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"Procédé de fabrication par extruaion de tissu à poil en matière plastique, et appareil pour sa miee en oeuvre"
La présente invention concerne des tissus à poil en matière plastique. De façon plus précise, l'invention concerne un procédé de fabrication de tissu à poil en matière plastique par extrusion, ainsi que l'appareil correspondant.
On sait extruder des matières polymères sous ferme de fibres ou de tube cylindrique à partir d'une filière de métal. On a également produit par extrusion des feuilles plates en matière thermoplastique, et l'on peut réaliser diverses autres formes de coupe transversale.
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On sait également extruder des matières plasti-
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qaeo"â partir à'une filières puis Zee aoumettre à un
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) ''i1r88f. j pilonnait un découpas. on un filage de menière à réaliser diverses formes et différent es va- riétés de résistance et d'utilité diverses. On n'a toutefois jamais essayé de fabriquer par extrusion un tissu à poil qui sait épais et élastique.
De façon plus préoise, on n'a jamais conçu de moyens pour la fabrication d'un tissu à poil en matière plastique à fibres jointes et croisées, par une opération unique d'extrusion, comme le permet la rrésente invention.
On sait également produire des fibres par fi- lage au mouillé à travers de petits orifices. Comme pour les fibres extrudées, par fusion, aucun procédé n'a jamais été proposé pour la transformation de tel- les fibres en tissu à poil au moment du filage, étant donné qu'il est nécessaire, dans tous les procédés connus dans la profession, de procéder à un travail et à un tissage complémentaires pour assurer une tel- le fabrication à partir de fibres plastiques.
L'expression tissu à poil utilisée dans la pré- sente demande de brevet désigne un tissu en matière plastique, constitué par des fibres présentant des boucles ou des poils qui lui confèrent épaisseur et élasticité.
La présente invention vise : - un procédé de fabrication d'un tissu à poil en fi- bres polymères, par extrusion ou filage au mouillé de ces fibres sans traitement complémentaire,
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- un procède de fabrication t',. i.isu à poil en finbres polymères liées au mc-nent le l'extrusion ou du
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filage,
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- l'appareil permettant de f:bri,f'x.:r un tel t!USI1.
Selon l'invention, le roc '=!' l de fabrication d'un tissu à poil on mutijr= th ::rt:l('Fl3tique par extrusion consiste à extrader un ;rd jeu de fibres parallèles fortement rrtr wei ;.ablc.1 en matière thermoplastique réparties sur un ,.('r'.'l" de façon irrél1.!l- 11ère, et à extruder un se^m.Fi jeu de fibres identiques à celles du premier jeu :;aai.t v, ant un coefficient
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de rétrécissement plus faibl...
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Les fibres du second jeu sont reparties de fa- çon irrégulière zur un cercic. ri que au premier, et les directions des deux j..,:,.x .,e ",:,ulJcnt de manier.; à relier les fibres qui au c:ri..5.x.t. Les fibres r tr.'cissables sont rétréci es rar t:v.à.f ::.=nt thermique.
Selon la présente invention, 10H fibres rol0res sont extrudées ou I:i1e;J au. i7.cTLll, à l'aide d'ouvertures irrégulièrement espc;0 10 filières distinctes; elles sont croisses et ¯¯i,.: ¯4 '::r. contact afin d'être liées les unes aux autres, -nfin, le tissu ainsi fabriqua- e3t .^a0':1..3 :. 1 irai *-.c..ont therciqu:: qui provoque le rar.ci.3,e:.-rxt ,1,>= fibres. Le:) fibres utilisées préoentent des coefficients .3e rétréciascment différents; il s'ensuit q,1; le# ribroj 111i rétrcissent le noins deviennent lc,ne1.-; 'jt se détachent. des autres en formant d'3 bcuc1':):J, devenant ainsi les poils du tissu.
Par l'expression c'efficient de rétrécissement, il faut entendre le nc.-,:bre donnant, en
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centimètres, le rétrécissement d'une fibre en matière
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plastique pour une élévation de température de 1 C.
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La demande de brevet belge ? 466. 36? du 15 lévrier 1960 décrit un procéda selon lequel 'on e2'Iri: des fibres polyméres (ou on 1fJ file: au ";ouill.";) fla partir de jeux d'ouvertures distant:' et an'artcnur.'. à. des filières distinctes. Ce;.! fili'rca août di:vr,sées de façon à peu priJ concntri;u: 0t jjnt !.w1;.,,'.! 3'un mouvement relatif circulaire nu cour.', de 1 ';xtrusion, de *ori;,> qur 1.:,3 l'ib1"!''; :r^';,.nr.t. 'i'u'' :ïlièr'J viennent 'tu contact d, c..l1.!; j.i ,>J,<t;.i:àt, i';::.. joconde fili'r'! ainrj '1U't11.';' n'3 ;,:}ri' n,i. Ir:1 ;,.;. :
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entre elles.
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Cé cont!3.et '1 li.##i en un {,oint ;% 1.;ir..l:> y.,: ¯.. d'extrusion, de ;;ort,> ,!u.:! leu ibrw.. :rr. r :.: .I contact l'un''; d,) l'autre ac l j "ll 1 :r une.! 'j'U .;.1" ;... : Selon la 1"Jrmi; du ralirTtifn l' :f,1' :.\ '1< ., '...vention décrite au br=av.#: .rr.t;i,:r.n= 1 .;i-de:iJ:;.i, i-j fibres sont =xtrurà4;a ,-.sr 1"aiian 'r ..ftir i':u"rtures disposées ':'n c0l":1,.: danl .:; t'i' i:.r.. izat.:... ,. et les autres fibres, qui n'ont pa.' r'a"f' < T:<.'¯.t,:: le mtme (13,:.?tr: lue 1':3 fibrea intri'3ur-j.;, :1:l, .'- trLItE:9 à partir d'autres 0uv::rtur"< ".J.:Ht ïu:1'" :',l14re diapoaje suivant un c,:rc':'.! c,:one,:ntr1.r'; (la %..;. - cite de la fi1H.I'..: int,ri-..:1'!J.
Len fibres provenant d-3 chaque fl1i"r, .S'4:F', l,','tiruea et maintenues HlrÜ101'!:1 au ct:xlrn d-' l ' o.;tiusion, tandi qu'au moinu une de. deux l'ilièrcn j,1.z<<: de façon que les ouverturea ...(>3 deux filières :Joi.;!:t
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animées d'un nduv#nt relatif.
En un point tippr,)ri,J vùidin de la face des fi- 1iérez, le& fibres *xtr>ià>uea provenant de la filière intérieure viennent carîtact intime avec le#1 fibres axtrud4en di.' 1:1 fil1rt: oxt.5riCiuro alori l'lU'} 1 ... fibres se trcuvent ,an->or.> à l'état thur-NOpla.'tiqu" et senaiblcnt à la t<= =1:,µratiar,; d'extrusion, c" ui a pour (iffct t d ' a 1 ;> iJ r .; r 1 fi l1'1i.hjn d,,)o :t'1bru;J t n 5 < J riúurea avinc 1", f1rr'J:': i,xti<ri.;iJr#:#.i aux *oint;; h; contact.
Il rtjHult'.! .l,: <,<att.*i lhi:'Hm t411 t'il t '.'yl.indrL2u,,: t'n R.i-'-r" pl.u;<:.i !.u, r.t.;t!.t .t i'ii:i t..:l. aup'.f';, llit 1;>oi'tntlt, <1=..' iit.1""t; iiàt;li'i< j;;*;i ; :jr,,l ii.t.>.., et <.la+,i fibr.'.! ;:<t,lt'l..<ii' . ; j...irml !,/.l<;::1 t'lx>i;.i -..i#;:< j ;> .- >iér+i.; av.'c l;;Jq;i 11:>;; , i l<, t'=ilt ;an certain ;.in,il<' qui >1.lpén#! t-J ,;it.>.o.;<"; .i;. r,jf,;.itii>xj <t,>;; 1:nx '11 t:'. rcj ;.t ;I, lei .,rl.>.;;;<% d'":.:".ru;!ijn.
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,Uan:1 =.i: ..i;.:;., ;'i .. l ,e.; a.i t, i,.> ; , j ,,;< ft-..-! ont If c< .fi', ,1.>nt h. r i:.r.t :i...;..":.;;t 1..' = !;,,i 1-.i < t. <:;: une -C #hn#ri; '-i-..:x rit fl;. :'i:<-i..!n ,,t .i+;zi ';itr.,;:i 1' !.Oi.lL:! .i'i *.i..;.><i .u,.I..,; 1 .iv..;it..i ; :+<ii"'i+..;;..< où praduir. au:' 1+.:i ;>#irti..; 1: pi;ix l-.nc.' d.. 1#brc-3 non li,Ô<'J, '1=. f-> ifin .i'is. l'on ait 1.... b1ucL';: (U
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polls plua lon±* Un gabarit fix 4' diaaôtr;t au r:101n:f nui grands, ara1&' yaa benacoup rlun rM,1, que cvi>1 .i: plÀ4t grand den deux oêrclrt,, dezt ',,,1;1"'Jrtur".1 :1-:1 ri li'ir/t;a, pout 8tru Ít13t111l{ .1 un ;.irt.fiàn<; .i ..;;:ixc# a;< , .,.., dea filiôrcJ rJti à # .i.:
, ,i>Àr i . ; i, i ;,i <.;;r j <n : r i i r,, j q . ocr le filet ej+lin..1;9i.ii<. p :>;r ,;,i; ,j.: :<,r,,:. j ,...# Me et pour '.1-:' lmi t'it.r<, : ki:t;;;.i..;>r< ; i:; ri t .fl . flua tort ex .=;t .r. 1 .:,i ,..,.., i .. *t "<i .;;x.<. ; . , !,,<.. , . rit it et 1 1 :>.>i p., j< : ; : : t i . y , .:. ;
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4,a iàP1liéib;n, <i>: f:\':',; "Ô * .:;..;: ;* i<. ; nI r-.''1 't'" i,,; n 1*AfAt ',11.1'.;11,",<1 fi"<1..;# ..iit.> ..=.,, 1 i r..<;.:..i;ii , >;- * <.n t . Il 1 foe i i i t i% i >: 1 . - :b 1 < rd .x : t . i * . : -:'l:t;':". i, . " * ill.1C If.'!;J "ir.'J n ':l k'Fxâhtâ ,*a # Ti t . ( .y ! ... ;i . i . tnçcn l'r!o1i.l';'J a.';' w 1: f t r - ;r ..:. r : S c,. & , 1'Y ltk,l. tn.r.1rl}!H'r' ." '" X 1 , * .: .j '. ..y 7. # i.
F x ax .; :.. il #r i,*:ix >:xti it..r âr'3 ;s s . ......, ., .... r:JÜll,1t vEEtt rt 1.. l;=i-'à 1.. ':'l:"t.... x-fr ' ¯ ¯ k i i ,.r.' ..; .i.4,tk. c"\J:r'(tct x' ..¯..= l" j u i;*à : ::...". :.; il 'f.¯\ J,r'.f'La2 =s. ' k ,ï k W a . Y ' i . , c . t7j,nt.,} l.! k::\h#i!:; E H' i . , -.x-;1. " ..::8 ...: r:..
1.' t'il.". .i P.> SJ.%r .1,.:,.;, s .. i ....... g# ,'i:e.l '1 .; f T "x a a . . ;-:,,....; .. .. t,)tU!J.x '1 't'e'l'n:"H' i; : ..3..s Z t.<; i; ;*.. i ..:.... ,# ;tix â9J',.h 1n!',:'i'u:', : Sa-¯. i . : i i ..: ', : ;.. k T t' lbri,j "iln3, i,:> ,,r*,>1.;>,xt. , "'Í' > -b .:., 1: ... ;¯ . ; : 11,{,', 3,/'xet ' to-e t: , t t b' : P: ß 4 . " k . ..,;, 1: .*¯ .. ,1'... 11HH'lt .iiii''"s6"'t".. ":, Ü.1! ., !,.' ; , .. f. - 1" r'à1,9!'lf:bl flt'1r. iaiVi'1 .ti :.# :w; "x,,.'!r>'; ,1.. J';:'>, ':i:;} 'ßiflâ:# r('IJ....:;t flEr.. d: m:';": i :<gr j .:.i.iiib 1 # .=
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l'une à l'autre d:; fibr,::;) '1ul coueerlt ou lier
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Plus Solidement des fibre3 qui le sont déjà. Suivant une variante, on peut chauffer le gabarit ou à la
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fois le gabarit et le. jq.al.Jts p;>1r obtenir un tel
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résultat.
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Suivant une V-nriin".. '11.1 T,rcc{d1 iour 11 el' dos fibres au moment où '11 e # cro:L1únt, on utiliott un anneau !lttach6 ;l l 'api,:;rei,l &1 à tt:1ù diotarcc! fixe de ce dénier. L.. deux j<>ux d. fibre. à lier passent aur la p::1rtiu i:>it ;1>.ur<> =t<, l'nnn.;:iii ,it ,"}ut *-Iora2da l'un contr.) 1...,..,... ,.,,,.,# ;tii 1'.iit ..in; 1<> diamtntre 6x1 ..-.rieur d. 1 " :1.i: . ;;i ...;i; 'l' oln;J ><>ni -liz d1amotre du corde, '}xt 1'1.:H' 1 ..; .;uv,;rtur,>;a.
Un filet en matil,r.. rol.....ui r.lij-'. pause dans un b..in ch... .î-;n,: 1.<j.i;1 il :;a; .tir. at où 1 'on donrl\' aux fi }'1' ',3 un.....nation ;j;:1 G;ir.wntt1 1 a r<J x 1 .i t :,in c du :' 1 1 . : .. t, ..n =:;> , 1 1 i' l <> 1 > :"> ;h.; " ; .
Cri bain contiüllt un <x#;=:.ii*1:1 1:= 1.. jti;1 5n tilt j..i,;Ger le filet cylinjri >## r.,=, à=1>1 ;. >;n ##;irét;.. un peu plu<3 Gr.-ir,1 qu. .. Si.l : ...;<;t;..;J ', f %ni#1<># 1.' 1 1 1 '-'t.i ;<j:ù.. .<.,:..1.
On r0tirt..' ':n.'Ii t - :. ",] ..;tj,jyi,j Q ;,z, aYitesJ;; Jup4ri.;ux.,# i :.l; - .. ,, :,1 .::t non contact ; ,#ç.i;: "; ; "':.;;.<.>. i:1;.; , .1":;,: .l;, 1.i 1,)tl,;u(Jur <:n;lan t .j :1 ' 1 1. , .. : t . ' : i ;. : , ;< ; . i 1. = .::. ; n r 1%' i.. drin. Le li,i>-t1>1.> r. t. ;i;: .,.. .;,; r>1.ii : il fournit la ch;>1;ur n E.,,,.;.; ii i"< ........... .ts j,t.>.l:;1: , ;olj>.6re à 1d ;1 t N.>j .:r"i ;>i > " -> ; *. : :.>.;.:. t ' ,;.r .,i;.. ,,= i :;; , . il ai>nui,é In iubrii'iolU ..;:t;.. ....... <.t filât, ce qui Ht-r.'t '1 '?. 1"it,1.;' ! . 1"!.1.1.\.:' .1UZ'
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mandrin sens frottement.
Pour certains polymères, comme le téréphtalate de polyéthylène ou la poly m-xylylène adipamide, le filet polymère orienté que donne l'opération d'orien- tation décrite ci-dessus se rétrécit à des températures assez basses. Si l'on combine à des fibres en polymères de ce type des fibres en polymères qui ne rétrécissent pas aux basses températures, on réalise assez facilement la fabrication du tissu à poil en matière plastique selon l'invention. On fait subir au filet un simple chauffage, et les fibres susceptible de rétrécir beaucoup sont effectivement rétrécies, tandis que les autres fibres deviennent lâches et se dégagent en formant des boucles qui constituent les poils.
On effectue ce chauffage de préférence en milieu gazeux, de l'air habituellement. Ce rétrécissement peut évidemment s'effectuer sans qu'ait lieu l'opération d'orientation dont il a été question plue haut.
Le tableau I ci-après donne des températures caractéristiques d'extrusion, d'orientation et de rétrécissement pour diverses fibres. @ @
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TABLEAU'!
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,ttempêrature 1 ttempérature lllempérature d'extrusion d'orienta- de retrecisProduit (en oc) ilion sèment sous
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<tb>
<tb> Produit <SEP> @ <SEP> (en <SEP> C) <SEP> l'effet <SEP> de
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t , . i ¯¯¯¯¯¯¯¯ (en OC) polyéthylène de 180 à 250 de 18 & z bzz ############################## polyéthylène du type 220 24 du ,1 , 1 l j Polyethylene de 200 à 250 de 95 ?1 xi z.00 da forte 2 t densité #######;######## 1 ####-#.-"......
Polystyrène de 24tu à 280 135 90
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<tb>
<tb> (nominale
<tb> 275 C)
<tb>
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Chlorure de de 150 170 100 100
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<tb>
<tb> vinyle <SEP> et <SEP> (nominale <SEP> zozo
<tb> ses <SEP> copo- <SEP> 160 C)
<tb> lymères
<tb>
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rolypropy- ;de 200 à 250 de 115 à 135 100 i ; Polypropy- lène 200 115 z.00 Le polyéthylène du type DYNK est fabriqué par la
Société UNION CARBIDE PLASTIC sous pression et température élevées, en présence d'un catalyseur oxygéné à radical libre.
Son indice de fusion est défini par le procédé décrit dans les normes ASTM D 1238-52T, comme étant d'environ 0,3 dg/min, et sa masse spécifique est d'environ 0,920 g/cm3.
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Dans tous les cas, l'opération de rétrécisse-
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ment s<ma-4'&M' de la chaleur doit btre effectue à-QÉa joeÉ)µÀàÉoeiy intôrieuru t6mp'ra%ure à'orian- &-me taat inférieure la température d'orientatlm 4 laquelle le filât a subi son roientation préa- lable.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre d'exemple explicatif mais nullement limitatif divers éléments de l'invention.
Sur ces dessina, - la figure 1 est une vue de la face des filières d'extrusion, prise parallèlement à l'extrusion et dans le sens opposé, - la figure 2 est une coupe transversale d'appareils à extrusion et d'un gabarit, - la figure 3 est une vue en élévation d'un montage d'appareil pour l'orientation d'un filet en matière polymère extrudé ou filé, - enfin, la figure 4 représente la formation du tissu à poil, au cours du rétrécissement des fibres par la chaleur.
Sur la figure 1, la filière 11 d'extrusion intérieure est munie d'une série d'ouvertures d'extrusion 12 réparties irrégulièrement suivant une circonf.J- rence. La filière d'extrusion extérieure 13 comporte une série d'ouvertures d'extrusion 14 réparties irré- guliérement suivant une circonférence concentrique à la première..Tandis que les fibres sont extrudées par les ouvertures, les deux filières tournent dans des
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sens opposés, de sorte que les fibres restent paral- lèles aux autres fibres provenant de :La même filière, mais sont inclinées par rapport à celles provenant de l'autre filière,, :
et lorsqu'elles viennent à leur contact constituent un filet résistant de fibres en- trecroisées. On voit facilement que l'on peut fair pivoter une filière tandis que l'autre est fixe, ou que l'on peut faire pivoter les deux filières avec des vitesses variables ou de façon intermittente de façon à réaliser toute une série d'écartements antre les fibres. En outre, l'intervalle entre les ouver- tures de chaque filière peut titre modifia de façon à donner divers écartements des fibres.
La figure 2 montre des fibres extradées 15 sortant de la filière intérieure 11 et des fibres extrudées 16 sortant de la filière extérieure 13.
Etant donné que ces filières tournent suivant des sens opposés, les fibres extrudées provenant d'une filière sont entraînées suivant des trajectoires inclinées par rapport à celles des fibres provenant de l'autre filière, et lorsque les fibres des deuxjeux viennent au contact les unes des autres sur le gabarit 17, elles prennent la forme d'un filet cylindrique de fibres entrecroisées.
Etant donné que ces fibres ont conservé une partie de chaleur d'extrusion, elles se soudent les unes aux autres aux points de contact, et l'on obtient ainsi le filet terminé que l'on retire du gabarit 17.
Une fois que le filet 18 est passé sur le gabarit 17, on peut lui faire subir un traitement com-
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plémentaire, représenté sur la figure 3, consistant à le faire passer dans un bain chaud 19 et sur un mandrin 20. Tandis qu'il passe sur le mandrin 20, le galet subit un étirage sous l'effet d'une tension appliquée à son extrémité, tension obtenue par exemple, en faisant passer le filet entre des galets 21, à une vitesse supérieure à sa vitesse d'entrée dans le bain.
Cet étirage tend le filet à la fois radialement et suivant la direction de l'appareil, et il oriente et renforce les fibres prises isolement. Suivant une variante, on peut n'étirer le filet que suivant la direction de l'appareil sans utiliser de mandrin, mais le filet a alors tendance à former un étranglement. L'anneau 22, représenté en coupe entourant le filet avant son passage sur le mandrin 20, est plané près de ce dernier. Son diamètre et sa diestance du
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mandrin 20détcrwinn;; 1' ^.nlQ,Yft;Sk,1.L 2let.,;:: écarté de sa trajectoire verticale, et oeet nn,gl.? dé- termine à son tour l'importance de l'étirage et sa direction.
Cet angle est réglé avec soin de facon à -donner l'orientation optimum. Le diamètre de l'an-
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neau 22 doit être sensiblement .al au diu:r,tr- exté- rieur du filet tubulaire au moment de son entrée dans le bain 19.
Pour assurer une bonne orientation, on peut étirer le polyéthylène de faible densité jusqu'à cinq
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fois ou cinq fois et de:;ie sa dimension initiil,, et le polyéthylène de forte densité jusqu'à dix fois.
Les dimensions de 1'anneau 22 et les dimensions du mandrin 20 et son emplacement doivent assurer un an-
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gle 23 d'environ 45 . D'une façon générale, plus l'étirage est important, plus la résistance obtenue est grande.
Une telle orientation est avantageuse, car les fibres extrudées, ou filées au mouille, sont à l'état amorphe au moment où. elles viennent d'être extradées ou filées et où. elles sont brùsquement refroidie.-,,..
Les fibres amorphes sont cassantes et ent une faible résistance à la traction. On ne constate aucune cris-
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tallisation sensible, ni par une rajthode de diffr!1ction des rayons X, ni par des r:1'..U!,,,l (l. d<:n<;1.ti). Ij..>x fibres ne peuvent pas facilement E#tr;. ,µtir60.> à la température ambiante, et elles 1;,> rtr.jci;;,J('nt trëij peu lorsqu'elles sont détendues et our'tiscs à drJ.} températures élevées.
Les fibres amorphes sont tr1n:-1! Jr:;A C::J en fiè1r .',J tenaces et susceptibles d'un fort r>0t.r4 1; Jvr<#nt sous l'effet du chauffage, d'un étirage biaxial <3t d'une orientation dans une zcne de te::1p,;r3turC:J .xituée au-dessus de la température tnnjiticn du second ordre mais au-dessous de 1 t. :::;1 rtur-'3 .J';r laquelle le polymère a tendance éi = 'ii,;in<;ir D'ms orientation moléculaire sensible, c ' est-à-dir>à dans une zone de températures voisine., duoint de fu-
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sion de la résine.
L'expression "tcP''\'!l''1\'urü de transition du second ordre" J'81';rlu la t >'"j jw ;ii'a 1 tl l' pour laquelle on remarque une cli]coni'11J.it dan3 la dérivée première, par rnpIJort :'1 1, L -.'r.'l":,!:' .tu l'11) d'une grandeur thermodynamique fondamentale, sans la chaleur latentehabituelle qui se présente aux
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températures de transition du premier ordre.
Cette température est liée à la température de fluidité et de limite élastique du polymère.
Parmi les propriétés thermodynamiques que l'on peut observer pour déterminer le pint de transition. du second ordre, on peut mentionner le volume spécifique, la chaleur spécifique, la masse spécifique, l'indice de réfraction et le module d'élasticité.
La composition du polymère et la vitesse de
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chauffage ont une influence sur 1 a tcr:>'>ratur!: de transition du second ordre observée. La tipratur': d'orientation et la vitesse dé chnui'f::1k': C'pt,.:r:n ! ('1,vent tre facilement définies par de* *:;s,ii-1 empiri- ques simples.
Il est avantageux d'entraîner le filet vers le
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bas au cours de l'opération d 'ei,1>;ntiit,1;.i: Iour c'btenir un chauffage et un étircmcnt uniforme, 1:1'11...1 toutefois un entraînement suivant une autre direction (par exemple, horizontal ou obliqua) donne égelement le résultat désiré.
Il est bien entendu que l'opération d'orienta-
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tion du filet peut 3tre une opération di'-in'-'*:-, j<1 l'on peut combiner avec l'extruion. du filet sur 1. gabarit .
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Les fibres de polyt-4thyl,ne o t-i orit ¯a -::fa .. suivant le présent procédé et orient')!'):l \ ;t ;.; !''':.'.# ratures voisine de la température de t".1n;Ü tlùn (lu second ordre, sont des fibreo limpide, tr:in::jwr<.ntes, tenaces et susceptibles de rcttr.:cia.v.,. El 1.',\ sont en outre soudables par la chaleur. Les fibres
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de poly m-xylylène adipamide peuvent également être
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orientées' à des températures supérieures à leur ten- pérature de transition du second ordre qui est d'environ 68 C, et donnent des fibres limpides et tenaces.
Les fibres de polyéthylène extrudées, étirées
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. bi-axialement et orientées confcrtnément a la pr0Jnt invention, rétrécissent presque instantanément quand
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on les plonge dans l'eau très chaude à des températures supérieures à 50. Quand on as,;J;>1>; de telle:! fibres à des fibres qui rétréciaucnt f3i.bl'--!n'-!nt, on obtient le tissu à poil selon l'invention en chauffant à des températures supérieures à la température
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de transition du second ordre du poiy5thylÉ.ni, 1;:±.\i3 inférieures à la temp4ratu<e à laquelle 13 fibr.. 10 polyéthylène se met à perdre non orientation molécu-
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laire et se cristallise ?ou.# l'effet ,L", la tGr.i:.
Cette méthode est décrite ci-arrt\" ,1:: 1';.<g;n j'taillée. and le polyéthylène fr:.iu -2xtrud.j 8'2'.1.':; :: :':: de fibres est refroidi brus4a:::: ent ju.zau'a ic '1 :;':::',r,.r:.ture ambiante, on obtient d'2.J fibr0:J ':::0.!.'lh..; n' :;; ::at que très faiblement ten<1:ancù à l'i:Jt.1i3'¯r p/ndant de longues durées. Lorsque 1 'r<r; oh-tUf:'- 1::. :'i t,r amcr1,hes jusqu 1 à ce qu'elles '1 +; t ,'i (:Il dl'\. ::.:itî ¯:.,.. ;i: cette température de trnsitl.on du .> .;,ni )1"11", .:Ll.¯,1 s'amollissent et passent f,1GlJ ":::cr..t :le. 1 "<t ;; i...,.kb.3tance sans élasticité à l' ,t:1t do rruduit :-;..ch',ct:.::teux, facilement déformibli, et u:.,ptibl..' 1,:,tirfHü.
Dans ce dernier état, les fibres de lolytth:{10n.) peu- vent tre facilement étirées en appliquant des forces
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assez faibles et donner des fibres fortement orien- tées. Même à sa température de transition du second ordre, le polyéthylène cristallise lentement.
La cristallisation s'amorce facilement dans les fibres de polyéthylène orientées quand on ies soumet à de plus hautes températures. La vitesse de cristallisation croit' avec la température jusqu'à
180 C. Au-dessus de 180 C, elle décroît.
De plus, à des températures plus élevées et, en particulier au voisinage du point de fusion, les fibres commencent à perdre un peu de l'crientation moléculaire qu'elles avaient acquise aux températu- res inférieures.
Comme on l'a expliqué plus haut, on rétrécit le filet orienté par chauffage en le chauffant en milieu gazeux. Le filet n'est pas étiré mais on le laisse se rétrécir. Comme le représente la- figure 4, on chauffe, et tandis que les fibres rétrécissables se raccourcissent, les fibres irrétrécissables se détachent pour former des boucles qui constituent les poils du tissu.
La température à laquelle on soumet le filet orienté bi-axialement au cours de l'cpération de rétrécissement détermine l'importance de ce rétré- cissement.
Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre explicatif et nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toutes modifi- cations' de détail sans sortir de son cadre. En parti- culier, l'invention, ne se limite pas à l'emploi du
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polyéthylène.
Des 'structures ayant la mené nature que celles obtenues par extrusion par fusion,suivie d'un re- froidissement, d'une matière plastique selon la des- cription précédente, peuvent 'être obtenues également à l'aide de viscose, d'une solution cuproammoniacale ou de liquides/coagulables analogues, extrudés dans un appareil analogue à celui qui a été décrit plus haut et introduits directement dans un liquide coa- gulant.
Par exemple, , de la viscose ayant la composition et l'indice de sel qui sont couramment utilises pour la fabrication de la rayonne, peut être introduite par pompage dans la filière, et de là, extrudée de façon continue à travers de petites ouvertures et plongée dans un bain de filage de rayonne renfermant environ 10 % en poids d'acide sulfurique, 18% de sulfate de sodium et 72 % d'eau. On peut ajouter au bain des quantités minimes d'autres corps d'un emploi courant, comme par exemple 2 % de glucose et/ou 1% de sulfate de zinc, et l'on peut obtenir des fibres d'une section transversale notablement supérieure à celle du filé de rayonne industriel ordinaire.
On peut également additionner le bain coagulant de quantités appréciables de sulfate l'ammonium. Le filet sortant de la filière peut être étiré à une vitesse notablement supérieure à celle à laquelle les jets de vitesse sortent de la filière, ce qui permet d'obtenir un allongement et une plus grande résis- tance.
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Suivant 1. 'invention. on peut utiliser tout maté-
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riau er11da'ble (ïonnant un mc'..a, conune par ' ; , . =; , -''-','- , t"t " ': exemple le' poly+i1J;n$. :'l :golyp' Pl16n" le "aylon" "'*''-1" ,j'f," ,,"';
.. . le téréjphtalate d polyéthylène, les c4iinea de viny-
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lidène et leurs copolymères, les copolymèrea de lez thylène et d'autres oléfines, le polyacylonitrille et ses copolymères, le chlorure de vinyle et ses co-
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polymères, l'aoetate de vinyle et ses copolymères, le polystyrène.
Le tiasu selon l'invention se prte facilement à de très nombreuses applications.
On peut l'utiliser sous sa forme cylindrique pour recouvrir des objets tels que des bouteilles, ou encore le cylindre peut être fendu de façon à donner un tissu plat,, que l'on peut ensuite découper en morceaux de toutes formes et de toutes dimensions.
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"Manufacturing process by extruding plastic pile fabric, and apparatus for its implementation"
The present invention relates to plastic pile fabrics. More specifically, the invention relates to a method of manufacturing plastic pile fabric by extrusion, as well as the corresponding apparatus.
It is known to extrude polymeric materials in a fiber or cylindrical tube firm from a metal die. Flat sheets of thermoplastic material have also been extruded, and various other cross-sectional shapes can be made.
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It is also known to extrude plastic materials.
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qaeo "to start from a stream then Zee to submit to a
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) '' i1r88f. I was pounding a cutout. one spinning leads to various shapes and varieties of strength and various utility. However, no attempt has ever been made to manufacture a pile fabric which is thick and elastic by extrusion.
More preferably, no means have ever been devised for the manufacture of a pile fabric of plastics material with joined and crossed fibers, by a single extrusion operation, as the present invention allows.
It is also known to produce fibers by wet spinning through small orifices. As with extruded fibers, by fusion, no method has ever been proposed for the transformation of such fibers into pile fabric at the time of spinning, since it is necessary, in all the methods known in the art. , to carry out complementary work and weaving to ensure such manufacture from plastic fibers.
The expression pile fabric used in the present patent application denotes a plastic fabric consisting of fibers having loops or pile which give it thickness and elasticity.
The present invention relates to: a method of manufacturing a pile fabric made of polymer fibers, by extrusion or wet spinning of these fibers without additional treatment,
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- a manufacturing process t ',. i.isu hair in polymer finbres bound to the mc-nent the extrusion or
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spinning,
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- the apparatus allowing f: bri, f'x.: r such t! USI1.
According to the invention, the rock '=!' l for manufacturing a pile fabric is mutijr = th :: rt: l ('Fl3tique by extrusion consists in extruding a; rd set of strongly parallel fibers rrtr wei; .ablc.1 in thermoplastic material distributed over a,. ( 'r'. 'l "in an irrelevant way! l- 11st, and in extruding a se ^ m.Fi set of fibers identical to those of the first set:; aai.tv, ant a coefficient
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less shrinkage ...
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The fibers of the second set are distributed irregularly over a circle. ri that to the first, and the directions of the two j ..,:,. x., e ",:, ulJcnt to handle .; to connect the fibers which at the c: ri..5.xt The fibers r tr. ' cissables are narrowed rare t: v.to.f ::. = thermal nt.
According to the present invention, 10H rol0res fibers are extruded or I: i1e; J au. i7.cTLll, using irregularly openings espc; 0 10 distinct dies; they are crosses and ¯¯i,.: ¯4 ':: r. contact in order to be bonded to each other, -finally, the fabric thus manufactured. ^ a0 ': 1..3:. 1 irai * -. C..ont therciqu :: which causes the rar.ci.3, e: .- rxt, 1,> = fibers. The :) fibers used have different shrinkage coefficients. it follows q, 1; the # ribroj 111i shrink the noins become lc, ne1.-; 'jt come off. others by forming 3 bcuc1 ':): J, thus becoming the hairs of the fabric.
By the expression c'efficient of shrinkage, we must understand the nc .- ,: bre giving, in
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centimeters, the shrinkage of a fiber in
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plastic for a temperature rise of 1 C.
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The Belgian patent application? 466. 36? of February 15, 1960, describes a process according to which polymeric fibers are e2'Iri: au "; ouill.";) from sets of distant openings: 'and an'artcnur.'. at. separate channels. This;.! fili'rca august di: vr, sées so little concntri; u: 0t jjnt! .w1;. ,, '.! 3'a relative circular motion nu cour. ', Of 1'; xtrusion, of * ori;,> qur 1.:,3 l'ib1 "! '';: R ^ ';,. Nr.t.' I 'u' ': ïlièr'J come' you contact d, c..l1.!; ji,> J, <t; .i: àt, i '; :: .. Mona Lisa fili'r'! ainrj '1U 't11.'; ' n'3;,:} ri 'n, i. Ir: 1;,.;.:
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between them.
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This cont! 3.and '1 li. ## i in a {, anoint;% 1.; ir..l:> y.,: ¯ .. of extrusion, of ;; ort,>,! U. :! leu ibrw ..: rr. r:.: .I contact one ''; d,) the other ac lj "ll 1: r a.! 'I'U.;. 1"; ...: According to the 1 "Jrmi; du ralirTtifn l': f, 1 ':. \' 1 <., '... vention described in br = av. #: .rr.t; i,: rn = 1.; i-de: iJ:;. i, ij fibers are = xtrurà4; a, -. sr 1 "aiian 'r ..ftir i': u" arranged rtures ':' n c0l ": 1,.: Danl.:; t'i 'i: .r .. izat.: ...,. and other fibers, which have no. ' r'a "f '<T: <.' ¯.t, :: the same (13,:.? tr: read 1 ': 3 fibrea intri'3ur-j.;,: 1: l, .'- trLItE: 9 from other 0uv :: rtur "<" .J.: Ht ïu: 1 '":', the first slide following a c,: rc ':'.! c,: one,: ntr1.r '; (the% ..;. - quotes from the fi1H.I' ..: int, ri - ..: 1 '! J.
Len fibers from each fl1i "r, .S'4: F ', l,', 'tiruea and maintained HlrÜ101'!: 1 at the side: xlrn d- 'l' o.; Tiusion, while only moinu one of. two the ilièrcn j, 1.z <<: so that the openings have ... (> 3 two dies: Joi.;!: t
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animated by a relative nduv # nt.
At a point tippr,) ri, J seen in the face of the fibers, the & fibers * xtr> ià> uea coming from the inner die come intimate with the # 1 fibers axtrud4en di. 1: 1 fil1rt: oxt.5riCiuro alori l'lU '} 1 ... fibers are curved, an-> or.> In thur-NOpla.'tiqu "state and weakened at t <= = 1 :, µratiar ,; extrusion, c "ui a for (iffct td 'a 1;> iJ r.; r 1 fi l1'1i.hjn d ,,) o: t'1bru; J tn 5 <J riúurea avinc 1 ", f1rr'J: ': i, xti <ri.; iJr #: #. i aux * anoint ;; h; contact.
It rtjHult '.! .l ,: <, <att. * i lhi: 'Hm t411 t'il t' .'yl.indrL2u ,,: t'n Ri -'- r "pl.u; <:. i! .u, rt; t! .t .t i'ii: i t ..: l. aup'.f ';, llit 1;> oi'tntlt, <1 = ..' iit.1 "" t; iiàt; li 'i <j ;; *; i;: jr ,, l ii.t.> .., and <.la +, i fibr.'.!;: <t, lt'l .. <ii '.; j ... irml!, /. l <; :: 1 t'lx> i; .i - .. i # ;: <j;> .-> iér + i .; av.'cl ;; Jq; i 11:> ;;, il <, t '= ilt; an certain; .in, il <' qui> 1.lpén #! TJ,; it.>. O.; <"; .i ;. r, jf,;. itii> xj <t,> ;; 1: nx '11 t: '. rcj; .t; I, lei., rl.>. ;;; <% d '":.:". ru;! ijn.
, l #> 1 #> t; 1 '1: iv> .nt l iix, 1 - .. i;) t' .. ï't, Hï "-.! 1: n. I:.; J.):" Ji> i,. < #int a <;, # r;, lk. It: t.-t - u! "Ût un c.ircl ....- xt.t .- 'tr aana dni': fj.li'.r ',' .: di.:t..t ... i, #, il .; c-. '.:' u - / .. r '.- :. "... <.; have> <i:" i?' ti, = 1 -: ;> '? i I.:'r..-:l.-r, = 1; =:;. i;.;.: ....-).' ii ,,; j, i> = 1 'rn rut;: v' ...: -: ...) i "t. 2> v>,>. <. ...; ' believe.). ' l..1 1'ii r.a ;: -. 'xt.: ...;, l ..... r h.'. ## -. ': i; iii. alive, 1 ,,, a u ...! - v'iil -... i: '.t j, j ,. j, ¯ ,,. ¯i = .r> .i,: ;; .. d ".t ii t> Î.;.: ..Ii t; '=> 1,:, 1 j?> I :: tl -:' - t.!. "" "!; t .sn ri, - ;: ..
, Uan: 1 = .i: ..i;.:;.,; 'I .. l, e .; a.i t, i,.>; , j ,,; <ft -..-! have If c <.fi ',, 1.> nt h. ri: .rt: i ...; .. ":. ;; t 1 .. '=!; ,, i 1-.i <t. <:;: a -C # hn # ri;' -i - ..: x rit fl ;.: 'i: <- i ..! n ,, t .i +; zi'; itr.,;: i 1 '! .Oi.lL :! .i'i *. i ..;.> <i .u, .I ..,; 1 .iv ..; it..i;: + <ii "'i + .. ;; .. <where praduir. au: '1 + .: i;> # irti ..; 1: pi; ix l-.nc. ' d .. 1 # brc-3 non li, Ô <'J,' 1 =. f-> ifin .i'is. we have 1 .... b1ucL ';: (U
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polls plua lon ± * A fix template 4 'diaaôtr; t at r: 101n: f nui grands, ara1 &' yaa benacoup rlun rM, 1, que cvi> 1 .i: plÀ4t large den two oêrclrt ,, dezt ',,, 1; 1 "'Jrtur" .1: 1-: 1 ri li'ir / t; a, pout 8tru Ít13t111l {.1 a; .irt.fiàn <; .i .. ;;: ixc # a; <,., .., dea filiôrcJ rJti to # .i .:
,, i> Àr i. ; i, i;, i <. ;; r j <n: r i i r ,, j q. ocr the net ej + lin..1; 9i.ii <. p:>; r,;, i; , j .:: <, r ,,:. j, ... # Me and for '.1-:' lmi t'it.r <,: ki: t ;;;. i ..;> r <; i :; ri t .fl. flua wrong ex. =; t .r. 1.:, I, .., .., i .. * t "<i. ;; x. <.;.,! ,, <..,. Rit it and 1 1:>.> I p. , j <:;:: ti. y,.:.;
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4, a iàP1liéib; n, <i>: f: \ ':' ,; "Ô *.:; ..;:; * i <.; NI r -. '' 1 't'" i ,,; n 1 * AfAt ', 11.1'.; 11, ", <1 fi" <1 ..; # ..iit.> .. =. ,, 1 i r .. <;.: .. i; ii, >; - * <.nt. Il 1 foe i i i t i% i>: 1. -: b 1 <rd .x: t. i *. : -: 'l: t;': ". i,." * ill.1C If. '!; J "ir.'J n': l k'Fxâhtâ, * a # Ti t. (.y!. ..; i. i. tnçcn l'r! o1i.l ';' J a. ';' w 1: ftr -; r ..:. r: S c ,. &, 1'Y ltk, l. tn.r.1rl}! H'r '. "'" X 1, *.: .j '. ..y 7. # i.
F x ax .; : .. il #r i, *: ix>: xti it..r âr'3; s s. ......,., .... r: JÜll, 1t vEEtt rt 1 .. l; = i-'à 1 .. ':' l: "t .... x-fr '¯ ¯ kii, .r. ' ..; .i.4, tk. c "\ J: r '(tct x' ..¯ .. = l" jui; * to: :: ... ".:.; il 'f.¯ \ J, r'.f'La2 = s. 'K, ï k W a. Y' i., C. T7j, nt.,} L.! K :: \ h # i!:; EH 'i., -.x-; 1. ".. :: 8 ...: r: ..
1. ' t'il. ". .i P.> SJ.% r .1,.:,.;, s .. i ....... g #, 'i: e.l' 1.; f T" x a a. . ; -: ,, ....; .. .. t,) tU! Jx '1' t'e'l'n: "H 'i;: ..3..s Z t. <; i;; * .. i ..: .. .., #; tix â9J ',. h 1n!' ,: 'i'u:',: Sa-¯. i.: ii ..: ',:; .. k T t' lbri, j "iln3 , i,:> ,, r *,> 1.;>, xt. , "'Í'> -b.:., 1: ...; ¯.;: 11, {, ', 3, /' xet 'to-e t:, ttb': P: ß 4." K . ..,;, 1:. * ¯ .., 1 '... 11HH'lt .iiii' '"s6"' t "..":, Ü.1! .,!,. ' ; , .. f. - 1 "r'à1,9! 'Lf: bl flt'1r. IaiVi'1 .ti:. #: W;" x ,,.'! R> '; , 1 .. J ';:'>, ': i :;}' ßiflâ: # r ('IJ ....:; t flEr .. d: m:'; ": i: <gr j.: .i.iiib 1 #. =
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to each other d :; fibr, ::;) '1ul coueerlt or bind
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More solidly from fibers3 that already are. According to one variant, the template can be heated or
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both the template and the. jq.al.Jts p;> 1r get such
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result.
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Following a V-nriin ".. '11 .1 T, rcc {d1 day 11 el 'back fibers at the moment when '11 e # cro: L1únt, we use a ring! Lttach6; ll' api,:; rei, l & 1 to tt: 1ù diotarcc! fixes this denier. L .. two j <> ows of fiber. to be linked pass to the p :: 1rtiu i:> it; 1> .ur <> = t <, l'nnn. ;: iii, it, "} ut * -Iora2da the one contr.) 1 ..., .., ...,. ,,,., #; tii 1'.iit ..in; 1 <> diameter 6x1 ..-. Inside d. 1 ": 1.i:. ;; i ...; i; 'l' oln; J> <> ni -liz d1amotre du chord, '} xt 1'1.: H' 1 ..;.; Uv ,; rtur,>; a.
A net in matil, r .. rol ..... ui r.lij- '. pause in a b..in ch ... .î-; n ,: 1. <j.i; 1 il:; a; .shoot. at where 1 'we give fi}' 1 '', 3 a ..... nation; j;: 1 G; ir.wntt1 1 ar <J x 1 .it:, in c du: '1 1. : .. t, ..n = :;>, 1 1 i 'l <> 1>: ">; h .;"; .
Cri bain contiüllt un <x #; = :. ii * 1: 1 1: = 1 .. jti; 1 5n tilt j..i,; Ger the net cylinjri> ## r., =, À = 1> 1; . >; n ##; irét; .. a little more <3 Gr.-ir, 1 qu. .. Si.l: ...; <; t; ..; J ', f% ni # 1 <> # 1.' 1 1 1 '-'t.i; <j: ù ... <.,: .. 1.
We r0tirt .. '': n.'Ii t -:. ",] ..; tj, jyi, j Q;, z, aYitesJ ;; Jup4ri.; ux., # i: .l; - .. ,,:, 1. :: t non contact;, # ç. i ;: "; ; "':. ;;. <.>. i: 1;.;, .1":;,: .l ;, 1.i 1,) tl,; u (Jur <: n; lan t .j: 1 '1 1., ..: t.': I;.:,; <;. I 1. =. ::.; Nr 1% 'i .. drin. The li, i> -t1> 1. > rt; i ;:., ...;,; r> 1.ii: it provides the ch;> 1; ur n E. ,,,.;.; ii i "<....... .... .ts j, t.>. l:; 1:,; olj> .6re to 1d; 1 t N.> j.: r "i;> i>" ->; *.::. >.;.:. t ',;. r., i; .. ,, = i: ;;,. il ai> nui, é In iubrii'iolU ..;: t; .. ..... .. <.t filât, which Ht-r.'t '1'?. 1 "it, 1 .; '!. 1"!. 1.1. \ .:' .1UZ '
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mandrel friction direction.
For some polymers, such as polyethylene terephthalate or poly m-xylylene adipamide, the oriented polymeric net resulting from the orientation operation described above shrinks at fairly low temperatures. If polymer fibers of this type are combined with polymer fibers which do not shrink at low temperatures, the production of the plastic pile fabric according to the invention is quite easily achieved. The net is simply heated, and the fibers likely to shrink a lot are effectively shrunk, while the other fibers become loose and come off forming loops which constitute the bristles.
This heating is preferably carried out in a gaseous medium, usually air. This narrowing can obviously be carried out without taking place the orientation operation mentioned above.
Table I below gives typical extrusion, orientation and shrinkage temperatures for various fibers. @ @
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BOARD'!
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, ttemperature 1 ttemperature lthe extrusion temperature of orienta- de shrinkProduct (in oc) ilion sow under
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<tb>
<tb> Product <SEP> @ <SEP> (in <SEP> C) <SEP> the <SEP> effect of
<tb>
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t,. i ¯¯¯¯¯¯¯¯ (in OC) polyethylene from 180 to 250 from 18 & z bzz ########################### ### polyethylene type 220 24 du, 1, 1 lj Polyethylene from 200 to 250 from 95? 1 xi z.00 da high 2 t density #######; ######## 1 # ### - # .- "......
Polystyrene from 24tu to 280 135 90
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<tb>
<tb> (nominal
<tb> 275 C)
<tb>
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Chloride 150 170 100 100
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<tb>
<tb> vinyl <SEP> and <SEP> (nominal <SEP> zozo
<tb> ses <SEP> copo- <SEP> 160 C)
<tb> lymers
<tb>
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rolypropy-; from 200 to 250 from 115 to 135,100 i; Polypropylene 200 115 z.00 Polyethylene type DYNK is produced by the
UNION CARBIDE PLASTIC company under high pressure and temperature, in the presence of an oxygenated free radical catalyst.
Its melt index is defined by the method described in the standards ASTM D 1238-52T, as being about 0.3 dg / min, and its specific gravity is about 0.920 g / cm3.
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In all cases, the operation of narrowing
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ment s <ma-4 '& M' of heat must be carried out at-QÉa joeÉ) µÀàÉoeiy intôrieuru t6mp'ra% ure à'orian- & -me taat below the temperature of orientatlm 4 at which the spinner underwent its pre-reorientation - lable.
Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description which follows, given with reference to the appended drawings and giving by way of explanatory but in no way limiting example various elements of the invention.
In these drawings, - figure 1 is a view of the face of the extrusion dies, taken parallel to the extrusion and in the opposite direction, - figure 2 is a cross section of extrusion apparatus and a jig , - Figure 3 is an elevational view of an apparatus assembly for the orientation of a net of extruded or spun polymer material, - finally, Figure 4 shows the formation of the pile fabric, during shrinking fibers by heat.
In FIG. 1, the inner extrusion die 11 is provided with a series of extrusion openings 12 distributed irregularly along a circumference. The outer extrusion die 13 has a series of extrusion openings 14 distributed unevenly around a circumference concentric with the first. As the fibers are extruded through the openings, the two dies rotate in circles.
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opposite directions, so that the fibers remain parallel to the other fibers coming from: The same spinneret, but are inclined in relation to those coming from the other spinneret,:
and when they come into contact with them form a strong net of intersecting fibers. It is easy to see that one can rotate one die while the other is fixed, or that we can rotate the two dies with variable speeds or intermittently so as to achieve a whole series of spacings between fibers. In addition, the interval between the openings of each spinneret can be varied to give various fiber spacings.
Figure 2 shows extruded fibers 15 exiting inner die 11 and extruded fibers 16 exiting outer die 13.
Since these dies rotate in opposite directions, the extruded fibers from one die are driven along inclined paths relative to those of the fibers from the other die, and when the fibers of the two sets come into contact with each other. others on the template 17, they take the form of a cylindrical net of intersecting fibers.
Since these fibers have retained some of the extrusion heat, they weld together at the points of contact, resulting in the finished net which is removed from jig 17.
Once the thread 18 has passed over the jig 17, it can be subjected to a similar treatment.
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additional, shown in Figure 3, consisting in passing it through a hot bath 19 and over a mandrel 20. As it passes over the mandrel 20, the roller undergoes stretching under the effect of a tension applied to its end, tension obtained for example, by passing the net between rollers 21, at a speed greater than its speed of entry into the bath.
This stretching stretches the net both radially and in the direction of the apparatus, and it orients and strengthens the fibers taken in isolation. According to a variant, the net can be stretched only in the direction of the apparatus without using a mandrel, but the net then tends to form a constriction. The ring 22, shown in section surrounding the thread before it passes over the mandrel 20, is planed close to the latter. Its diameter and its diestance
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chuck 20détcrwinn ;; 1 '^ .nlQ, Yft; Sk, 1.L 2let.,; :: deviated from its vertical path, and oeet nn, gl.? in turn determines the extent of stretching and its direction.
This angle is carefully adjusted to give the optimum orientation. The diameter of the an-
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The water 22 must be substantially al to the diu: r, outside the tubular net when it enters the bath 19.
To ensure proper orientation, the low density polyethylene can be stretched up to five
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times or five times and: ie its initial dimension, and high density polyethylene up to ten times.
The dimensions of the ring 22 and the dimensions of the mandrel 20 and its location should ensure an-
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gle 23 of about 45. In general, the greater the stretch, the greater the resistance obtained.
Such an orientation is advantageous because the extruded fibers, or wet-spun, are in the amorphous state at the time. they have just been extradited or spun off and where. they are suddenly cooled .- ,, ..
Amorphous fibers are brittle and have low tensile strength. There is no cris
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substantialization, neither by an X-ray diffr! 1ction method, nor by r: 1 '.. U! ,,, l (l. d <: n <; 1.ti). Ij ..> x fibers can not easily E # tr ;. , µtir60.> at room temperature, and they 1;,> rtr.jci ;;, J ('nt very little when relaxed and at drJ.} high temperatures.
Amorphous fibers are tr1n: -1! Jr:; A C :: J in pride. ', J tenacious and susceptible to a strong r> 0t.r4 1; Jvr <#nt under the effect of heating, biaxial stretching <3t of an orientation in a zone of te :: 1p,; r3turC: J .xituated above the temperature tnnjiticn of the second order but at- below 1 t. :::; 1 rtur-'3 .J '; r which the polymer tends to ei =' ii,; in <; ir D'ms sensitive molecular orientation, that is to say> to within a temperature range neighbor., duoint of fu-
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the resin.
The expression "tcP '' \ '! The' 1 \ 'urü of the second order transition" J'81'; rlu la t> '"j jw; ii'a 1 tl l' for which we notice a cli ] coni'11J.it dan3 the first derivative, by rnpIJort: '1 1, L -.' r.'l ":,!: '. you the 11) of a fundamental thermodynamic quantity, without the usual latent heat which introduces himself to
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first order transition temperatures.
This temperature is linked to the fluidity and elastic limit temperature of the polymer.
Among the thermodynamic properties that can be observed to determine the transition pint. of the second order, we can mention the specific volume, specific heat, specific mass, refractive index and modulus of elasticity.
The composition of the polymer and the rate of
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heating have an influence on 1 a tcr:> '> ratur !: second order transition observed. The tipratur ': orientation and the speed dechnui'f :: 1k': C'pt,.: R: n! ('1, can be easily defined by simple empirical * * :; s, ii-1.
It is advantageous to draw the net towards the
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low during the operation of ei, 1>; ntiit, 1; .i: Iour to obtain a heating and a uniform heating, 1: 1'11 ... 1 however a drive in another direction (for example, horizontal or oblique) also gives the desired result.
It is understood that the orienta-
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tion of the fillet can be a di'-in '-' *: -, j <1 operation which can be combined with the extrusion. net on 1. template.
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Polyt-4thyl fibers, ne o t-i orit ¯a - :: fa .. according to the present process and orient ')!'): L \; t;.; ! '' ':.'. # erasures close to the temperature of t ".1n; Ü tlùn (read second order, are limpid fibers, tr: in :: jwr <.ntes, tenacious and susceptible to rcttr.:cia .v.,. El 1. ', \ are also heat-weldable.
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poly m-xylylene adipamide can also be
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oriented at temperatures above their second order transition temperature of about 68 ° C, and give clear and tough fibers.
Extruded, stretched polyethylene fibers
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. bi-axially and oriented according to the present invention, shrink almost instantaneously when
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we immerse them in very hot water at temperatures above 50. When we have,; J;> 1>; of such:! fibers to fibers which shrink f3i.bl '-! n' -! nt, the pile fabric according to the invention is obtained by heating to temperatures above the temperature
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second order transition of polyethylene, 1: ±. \ i3 less than the temperature at which 13 fibers. 10 polyethylene begins to lose molecular orientation.
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laire and crystallizes? or. # the effect, L ", the tGr.i :.
This method is described below \ ", 1 :: 1 ';. <G; n j' cut. And polyethylene fr: .iu -2xtrud.j 8'2'.1. ':; :::' :: of fibers is cooled brus4a :::: ent ju.zau'a ic '1:;' ::: ', r, .r:. ambient temperature, we obtain 2.J fibr0: J' :: : 0.!. 'Lh ..; n': ;; :: at only very weakly ten <1: ancù to i: Jt.1i3'¯rp / n for long durations When 1 'r <r; oh-tUf: '- 1 ::.:' it, r amcr1, hes until they '1 +; t,' i (: Il dl '\. ::.: itî ¯:.,. .; i: this trnsitl.on temperature of.>.;, ni) 1 "11",.: Ll.¯, 1 soften and pass f, 1GlJ "::: cr..t: le. 1 "<t ;; i ...,. Kb.3tance without elasticity at l ', t: 1t do rruduit: -; .. ch', ct:. :: teux, easily deformed, and u:., Ptibl .. '1,:, tirfHü.
In the latter state, the fibers of lolytth: {10n.) Can be easily stretched by applying forces
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rather weak and give strongly oriented fibers. Even at its second order transition temperature, polyethylene slowly crystallizes.
Crystallization readily initiates in oriented polyethylene fibers when subjected to higher temperatures. The rate of crystallization increases with temperature up to
180 C. Above 180 C, it decreases.
In addition, at higher temperatures, and particularly near the melting point, the fibers begin to lose some of the molecular characterization which they had acquired at lower temperatures.
As explained above, the oriented mesh is shrunk by heating by heating it in a gaseous medium. The net is not stretched but is allowed to shrink. As shown in Figure 4, heat is applied, and as the shrinkable fibers shorten, the non-shrinkable fibers break off to form loops which constitute the pile of the fabric.
The temperature to which the biaxially oriented thread is subjected during the shrinkage operation determines the extent of this shrinkage.
It goes without saying that the present invention has been described above for explanatory purposes and in no way limiting and that any modifications of detail can be made to it without departing from its scope. In particular, the invention is not limited to the use of
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polyethylene.
Structures having the nature of those obtained by melt extrusion, followed by cooling, of a plastic material according to the foregoing description can be obtained also with the aid of viscose, a Cuproammoniacal solution or similar liquids / coagulables, extruded in an apparatus similar to that described above and introduced directly into a coagulating liquid.
For example, viscose having the composition and salt index which are commonly used in the manufacture of rayon, can be pumped into the die, and from there continuously extruded through small openings and immersed in a rayon spinning bath containing approximately 10% by weight of sulfuric acid, 18% of sodium sulfate and 72% of water. Minimal amounts of other substances in common use, such as 2% glucose and / or 1% zinc sulfate, can be added to the bath, and fibers of significantly larger cross section can be obtained. to that of ordinary industrial rayon yarn.
Appreciable amounts of ammonium sulfate can also be added to the coagulating bath. The net exiting the die can be stretched at a rate significantly greater than that at which the speed jets exit the die, resulting in elongation and greater strength.
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According to the invention. you can use any material
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riau er11da'ble (giving a mc '.. a, conune by';,. =;, -''- ',' -, t "t" ': example the' poly + i1J; n $.: 'l : golyp 'Pl16n "the" aylon ""' * '' - 1 ", J'f," ,, "';
... polyethylene terejphthalate, viny-c4iinea
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lidene and their copolymers, copolymers of thylene and other olefins, polyacylonitrille and its copolymers, vinyl chloride and its co-
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polymers, vinyl aoetate and its copolymers, polystyrene.
The tiasu according to the invention easily lends itself to very many applications.
It can be used in its cylindrical form to cover objects such as bottles, or the cylinder can be split to give a flat fabric, which can then be cut into pieces of all shapes and sizes. .