doutée est lisse et dense avant le traitement thermique; après le- traitement thermique, toutefois, le fil doublé présente l'aspect volumineux représenté à la Fig. 4.
Comme le montre la figurer la longueur du tronçon de fil 3 est légèrement réduite] par- le fait que la longueur des filaments 8 est légèrement réduite tandis que les filaments 7 se sont allongés, de telle sorte que l'élément 7 a une longueur relativement grande par rapport à l'élément 8. sur les Figs. 1 et 3, des filaments raccourcissables 6 et 8 peuvent être remplacés,, respectivement, par des filaments qui ont une capacité d'allongement spontané un peu moins importante que les filaments 5 au 7, de facon à obtenir un fil composite présen- tant de farom similaire la -capacité de devenir volumineux.
Si en'[Le désire, les fils composites de la présente in- vention peuvent être traités pour les rendre volumineux avant de les transformer en tissus. Toutefois, il est généralement préfé- rable de préparer un tissu à partir du fil composite, sous forme lisse et compacte, et d'appliquer ensuite de la chaleur ou d'au- tres agents pour rendre le fil volumineux dans le tissu. Il est surprenant de constater que le degré d'augmentation de volume qui peut être obtenu dans les fils composites enécheveaux est égale- ment obtenu dans une pleine mesure lorsque le traitement destiné à rendre le .fil volumineux est retardé jusqu'à ce que les fils aient été transformés en tissu, et qu'aucune force ou sollicitation imposée par la structure du tissu ne réduit le volume du fil.
Le manque d'uniformité provenant d'un fort rétrécissement du tissu, qui est également considéré comme un gaspillage de la capa- cité du métier, est facilement évité. En fait, on préfère que tout raccourcissement du fil composite provenant de l'emploi ae brins raccourcissables dans le fil, ne dépasse pas le-rétrécisse- ment maximum généralement considéré comme acceptable dans les
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tissus du commerce, c'est-à-dire un rétrécissement ne dépassant pas 12% environ.
Les fils composites de la présente invention comprennent une grande variété de Cils dont le rétrécissement est inférieur à cette proportion, par exemple, un fil spontanément et irréversiblement allongeable peut être doublé avec un fil pré- raccou.rci qui peut être incorporé dans un tissu lequel devién volumineux par chauffage sans aucun changement de ses dimensions.
Des tissus dont les dimensions sont stables sont très désirables dans l'industrie textile parce que les changements de dimension de tissu se produisent souvent d'une façon non uniforme, ce qui déforme la structure régulière crééepar le tricotage ou le tissage. Dans une autre forme de l'invention, chacun des brins.du 'fil est spontanément et irréversiblement allongeable, mais le degré d'allongement spontané diffère. Les dimensions des tissus faits de ces fils augmentent pendant le traitement destiné à les rendre volumineux ce qui augmente en fait la productivité du métier. Dans ces tissus, l'augmentation de volume du fil pendant le traitement fait plus que compenser le fait que la structure du tissu devient plus ouverte sous l'effet de l'allongement spontané de chacun des fils.
Les brins à allongement spontané qui peuvent être utilisés pour former les fils composites de la présente invention peuvent être préparés de plusieurs manières différentes. Par exemple un fil d'acétate de cellulose peut être chauffé à une température supérieure à la température de transition de second ordre et infé- rieure à la température de décomposition de telle sorte qu'il raccourcit sans cristallisation pour donner un fil qui s'allonge spontanément et irréversiblement lorsqu'il est chauffé à 100 C dans de l'eau.
Dans une forme préférée de l'invention, on utilise un fil contenant des brins de'polyesters du type téréphtalate linéaire, s'allongeant spontanément et irréversiblement. Par "polyesters du type téréphtalate linéaire" on entend des polyesters linéaires dont au moins 85% des éléments structurels récurrents ont la
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formule
EMI8.1
où n représente un nombre entier de 2 à 10. Des polyesters et copolyesters de téréphtalate linéaire, tels que le téréphtalate de polyéthylène et ses copolyesters (où n vaut 2), peuvent être facilement préparés sous la forme de brins présentant un allongement spontané et irréversible.
Par exemple, un fil de téréphtalate de polyéthylène orienté, de préférence un fil pratiquement amorphe peut être exposé à de l'eau ou de la vapeur à 100 C pendant 0,1 seconde environ de façon à faire raccourcir le brin d'au moins 20% de préférence de 40% ou plus. De cette manière, on peut obtenir des fils présentant un allongement spontané et irréversible dans de l'eau à 100 C correspondant à 15% ou davantage ; dans l'air sec à 200 C un allongement spontané et irréversible de 30% ou même plus, peut être obtenu avec ces fils.
Dans un procédé de préparation des fils composites de la présente invention, on forme d'abord un fil s'allongeant spontané- ment et'-irréversiblement, puis on le double,ou on l'associe d'une autre manière à un fil raccourcissable ou à un fil présentant un autre degré d'allongement spontané et irréversible. Dans un autre procédé de formation des fils composites de la présente invention, on obtient directement un monofil composite. Par exemple on peut filer des filaments de téréphtalate de polyéthylène et les envider ensemble à la vitesse de 1200 yards (110 m) par minute à partir d'une filière de façon qu'une partie des filaments ait un denier de filature d'environ 2 deniers par filament et le reste des filaments un denier de filature d'environ 5 deniers par filament.
De préférence, les filaments à denier plus élevé ont une section transversale ronde et les filaments à denier moins élevé une section transversale en Y ou une autre section transversale irrégulière, bien que cette caractéristique ne soit pas essentielle.
Le fil est alors orienté en l'étirant d'environ 2,5X dé telle sorte
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qu'il reste pratiquement amorphe, après quoi on le fait raccourcir d'environ 50% par contact avec de l'air chaud pendant 0,1 seconde environ. Le fil ainsi obtenu est un fil composite contenant à la fois des filaments spontanément allongeables et raccourcissables; lorsqu'il est plongé dans l'eau bouillante, les filaments de denier plus petit subissent un allongement spontané et les filaments de denier plus grand un raccourcissement, ce qui donne un fil volumineu En modifiant ce procédé, on peut obtenir un mono fil composite entièrement constitué de brins spontanément allongeables, ces brins présentant différents degrés d'allongement spontané;
par exemple, un fil de ce type peut être préparé à partir d'un fil de téréphtalate de polyéthylène mixte comptant des filaments de 2 deniers et des filaments de 5 deniers, filés et enroulés comme décrit, en l'étirant de 2,6X de façon que lefil reste pratiquement amorphe, puis en le raccourcissant d'environ 65% par contact avec de l'air chaud pendant 0,1 seconde environ.
Pour plus de facilité, les brins qui constituent le fil composite sont souvent composés de la même matière polymère bien que dans ce# cas, des différences doivent être apportées à la pré- paration d'une partie des brins par rapport au reste des brins.
Toutefois, il n'est pas essentiel que tous les brins du fil com- posite soient constitués de la même matière polymère. Des brins à allongement spontané de téréphtalate de polyéthylène peuvent être associés aux fils raccourcissables ordinaires du commerce, de Nylon, rayonne, ou polyacrylonitrile. Bien entendu, de nombreuses autres combinaisons sont possibles.
Les exemples qui suivent illustrent l'invention mais ne peuvent la limiter.
EXEMPLE 1. -
On file à 295 C du.téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosité intrinsèque de 0,57 et contenant 0,3% de TiO2 par une filière percée de 27 orifices, chacun de 0,009 pouce (0,22 mm) de diamètre,et le fil est enroulé à une vitesse de 1200 yards
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(1100 -,) par minute. Le fil qui vient d'être filé a un denier de 60.
On fait passer ce fil d'une bobine alimentaire par un bain d'eau à 25 C puis sur une éponge pour laisser sur le fil une mince pellicule uniforme d'eau, après ouoi on le fait passer autour d'un rouleau alimentaire autour d'un doigt étireur de 1,6 pouce (40 mm) de diamétre maintenu à une température de 100 C, et autour d'un rouleau étireur pour être finalement enroulé sur une bobine appropriée. La vitesse du rouleau étireur est 545 yards (490 m) par minute et le taux d'étirage 2,385.
Le fil étiré passe alors ,d'un rouleau alimentaire dans une étuve de 12 pouces (300 mm) de longueur maintenue à 100 C, l'entrée et la sortie ayant pouce (13 mm) de diamètre et de la vapeur à 100 C étant introduite le long du fond de l'étuve à une vitesse suffisante pour que l'étuve soit constamment pleine de vapeur. La vitesse du fil à l'entrée du tube est de 282 yards (250 m) par minute et à la sortie de 150 yards (136 m) par minute ce aui correspond à un retrait de 47% dans le fil tandis qu'il passe dans l'étuve et a une durée d'exposition de 0,133 seconde à la vapeur, calculée d'après la longueur de l'étuve et la vitesse de sortie du fil. A la sortie de 1-'étuve,le fil est enroulé sur une bobine appropriée sans le tordre.
Lorsqu'on plonge un échantillon du fil dans de l'eau à 100 C pendant 5 minutes, on constate que le fil subit un allongement spontané et irréversible de 17%,
Le fil à allongement spontané préparé comme décrit ci- dessus est doublé, avec une torsion de 2,5tours "Z" par pouce, avec un filé du commerce formé de filaments continus de téréphtala- te de polyéthylène. Le filé est un fil de téréphtalate de poly- éthylène non tordu de 40 deniers, 27 filaments, semi-maté (0,3% deTi02) ayant une ténacité de 4,4 grammes par denier, un allonge- ment à la traction (accroissement de longueur avant rupture) de 25%, e un retrait de 12% lorsqu'on le plonge dans de l'eau à 100 C pendant 5 minutes.
Un échantillon du fil aoublé plongé dans de l'eau à 100 C pendant cinq minutes voit son volume fortement augmenté. Un échantillon im prtant du fil doublé non chauffé est
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tissé pour obtenir une toile 2 x 2 comptant 120 fils de chaîne et 114 fils de trame. Des températures supérieures à 70 C sont évitées pour l'encollage et les autres traitements. Le tissu obte- nu est parfaitement lisse et présente le toucher caractéristique des tissus formés de filaments synthétiques continus. Cependant, lorsqu'on plonge le tissu dans de l'eau à 100 C pendant 5 minutes, le fil constituant le tissu devient très volumineux, le toucher du tissu devient doux et chaud, et l'opacité et le pouvoir couvrant du tissu augmentent notablement.
Les résultats suivants illustrent quantitativement l'augmentation. de volume du tissu à la suite d'un traitement dans de l'eau à 100 C, traduite par des valeurs accrues pour le volume spécifique et le pouvoir couvrant par contact et par une valeur diminuée pour la transmission de lumière- visible.
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<tb>
Propriétés <SEP> du <SEP> tissu <SEP> Avant <SEP> traitement <SEP> Après <SEP> traitement
<tb>
<tb> par <SEP> la <SEP> chaleur <SEP> par <SEP> la <SEP> chaleur
<tb>
<tb>
<tb> Volume <SEP> spécifique <SEP> (cm3 <SEP> par <SEP> gr) <SEP> 1,39 <SEP> 2,48
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pouvoir <SEP> couvrant <SEP> par <SEP> contact <SEP> 42,7% <SEP> 66,5%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Transmission <SEP> de <SEP> la <SEP> lumière <SEP> visible <SEP> 6,6% <SEP> 4,3%
<tb>
Dans ces essais, le volume spécifique est déterminé en divisant le volume du tissu par son poids ;
volume d'un échantillon de tissu de surface connue est déterminé en multipliant la surface par l'épaisseur mesurée sous une pression de 3,4 p.s.i. (0,23 kg/cm2) suivant le procédé D76-53 d'aâ Normes pour Matières Textiles A.S.T.M.
La transmission de lumière visible est déterminée en mesurant'la quantité de lumière passant à travers le tissu à l'aide d'une source de lumière blanche et d'une cellule photo--électrique calibrée. Le pouvoir couvrant par contact est déterminé en faisant passer un faisceau de lumière ponctuel à travers un filtre vert perpendiculairement à la surface du tissu et en mesurant à l'aide d'un réflectomètre photo-volt (par exemple le Modèle 610 de la Photovolt Corporation) la lumière réfléchie sous un angle de 45 par la surface du tissu et en comparant la réflectivité de la
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surf,-ce du tissu à la réflectivité d'un fond blanc suivant l'é- quation ci-dessous :
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(R -R) - (Rrw - Rfb) Pouvoir couvrant par contact = #Y'p - W T ##### 100% w b où Rw est la lecture au réflectomètre pour un fond blanc, Rb est la lecture pour un fond noir, Rfw la lecture pour la surface du tissu contre le fond blanc et Rfb la lecture pour la surface du tissu contre le -fond noir.
EXEMPLE 2.-
Dans une série de trois expériences, on file à 295 C du téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosité intrinsèque de 0,57 et contenant 0,3% de TiO2 à travers une filière percée de 27 orifices, chacun de 0,009 pouce (0,22 mm) de diamètre, et on enroule le fil à une vitesse de 1200 yards (1100m) par minute.
Les denie de filature de fils obtenus dans les trois expériences sont indiqués au tableau 1. Les fils passent alors d'une bobine alimentaire dans un bain d'eau à 25 C sur une éponge pour laisser subsister une mince couche uniforme d'eau sur le fil, après quoi on le fait-passer autour d'un rouleau d'alimentation autour d'un doigt étireur de 1,6 pouce (40 mm) de diamètre maintenu à une température de 100 C, puis autour d'un rouleau étireur et on l'en- roule finalement sur une bobine appropriée. La vitesse au droit du rouleau étireur est de 545 yards (490 m) par minute et les taux d'étirage sont indiqués au tableau 1.
Le fil étiré passe alors de la bobine d'envidage sur un rouleau alimentaire par une étuve de 12 pouces (300 mm) de longueur maintenue à 100 C, l'entrée et la sortie ayant 1/2 pouce (13 mm) de diamètre et de la vapeur à 100 C étant introduite le long du fond de l'étuve à une vitesse suffi- sante pour que l'étuve soit constamment pleine de vapeur. Dans chaque cas, la vitesse du fil à la sortie de l'étuve est 150 yards (136 m) par minute et la durée d'exposition calculée dans la vapeur est 0,133 seconde.
La vitesse du fil à l'entrée de l'étuve ainsi que le retrait calculé du fil traversant 1'étuve sont indi- qués au tableau 1, Après être sorti de l'étuve, le fil est en-
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roulésur une bobine appropriéesans le tordre..Dans chaque cas, le fil obtenu présente un allongement spontané et irréversible lorsqu'on le plonge dans de l'eau à 100 C pendant 5 minutes, cet allongement étant indiqué, dans le tableau.
',CABLEAU 1.
Préparation de fils de téréphtalate de polyéthylène spontanément extensibles.
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<tb>
Fil <SEP> A <SEP> Fil <SEP> B <SEP> Fil <SEP> C <SEP>
<tb>
<tb> Denier <SEP> de <SEP> filature <SEP> 85 <SEP> 70 <SEP> 45
<tb>
<tb> Taux <SEP> d'étirage <SEP> 2,900 <SEP> 2,852 <SEP> 2,735
<tb>
<tb> Vitesse <SEP> à <SEP> l'entrée <SEP> ,de <SEP> l'étuve <SEP> 227 <SEP> 234 <SEP> 333
<tb>
<tb> Retrait <SEP> ; <SEP> 34 <SEP> 36 <SEP> 55
<tb>
<tb> Allongement <SEP> spontané <SEP> %
<tb> (dans <SEP> de <SEP> l'eau <SEP> à <SEP> 100 C) <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 15
<tb>
Chacun des fils à allongement spontané préparé comme décrit ci-dessus est doublé, avec une torsion "Z" de 2,5 tours par pouce, avec un filé formé de filaments continus de Nylon.
Ce filé de Nylon est un fil de polyhexaméthylène adipamide non tordu de 20 deniers, 7 filaments, semi-maté (0,3% de TiO2) ayant une ténacité de 5,0 grammes par denier, un allongement à la rupture de 20%, et un raccourcissement de 10% après immersion dans de l'eau à 100 C pendant 5 minutes. Des échantillons des fils doublés préparés à partir des fils A, B, et C, plongés dans de l'eau à 100 C pen- dant 5 minutes subissent respectivement un accroissement de volume faible, modéré et élevé.
Une certaine quantité de chacun des fils doublés non chauffés est tricotée sur une machine à tricoter comme fil de barre antérieur, en utilisant un fil de Nylon de 10 deniers et 30 filaments du commerce pour l'autre barre,et un point de jersey, Les tricots obtenus sont lisses et présentent le toucher caracté- ristique des tricots faits avec des filaments continus. Toutefois, lorsque les tricots sont plongés dans de l'eau à 100 C pendant 5 minutes, les fils qui les constituent deviennent volumineux et chacun des tricots acquiert un toucher doux et chaud. Des trois tricots, l'accroissement de volume et de, chaleur le plus marqué'est acquis par le tricot contenant le fil c, le tricot contenant le fil B
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venant en second lieu.
EXEMPLE -3.-'- .On file à 295 C du téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosité intrinsèque de 0,57 et contenant 0,3% de TiO2 à travers un filtre divisé et par une filière percée de 11 orifices ronds chacun de 0,006 pouce (0,15 mm) de diamètre, d'un côté du filtre et 27 orifices en forme de Y chacun comprenant trois fentes qui se recoupent et qui ont 0,003 pouce (0,07 mm) de largeur et 0,025 pouce (0,16 mm) de longueur, de l'autre côté du filtre. Le polymère fondu est dirigé à vitesse égale séparément de chaque côté du filtre divisé jusqu'à la filière.
Le fil est enroulé sous la forme d'unseul faisceau de filament à la vitesse de 1200 yards (1100m) parminute et à un denier de filature de 208. Le fil passe d'une bobine.d'alimentation dans un bain d'eau à 25 C et sur une éponge pour laisser subsister une mince couche uniforme d'eau sur le fil puis on le fait passer autour d'une bobine alimentaire, autour d'on doig étireur de 1,6 pouce (40 mm) de diamètre maintenu à une.température de 100 C puis autour d'un cylindre étireur et on l'enroule finalement sur une bobine appropriée.
La vitesse au droit du rouleau étireur est de 545 yards (490 m) par minute et le taux d'étirage.est de 2,456. Le fil étiré passe alors d'un rouleau alimentaire par une aiguille creuse aboutissant dans une tuyère dont l'étranglement a 0,062 pouce (1,5 mm) et le passage de sortie s'évase de 7 puis vers une bobine d'envidage appropriée. De l'air est maintins, à 220 C et sous une pression dé 5 p.s.i. (0,35 kg/cm2) du côté d'entrée de la tuyère de façon qu'un jet d'air chaud passe dans la tuyére dans le même sens que le fil. La pointe de l'aiguille creuse par où sort le fil est située dans l'étranglement de la tuyère et la distance de chauffage du fil est de 1,35 pouce (34 mm).
Le fil pase dans la tuyère à la vitesse de 302 yards (276 m) par minute et est enroulé à 150 yards (136 m) par minute ce qui correspond à un retrait de 49.6%et à une durée d'exposition de 0,015 seconde, sur la base de la vitesse de sortie du fil de la
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tuyére. le fil préparé de'cette maniére est un fil composite qui devient très volumineux après avoir été plonge dans de l'eua à 100 C pendant 5 minutes.
En séparant le faisceau de fil et en mesurant les filaments individuels ayant et après séjour dans l'eau 100 C, on constate que les filaments qui ont une section transversale en Y présentent un allongement spontané et irréversible de 14% dans l'eau bouillante tandis que les filaments ayant une section transversale ronde présentent un raccourcissement de 10% dans l'eau bouillante.
On tisse une certaine quantité du fil composite relâché dans lejet d'air pour obtenir un tissu à armure 2 x 2 de 120 fils de chaîne et 114 fils de trame. Des températures supérieures à 70 C sont évitées dans l'encollage et les autres traitements du tissu. Le tissu obtenu est lisse et présente le toucher caractéristi- que des tissus faits de filaments synthétiques; cependant, après avoir séjourné dans de l'eau à 100 C pendant 5 minutes, le tissu a un toucher doux et chaud et son pouvoir couvrant et son opacité sont nettement augmentés.
EXEMPLE 4. -
On file du téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosi- té intrinsèque de 0,57 et contenant 0,3% de TiO2. à 295 C par un filtre divisé et une filière présentant 11 orifices ronds, chacun de 0,006 pouce (0,15 mm). de diamètre, d'un côté du filtre et 27 orifices en forme de Y'formés chacun de fentes qui se recoupent et qui ont 0,003 pouce (0,07 mm) de largeur et 0,025 pouce (0,16 mm) de longueur de l'autre côté du filtre. Le polymère fondu est ali- menté à vitesse égale de chaque côté du filtre divisé vers la filière. Le fil est enroulé en un seul faisceau de filament à la vitesse de 1200 ya.rds (1100m) par minute et un denier de filature de 208.
Le fil passe une bobine d'alimentation dans un bain d'eau à 25 C et sur une éponge pour y laisser subsister une mince couche uniforme d'eau après quoi on le fait passer autour d'un rouleau d'alimentation, autour d'un doigt étireur de 1,6 pouce' (40 mm) de diamètre maintenu à une température de 100 C et finalement autour
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d' ' rouleau étireur pour l'enrouler enfin sur une bobine appropriée. La vitesse du rouleau étireur est de 580 pieds(177m)/ minute' et le taux d'étirage 2,9. Le fil étiré passe alors d'un rouleau alimentaire à travers une étuve de 12 pouces (300 mm) manintenue à 100 C.
Le fil passe dans l'étuve à la vitesse de 400 pieds/minute (121 m/min.) et est enroulé à 180 pieds (55)/mi- nùte ce qui correspond à un retrait de 55% et à une durée d'ex- position de 0,333 seconde, sur la base de la vitesse de sortie du fil de l'étuve. Le fil préparé de cette manière est un fil compo- sitequi devient volumineux après avoi été plongé dans de l'eau à 100 C pendant 5 minutes.
En séparant le faisceau de filaments et en mesurant les filaments individuels avant et après séjour dans l'eau à 100 C, on constate que les filaments qui ont une section trans- versale en Y présentent un allongement spontané et irréversible de 12% dans l'eau'bouillante tandis que les filaments à section transversale ronde présente un allongement de 3%
On tisse une certaine quantité de fil relâché dans la vapeur pour obtenir une toile 2 x 2 comptant 135 fils de chaîne et 120 fils de trame. Des températures supérieures à 70 C sont évitées au cours de l'encollage et des autres traitements du tissu.
Le tissu est lisse et a le toucher caractéristique des fils de filaments synthétiques continus; toutefois après avoir été plongé dans de l'eau à 100 C pendant 5 minutes le tissu acquièrt un toucher doux et chaud et présente un pouvoir couvrant et une opacité'nettement accrus.
EXEMPLE 5.-
On file à sec un échantillon d'acétate de cellulose -contenant 2,4 groupes acétyle par unité glucose suivant les pro- cédés ordinaires, à partir de l'acétone, pour obtenir un fil de 75 deniers et 24 filaments présentant un raccourcissement de 2% après exposition à de l'eau à 100 C pendant 30 minutes. On fait passer une certaine quantité de ce fil par un tube de 2,5pieds (0,75 m) de longueur et de 5 pouces (126 mm) de diamètre, maintenus à
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200 C au moyen d'un appareil de chauffage à rayonnement s'étendant sur toute sa longueur.
La vitesse du fil à'l'entrée du tube est 338 yards (305 m)/minute et à la sortie du tube 270 yards (250 m)/ minute, ce qui correspond à un raccourcissement de 20% du fil traversant le tube et à une durée d'exposition de 0,19 seconde, calculée sur la base de la longueur du tube et de la vitesse de sortie du fil. En plongeant un échantillon de ce fil dans l'eau à 100 C pendant 30 minutes on observe qu'il subit un allongement spontané et irréversible de 14%.
Le fil spontanément extensible préparé comme décrit ci- dessus est doublé avec une torsion de 2,5 tours Z par pouce avec une certaine quantité de l'échantillon original de fil d'acétate de cellulose de 75 deniers et 24 filaments, présentant un retrait de 2% après avoir été plongé dans de l'eau à 100 C pendant 30 minutes.
Un échantillon du fil doublé plongé dans de l'eau à 100 C pendant 30 minutes devient .volumineux. Un échantillon important du fil doublé non chauffé est tissé pour obtenir un tissu 2 x 2 de 120 fils de chaîne et 114 fils de trame. L'exposition du fil à l'eau chaude est évitée au cours de 1'¯encollage et des phases de traite- ment subséquentes. Le tissu obtenu est lisse et a un toucher relati- vement soyeux; toutefois, après avoir été plongé dans de l'eau à 100 C pendant 30 minutes, le fil constituant le -tissu devient volu- mineux et le toucher du tissu devient doux et chaud.
La présente invention présente de nombreux avantages par rapport aux procédés connus. Un des avantages essentiels est qu' elle permet d'utiliser des fils de filaments continus qui ont une excellente ténacité et qui sont facilement obtenus pour former des fils qui peuvent être transformés en tissu présentant un pouvoir couvrant élevé et un toucher doux. En général lorsqu'on traite des filaments continus pour accroître leur volume, une partie des avantages de traitement des filaments -continus lisses et denses est perdue. Dans le cas présent, toutefois, l'accroissement de volume peut être obtenu après que le fil a été tissé ou tricoté. Ceci . élimine la tendance du fil volumineux à se détendre pour reformer
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un fil lise lorsqu'il est tricoté ou soumis à des tensions sem- blables.
Un autre avantage encore est qu'on peut obtenir un tissu très volumineux sans utiliser des fils à haut degré de raccourcisse- ment.
REVENDICATIONS.
1.- Fil composite comprenant plusieurs brins d'au moins deux espèces différentes, caractérisé en ce qu'au moins une espèce de brin du fil présente la propriété d'être susceptible de s'al- longer spontanément et irréversiblement.
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The present invention relates to novel composite yarns and to fabrics made from such yarns. More especially, it relates to composite yarns which can be made permanently bulky by suitable treatment applied at any desired time without at the same time undergoing excessive shrinkage.
It is known that yarns formed from staple fibers, and particularly from natural fibers such as cotton and wool, are bulkier than yarns formed from continuous filaments. The volume of the threads formed from staple fibers makes it possible to obtain fabrics which have a higher covering power and a softer feel. We have already tried to make a formed wire
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filament yarns which is bulky in order to combine the desirable aesthetic properties of staple fiber yarns with the advantages of continuous filament yarns, such as toughness and ease of manufacture.
It has been possible to obtain threads formed from continuous filaments in which the different filaments contained in a short length of thread have different lengths when they are stretched.
It has been found that when yarns formed from continuous filaments are treated to make them bulky and then made into fabric, part of the advantages of the treatment of the filament yarn? initially smooth and dense continuous is lost. The reason for this is that in the bulky yarn the bundle of filaments is not compact, so that the filaments are more or less loose and tend to relax when the yarns come in contact with one another. the other, or with different parts of the yarn treatment apparatus, particularly during weaving or knitting.
The bulky yarn also has a tendency to transform into a bundle of smooth yarns under the influence of tensions imposed by the yarn-treating apparatus, because in each section of the yarn the longer filaments which provide the effect of volume do not tighten while the shorter filaments support the load imposed on the yarn. For these reasons, a continuous filament yarn which can be fabricated into a fabric in its smooth and compact form and then processed to obtain a satisfactory volume of the fabric is a desirable goal.
Much work has been devoted to composite continuous filament yarns whose filaments exhibit different degrees of shrinkage in order to obtain a greater volume of the yarns in the fabric by different shortening of the length of the filaments in the yarns. The results of this work were disappointing and contrary to expectations. Although the individual threads relax and become bulky in the form of a skein, the bulk obtained in the fabric is often very small, particularly when the fabric is densely structured.
The
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The reason appears to be that filaments which have a high nominal shortening capacity generally also have a low elastic point, so that they simply tend to give way or to undergo internal plastic deformation rather than shortening. against the effect of the stresses generated by the structure. fabric. For the same reason, it is found that the threads which become voluminous in the form of a skein as a result of differential shortening are to a large extent re-stretched under the effect of the tensions applied during weaving and other phases of wire transformation.
Even when an increase in tissue volume is actually obtained by differential shortening, it has been found that this process is generally accompanied by undesirable factors. The final fabric dimensions are determined by which yarns have the greatest shortening capacity, and the required large shortening capacities are viewed in the textile industry as a jerk of the capacity of the looms. Since the actual shortening that will be obtained is uncertain, the density of the fabric being produced cannot be predicted with certainty. Finally, the elements of the threads which support the pulls in the fabric also tend to be the weakest filaments in the fabric, as noted above.
The composite yarns of the present invention do not have these drawbacks. They comprise a series of strands of at least two different species, of which at least one species has the property of spontaneously and irreversibly elongating. The element with spontaneous elongation of the yarn may consist of or contain the fibers or filaments forming the subject of the Applicant's patent of the same date entitled:
"Manufactured products and method for making them". Self-elongating yarns which are constituted by polyesters of the linear terephthalate type and preferably by polyethylene terephthalate or its copolymers are easily obtainable, applicable in many cases and produce remarkable results.
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The remainder of the strands of the composite yarn of the present invention may be either spontaneously and irreversibly stretching but to a different degree from that of the element already mentioned, or capable of shortening or, as the case may be, incapable of a change in length. appreciable. Textiles or fabrics made from or containing the yarns of the invention may be subjected to an appropriate treatment to cause longitudinal elongation. This treatment can be a heat treatment. The voluminous textiles or fabrics thus obtained have excellent physical and aesthetic properties.
The post-treatment of the fabrics or knits is accompanied by practically no or very moderate changes in dimensions thereof.
The composite yarn can be prepared by doubling elementary yarns, one of the elements of the double yarn being able to elongate spontaneously and irreversibly and the other or the other elements being characterized by their capacity to shorten or by a less important spontaneous and irreversible elongation. than that of the other element. The strands can also be associated in other ways; for example, the strands can be combined into a single unlined yarn, in which part of the strands have spontaneous and irreversible elongation capacity and the rest of the strands are characterized by shortening capacity or spontaneous elongation capacity and less irreversible than the first part of the strands.
The spontaneous and irreversible elongation of some of the. strands of the composite yarn are advantageously obtained by heating the strands which have been prepared so as to elongate irreversibly by heating, although the invention also extends to composite yarns in which a part of the strands can be 'lengthen irreversibly under the influence of other actions, for example that of chemical agents. However, when the volumizing effect is obtained by heat or otherwise, the same agent which irreversibly lengthens part of the strands of the composite yarn must also shorten the rest of these strands or
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lengthen them irreversibly to a different extent.
The invitation will be understood with reference to the drawings, in which in FIG. 1 is an enlarged side view of a section of a single composite yarn of the present invention before it has grown bulky Fig. 2 is an enlarged side view of the section of yarn. Fig. 1 .after it has been treated by an agent suitable for making it bulky-; Fig. 3 is an enlarged side view of a section of a composite backing yarn of the present invention before it has been treated to make it bulky;
and, FIG. 4 e. Is an enlarged side view of the composite lined yarn segment of FIG. 3 after it has been treated with an agent suitable for making it bulky.
In Fig. 1, the yarn stub 1 is a single composite yarn comprising spontaneously extensible filaments 5 and shrinkable filaments 6. Such a yarn can be prepared, for example, by spinning in a single bundle, filaments of polyethylene terephthalate. of different denier and subsequently lengthening and releasing the yarn appropriately as described more fully below. The composite yarn is smooth and compact before heat treatment; after heat treatment, however, the wire exhibits the bulky appearance shown in FIG. 2.
As shown in this figure, the length of the yarn section 1 is reduced slightly due to the reduction in length of the filaments 6 as the filaments 5 have grown longer, so that the filaments 5 have become relatively much longer. than the filaments 6.
In Fig. #, yarn section 3 is a doubled yarn comprising a plurality of self-stretching filaments 7 doubled with a plurality of capable filaments. shortening 8. Such a yarn can be obtained, for example, by lining a shortenable polyethylene terephthalate yarn with a teraphthalate yarn.
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spontaneously and irreversibly polyethylene phthalate. stretchable, which can be obtained by spinning: stretching and loosening of the polyethylene terephthalate filaments in an appropriate manner; as described later. The doubtful yarn is smooth and dense before heat treatment; after the heat treatment, however, the doubled yarn exhibits the bulky appearance shown in FIG. 4.
As shown in the figure the length of the yarn section 3 is slightly reduced] by the fact that the length of the filaments 8 is slightly reduced while the filaments 7 have elongated, so that the element 7 has a relatively long length. large compared to element 8 in Figs. 1 and 3, shortenable filaments 6 and 8 can be replaced, respectively, by filaments which have a somewhat less spontaneous elongation capacity than filaments 5 to 7, so as to obtain a composite yarn having similar farom the-ability to become bulky.
If desired, the composite yarns of the present invention can be treated to make them bulky before making them into fabrics. However, it is generally preferable to prepare a fabric from the composite yarn, in a smooth and compact form, and then to apply heat or other agents to make the yarn bulky in the fabric. Surprisingly, the degree of bulk increase which can be obtained in the composite hank yarns is also obtained to a full extent when the treatment to make the yarn bulky is delayed until the yarns have been made into fabric, and no force or stress imposed by the fabric structure reduces the volume of the yarn.
The inconsistency resulting from severe shrinkage of the fabric, which is also considered a waste of loom capacity, is easily avoided. In fact, it is preferred that any shortening of the composite yarn resulting from the use of shortenable strands in the yarn, does not exceed the maximum shrinkage generally considered acceptable in the field.
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commercial fabrics, that is to say a shrinkage not exceeding about 12%.
The composite yarns of the present invention include a wide variety of eyelashes whose shrinkage is less than this proportion, for example, a spontaneously and irreversibly extendable yarn can be doubled with a pre-cut yarn which can be incorporated into a fabric which become voluminous by heating without any change in its dimensions.
Dimensionally stable fabrics are very desirable in the textile industry because changes in fabric dimension often occur in a non-uniform fashion, which distorts the regular structure created by knitting or weaving. In another form of the invention, each of the strands of the yarn is spontaneously and irreversibly extendable, but the degree of spontaneous elongation differs. The dimensions of the fabrics made from these yarns increase during the treatment intended to make them bulky, which in fact increases the productivity of the loom. In these fabrics, the increase in yarn volume during processing more than compensates for the fact that the fabric structure becomes more open due to the spontaneous elongation of each of the yarns.
The self-stretching strands which can be used to form the composite yarns of the present invention can be prepared in several different ways. For example, cellulose acetate yarn can be heated to a temperature above the second order transition temperature and below the decomposition temperature so that it shortens without crystallization to give an elongated yarn. spontaneously and irreversibly when heated to 100 C in water.
In a preferred form of the invention, use is made of a yarn containing strands of polyester of the linear terephthalate type, extending spontaneously and irreversibly. By "polyesters of the linear terephthalate type" is meant linear polyesters in which at least 85% of the recurring structural elements have the
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formula
EMI8.1
where n represents an integer from 2 to 10. Linear terephthalate polyesters and copolyesters, such as polyethylene terephthalate and its copolyesters (where n is 2), can be easily prepared as strands exhibiting spontaneous and irreversible elongation. .
For example, an oriented polyethylene terephthalate yarn, preferably a substantially amorphous yarn can be exposed to water or steam at 100 C for about 0.1 second so as to shorten the strand by at least 20 % preferably 40% or more. In this way, it is possible to obtain yarns exhibiting a spontaneous and irreversible elongation in water at 100 ° C. corresponding to 15% or more; in dry air at 200 C a spontaneous and irreversible elongation of 30% or even more, can be obtained with these threads.
In a process for preparing the composite yarns of the present invention, a spontaneously and irreversibly elongating yarn is first formed and then doubled, or otherwise combined with a shortenable yarn. or to a yarn exhibiting another degree of spontaneous and irreversible elongation. In another process for forming the composite yarns of the present invention, a composite monofilament is directly obtained. For example, polyethylene terephthalate filaments can be spun and threaded together at a speed of 1200 yards (110 m) per minute from a spinneret so that some of the filaments have a spinning denier of about 2. denier per filament and the remainder of the filaments a spinning denier of about 5 denier per filament.
Preferably, the higher denier filaments have a round cross section and the lower denier filaments have a Y cross section or other irregular cross section, although this characteristic is not essential.
The wire is then oriented by stretching it about 2.5X so
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that it remains practically amorphous, after which it is made to shorten by about 50% by contact with hot air for about 0.1 second. The yarn thus obtained is a composite yarn containing both spontaneously extendable and shortenable filaments; when immersed in boiling water, the smaller denier filaments undergo spontaneous elongation and the larger denier filaments shortening, resulting in a bulky yarn. By modifying this process, a fully composite single yarn can be obtained. made up of spontaneously extendable strands, these strands having different degrees of spontaneous elongation;
for example, a yarn of this type can be prepared from a mixed polyethylene terephthalate yarn having 2 denier filaments and 5 denier filaments, spun and wound as described, by drawing it 2.6X of so that the yarn remains practically amorphous, then shortening it by about 65% by contact with hot air for about 0.1 second.
For convenience, the strands which make up the composite yarn are often made of the same polymeric material although in this case differences must be made in the preparation of some of the strands from the rest of the strands.
However, it is not essential that all strands of the composite yarn be made of the same polymeric material. Self-expanding strands of polyethylene terephthalate can be combined with ordinary commercial shortenable yarns of nylon, rayon, or polyacrylonitrile. Of course, many other combinations are possible.
The examples which follow illustrate the invention but cannot limit it.
EXAMPLE 1. -
Polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.57 and containing 0.3% TiO2 is spun at 295 ° C. through a die pierced with 27 holes, each 0.009 inch (0.22 mm) in diameter, and the wire is wound up at a speed of 1200 yards
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(1100 -,) per minute. The thread which has just been spun has a denier of 60.
This wire is passed from a food spool through a water bath at 25 C then on a sponge to leave on the wire a thin uniform film of water, after which it is passed around a food roll around A 1.6 inch (40 mm) diameter stretch finger maintained at a temperature of 100 ° C, and around a stretch roll to be finally wound onto a suitable spool. The speed of the stretch roller is 545 yards (490 m) per minute and the draw rate 2.385.
The drawn wire then passes, from a food roll into a 12 inch (300 mm) long oven maintained at 100 C, the inlet and outlet having an inch (13 mm) diameter and steam at 100 C being introduced along the bottom of the oven at a speed sufficient for the oven to be constantly full of steam. The wire speed entering the tube is 282 yards (250 m) per minute and exiting 150 yards (136 m) per minute this corresponds to a 47% withdrawal in the wire as it passes. in the oven and has an exposure time of 0.133 seconds to steam, calculated from the length of the oven and the wire exit speed. On leaving the oven, the wire is wound on a suitable spool without twisting it.
When a sample of the yarn is immersed in water at 100 ° C. for 5 minutes, it is observed that the yarn undergoes a spontaneous and irreversible elongation of 17%,
The self-stretching yarn prepared as described above is doubled, at a twist of 2.5 "Z" turns per inch, with a commercial yarn formed from continuous filaments of polyethylene terephthalate. The yarn is a 40 denier, 27 filament, semi-matte (0.3% TiO2) untwisted polyethylene terephthalate yarn having a tenacity of 4.4 grams per denier, a tensile elongation (increased length before breaking) of 25%, e shrinkage of 12% when immersed in water at 100 C for 5 minutes.
A sample of the doubled yarn immersed in water at 100 ° C. for five minutes sees its volume greatly increased. A sample of the unheated backed yarn is
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woven to obtain a 2 x 2 fabric with 120 warp threads and 114 weft threads. Temperatures above 70 ° C are avoided for sizing and other treatments. The resulting fabric is perfectly smooth and has the characteristic feel of fabrics formed from continuous synthetic filaments. However, when the fabric is immersed in water at 100 C for 5 minutes, the yarn constituting the fabric becomes very bulky, the feel of the fabric becomes soft and warm, and the opacity and hiding power of the fabric increases significantly. .
The following results quantitatively illustrate the increase. of tissue volume following treatment in water at 100 ° C., translated by increased values for the specific volume and the covering power by contact and by a decreased value for the transmission of visible light.
EMI11.1
<tb>
<SEP> properties of the <SEP> fabric <SEP> Before <SEP> treatment <SEP> After <SEP> treatment
<tb>
<tb> by <SEP> the <SEP> heat <SEP> by <SEP> the <SEP> heat
<tb>
<tb>
<tb> Specific <SEP> volume <SEP> (cm3 <SEP> by <SEP> gr) <SEP> 1.39 <SEP> 2.48
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Power <SEP> covering <SEP> by <SEP> contact <SEP> 42.7% <SEP> 66.5%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Transmission <SEP> of <SEP> the <SEP> light <SEP> visible <SEP> 6.6% <SEP> 4.3%
<tb>
In these tests, the specific volume is determined by dividing the volume of the tissue by its weight;
volume of a tissue sample of known area is determined by multiplying the area by the thickness measured under a pressure of 3.4 p.s.i. (0.23 kg / cm2) according to the process D76-53 of aâ Standards for Textile Materials A.S.T.M.
Visible light transmission is determined by measuring the amount of light passing through the tissue using a white light source and a calibrated photocell. Contact coverage is determined by passing a point beam of light through a green filter perpendicular to the surface of the fabric and measuring with a photo-volt reflectometer (e.g. Model 610 from the Photovolt Corporation ) light reflected at an angle of 45 from the surface of the fabric and comparing the reflectivity of the
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surf, -this of the fabric to the reflectivity of a white background according to the equation below:
EMI12.1
(R -R) - (Rrw - Rfb) Coverage per contact = # Y'p - WT ##### 100% wb where Rw is the reflectometer reading for a white background, Rb is the reading for a black background , Rfw the reading for the fabric surface against the white background and Rfb the reading for the fabric surface against the black background.
EXAMPLE 2.-
In a series of three experiments, polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.57 and containing 0.3% TiO2 was spun at 295 ° C. through a die pierced with 27 orifices, each 0.009 inch (0.22 mm) ) in diameter, and the wire is wound at a speed of 1200 yards (1100m) per minute.
The yarn spinning denies obtained in the three experiments are shown in Table 1. The yarns are then passed from a food reel in a water bath at 25 C on a sponge to leave a thin uniform layer of water on the sponge. wire, after which it is passed around a feed roller around a 1.6 inch (40 mm) diameter stretch finger maintained at a temperature of 100 C, then around a stretch roller and it is finally wound onto a suitable spool. The speed in line with the stretch roller is 545 yards (490 m) per minute and the stretch rates are shown in Table 1.
The drawn wire then passes from the winding spool onto a food roll through a 12 inch (300 mm) long oven maintained at 100 C, the inlet and outlet having 1/2 inch (13 mm) in diameter and steam at 100 ° C. being introduced along the bottom of the oven at a speed sufficient for the oven to be constantly full of steam. In each case, the speed of the wire exiting the oven is 150 yards (136 m) per minute and the calculated exposure time in the steam is 0.133 seconds.
The speed of the wire entering the oven as well as the calculated shrinkage of the wire passing through the oven are shown in Table 1. After leaving the oven, the wire is entered.
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rolled on a suitable spool without twisting it. In each case, the yarn obtained exhibits a spontaneous and irreversible elongation when it is immersed in water at 100 C for 5 minutes, this elongation being indicated in the table.
', CABLE 1.
Preparation of spontaneously stretchable polyethylene terephthalate yarns.
EMI13.1
<tb>
Thread <SEP> A <SEP> Thread <SEP> B <SEP> Thread <SEP> C <SEP>
<tb>
<tb> Denier <SEP> of <SEP> spinning <SEP> 85 <SEP> 70 <SEP> 45
<tb>
<tb> Stretch rate <SEP> <SEP> 2,900 <SEP> 2,852 <SEP> 2,735
<tb>
<tb> Speed <SEP> at <SEP> input <SEP>, from <SEP> oven <SEP> 227 <SEP> 234 <SEP> 333
<tb>
<tb> Withdrawal <SEP>; <SEP> 34 <SEP> 36 <SEP> 55
<tb>
<tb> Spontaneous <SEP> elongation <SEP>%
<tb> (in <SEP> of <SEP> water <SEP> to <SEP> 100 C) <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 15
<tb>
Each of the self-stretching yarns prepared as described above is doubled, at a "Z" twist of 2.5 turns per inch, with a yarn formed from continuous filaments of nylon.
This Nylon yarn is a 20 denier, 7 filament, semi-matte (0.3% TiO2) untwisted polyhexamethylene adipamide yarn having a tenacity of 5.0 grams per denier, an elongation at break of 20%, and a 10% shortening after immersing in water at 100 C for 5 minutes. Samples of the doubled yarns prepared from yarns A, B, and C, immersed in 100 ° C water for 5 minutes undergo low, moderate and high volume build-up, respectively.
A quantity of each of the unheated backed yarns is knitted on a knitting machine as the front bar yarn, using a commercial 10 denier, 30 filament nylon yarn for the other bar, and a stockinette stitch, Les The resulting knits are smooth and have the characteristic feel of knits made with continuous filaments. However, when the knits are immersed in water at 100 C for 5 minutes, the yarns which constitute them become bulky and each of the knits acquires a soft and warm feel. Of the three knits, the greatest increase in volume and warmth is acquired by the knitting containing the yarn c, the knitting containing the yarn B
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coming second.
EXAMPLE -3.-'-. Polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.57 and containing 0.3% of TiO2 is spun at 295 C through a divided filter and through a die pierced with 11 round orifices each of 0.006. inch (0.15mm) in diameter, one side of the filter and 27 Y-shaped holes each with three intersecting slots that are 0.003 inch (0.07mm) wide and 0.025 inch (0.16) mm) in length, on the other side of the filter. The molten polymer is directed at equal speed separately on each side of the split filter to the die.
The yarn is wound up as a single bundle of filament at the speed of 1200 yards (1100m) per minute and at a spinning denier of 208. The yarn passes from a feed spool in a water bath to 25 C and on a sponge to leave a thin uniform layer of water on the wire then it is passed around a food spool, around a stretching finger 1.6 inch (40 mm) in diameter maintained at a.temperature of 100 C then around a stretching cylinder and it is finally wound on a suitable spool.
The speed at the right of the stretch roller is 545 yards (490 m) per minute and the draw rate is 2.456. The drawn yarn then passes from a food roll through a hollow needle terminating in a nozzle with a constriction of 0.062 inch (1.5 mm) and the exit passage widens 7 and then to a suitable winding spool. Air is maintained at 220 C and a pressure of 5 p.s.i. (0.35 kg / cm2) on the inlet side of the nozzle so that a jet of hot air passes through the nozzle in the same direction as the wire. The point of the hollow needle through which the wire exits is located in the throat of the nozzle and the wire heating distance is 1.35 inch (34 mm).
The wire passes through the nozzle at a speed of 302 yards (276 m) per minute and is wound at 150 yards (136 m) per minute which corresponds to a shrinkage of 49.6% and an exposure time of 0.015 seconds, based on the wire output speed of the
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nozzle. the yarn prepared in this way is a composite yarn which becomes very bulky after being immersed in water at 100 ° C. for 5 minutes.
By separating the yarn bundle and measuring the individual filaments having and after staying in water 100 C, it is found that the filaments which have a Y cross section show a spontaneous and irreversible elongation of 14% in boiling water while that filaments having a round cross section show a 10% shortening in boiling water.
A quantity of the composite yarn released in the air jet is woven to obtain a 2 x 2 weave fabric of 120 warp yarns and 114 weft yarns. Temperatures above 70 ° C are avoided in sizing and other fabric treatments. The fabric obtained is smooth and has the characteristic feel of fabrics made of synthetic filaments; however, after standing in water at 100 ° C for 5 minutes, the fabric has a soft and warm feel and its covering power and opacity are markedly increased.
EXAMPLE 4. -
Polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.57 and containing 0.3% TiO2 is spun. at 295 C by a split filter and a die having 11 round orifices, each of 0.006 inch (0.15 mm). in diameter, on one side of the filter and 27 Y-shaped holes each formed by intersecting slits that are 0.003 inch (0.07 mm) wide and 0.025 inch (0.16 mm) long other side of the filter. The molten polymer is fed at equal speed from either side of the split filter to the die. The yarn is wound into a single bundle of filament at the speed of 1200 ya.rds (1100m) per minute and a spinning denier of 208.
The wire is passed through a feed spool through a 25 C water bath and over a sponge to leave a thin, even layer of water, after which it is passed around a feed roll, around a 1.6 inch '(40 mm) diameter stretching finger maintained at a temperature of 100 C and finally around
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to wind it up on a suitable spool. The speed of the stretch roll is 580ft (177m) / minute and the stretch rate is 2.9. The drawn wire then passes from a food roll through a 12 inch (300 mm) oven maintained at 100 C.
The wire passes through the oven at a speed of 400 feet / minute (121 m / min.) And is wound at 180 feet (55) / minute which corresponds to a shrinkage of 55% and a duration of exposure of 0.333 seconds, based on the wire exit speed from the oven. The yarn prepared in this way is a composite yarn which becomes bulky after being immersed in water at 100 ° C. for 5 minutes.
By separating the bundle of filaments and measuring the individual filaments before and after residence in water at 100 ° C., it is found that the filaments which have a cross-section in Y show a spontaneous and irreversible elongation of 12% in the body. boiling water while the round cross section filaments exhibit an elongation of 3%
A certain quantity of thread released in the steam is woven to obtain a 2 x 2 fabric with 135 warp threads and 120 weft threads. Temperatures above 70 ° C are avoided during sizing and other fabric treatments.
The fabric is smooth and has the characteristic feel of continuous synthetic filament yarns; however, after having been immersed in water at 100 ° C. for 5 minutes, the fabric acquires a soft and warm feel and exhibits significantly increased covering power and opacity.
EXAMPLE 5.-
A sample of cellulose acetate -containing 2.4 acetyl groups per glucose unit was dry spun by ordinary methods from acetone to give a 75 denier, 24 filament yarn with a shortening of 2. % after exposure to water at 100 C for 30 minutes. A quantity of this wire is passed through a tube 2.5 feet (0.75 m) in length and 5 inches (126 mm) in diameter, held at
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200 C by means of a radiant heater extending over its entire length.
The wire speed entering the tube is 338 yards (305 m) / minute and exiting the tube 270 yards (250 m) / minute, which corresponds to a 20% shortening of the wire passing through the tube and at an exposure time of 0.19 seconds, calculated on the basis of the length of the tube and the wire exit speed. By immersing a sample of this yarn in water at 100 ° C. for 30 minutes, it is observed that it undergoes a spontaneous and irreversible elongation of 14%.
The spontaneously stretchable yarn prepared as described above is doubled at a twist of 2.5 Z turns per inch with an amount of the original sample of 75 denier, 24 filament cellulose acetate yarn, showing a shrinkage of 2% after being immersed in water at 100 C for 30 minutes.
A sample of the doubled yarn immersed in water at 100 ° C. for 30 minutes becomes voluminous. A large sample of the unheated backed yarn is woven to obtain a 2 x 2 fabric of 120 warp yarns and 114 weft yarns. Exposure of the yarn to hot water is avoided during sizing and subsequent processing steps. The resulting fabric is smooth and has a relatively silky feel; however, after being immersed in water at 100 ° C. for 30 minutes, the yarn constituting the fabric becomes voluminous and the feel of the fabric becomes soft and warm.
The present invention has many advantages over the known methods. One of the essential advantages is that it allows the use of continuous filament yarns which have excellent tenacity and which are easily obtained to form yarns which can be made into a fabric having a high covering power and a soft touch. In general, when processing continuous filaments to increase their bulk, some of the benefits of processing smooth and dense continuous filaments are lost. In the present case, however, the increase in bulk can be obtained after the yarn has been woven or knitted. This. eliminates the tendency of the bulky yarn to relax to reform
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a yarn reads when knitted or subjected to similar tensions.
Still another advantage is that a very bulky fabric can be obtained without the use of threads with a high degree of shortening.
CLAIMS.
1.- Composite yarn comprising several strands of at least two different species, characterized in that at least one species of strand of the yarn exhibits the property of being capable of extending spontaneously and irreversibly.