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Agglomération de fibres monofilamentaires pour obtenir un fil , multifilamentaire.
La présente invention se rapporte à des fibres textiles du type spandex. Plus particulièrement;, elle concerne un procédé pour agglomérer des fibres spandex monofilamontaires en un fil spandex multifilamentaire.
Un fil spandex multifilamentaire aggloméré est bien préféable à un fil spandex multifilamentaire non aggloméré de même qu'une fibre monofilamentaire spandex pour la plus grande partie des applications textiles. Par "fil multifilamentaire aggloméré", on entend un fil obtenu en associant des fibres monofilamentaires
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;:.".',<..lGi:01.?.?c ot on faisant adhérer les monofilamoats Ion uns nw "0; ",H::,'., Qi'!i;> tcuto leur longuou1'9 Pou fils spandex multlfilamenta,ro.9 tordus qui n'on% pna ,', '.,;I)JO!J,5(5iJt'courumment appelés des faiseoaux do flbreat créent 1:-"':-' J,(,'lKJD pratiques dans les appareils do traitement textiles 1H' ..c'jo que la faisceau est très sensible aux accrocs par .> .
Par oxemple, les monof11amento individuels q1 n'on?; i. "-' 66 tendent à se séparer du faisceau at s'dacron ^4r:c 1; dos où des surfaces saillantes des appareils de ::>:i,;.;Qi11r;tl\.J provoquant ainsi des casses dus fil au cours d 5.dtoueat. ot/ou donnant des produits finis dont la qualité '>,.? , ; . désirer. En outre, lorsque des faisceaux de spandex multifilé'-ljj(::nt;ni7:o8 qui n'ont pas été agglomères sont enroulés sur une bobincp filaments individuels ont tendance à s'y pincer. C'es%- -aY.iRm q\W les monofilaments individuels ont tendance à se séparer du faisceau, O\ i: outre' recouverts d-lautren spires de fil.
Ainsi, ' lorsqu"on tente do dévider le fil clé 'snroul1 went, les filaments pinces é eascrG ou s'allongent de façon ir:r0gulière ,entra1nant ainsi den) difficultés dans les appareils de i,1...i.i><Jment et/ou t1om:on''; CD poc"d,tE.1 tiJxtiÜHJ dont 1,, qualité \r:.i;;1J il àÓr;;:b:',-11'.
Bio", :,:n',r ..:;ju" les f:1.J., spandex Íl'1..i&iJ;),J::UariAç,nta1;:(1 agttlo"" illlr6iJ sont L. :''',,'.,:'4; IJ1Bt!'C ! .' ^9e.'.crsa ' C textile aux fibres nHmc±,lii1"" !" -nt!J,ir<iJs parce' 'J,"" nQiJ.!bl'ü1..1,,}1J' difficultés de traitement sont PP1'j!!lé0[; paf' ,'>(n..' emploi. p,-\1' exemple, dans l'Üu1tu.:,t;:r1a ,Ga " ',1Eoc :,,:,o!tp (10.J ;4a'=hines à coudre sont souvent utilisées aver Il''1[; fila pdaâ ainsi qu'avec des tissus entièrement ou partio13.i:an% faits dD fils ïpandox. Si, au cours de l'emploi d'une machine à condro IP1gu11le d'une machine entame ou coupe un des monctilat,x5 its <?un fil spandex multifilamentaire qui a été aggloméré, les nnt?oG filaments restant dans le fil tendent à soutenir le filament qui 3 410 entamé ou coupé, évitant ainsi toute perte importante do la capacité do maintien du fil.
D'autre part, un fil spandex
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agglomère tend à empêcher que lac bouts dc fi?=iiéJn%J QS00 Doic trop visibles dans le vêtw>ient textile aehovo. 1iz=>mJorccnmnt, 1ulo fois qu'un brin moiiofliamentaire a élé cn,1 anô ou ct,6 il nco plus utile dans le tissu puisquo son poliioîe do rn1ntn ot Gñ mt?Z propriétés physiques n.existent plus. Uno fibre Bonofil:'ncn'':.a!'c qui a été accrochée ou entamée se transforme eapîderciit cn ,inc 9:roro cassée lorsqu'elle est allongée. En outre, Ion bouts de fibres monofilamentaires cassés sont plus visibles dans le tissu paréo
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qu'ils s'écartent des fibres voisines lors do lallossoi.?,t.
Par conséquent, il vst désirable d?agglo ôTor un certain nombre de monofilaments en un fil spandex multlfil#m9ntnie pour l'industrie textile. Cependant, des problèmes se posent dans l'agglomération des monofilaments spandex lorsque cette agglemération est effectuée immédiatement après le fila ge des fibres.
L'agglomération' des fibres spandex s'opère au mieux, suivant les procédés connus, alors que les monofilament de la fibre spandox sont à l'état plastifié ou non vulcanisé. Ainsi, les
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monotilaments spandox ont été tordus et agglom6r6s jusqu'ici aussitôt que possible après qu'ils aient quitté la toto de rila"o,p c)est-à-dire aussitôt que possible après le ±118go des fibros., de façon qu'ils ne puissent atteindre leétat vulcanisa.
Copondentp l'agglomération des faisceaux monof11nmcnta1ron spdox en t\n ftll. mult1fllwmentaire à l'état plastifié ou non vulcanisa ou même Garoi- vulcanisa entraine des difficultés de traitement ou de formation des fibres ainsi qu'une réduction de certaines des prepriétés phy-
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siques dos fils multifilamontaires agglomérén par rapport aux pro- priétés des mômes fibres monofilamentaires non agglomérées.
Les difficultés de fabrication principales qui se présen- tent lorsqu'on agglomère des fibres à l'état non vulcanisé résident dans l'élimination du solvant de filature du fil aggleméré. L'élimination du solvant devient plus difficile simplement parce que le
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fil multifilementaire est rendu compact et que lo sellant no peut
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IJ' 0D â'r.'.,rw;5.
A E e P> :rQ;1,1,(';mont '..'ne t''\1v qu" il est aggl0!aer@< Dans le cas e (1..'1 <d1"l.,,.jr," , ""''''' 1''''';' .11".......onof'il"ment une fibre mnnn.f'1l",men... tt 1->, >"> Íi::'ÓOJ'0 ")ct'\1...CC-UP plun d9 ''3'!".i'al' unité de 3.9Li Milieu {P C"p " ,:;;;,!.n(l1.ll\:,i,l:; '. 'a" s< 1.i#.n% '?ui 3 k' ;$t'li T. par exempta l'air auquel i'"1> , Isï; f'i. "''Se o?'.')o;.L-j' . f -'. uno élimination officiento du solvant Un ? r.î .'. . .,"'e,'o"dâ: '18:; Y9é:Jôiß;? 'Jw Une fois que les monofilaments sont. t'.GG1I')r(.:\"j:' 1.)0\'.:1.' fOrl;':fJ:!,' 'il mroJ. t:U'ile.roenta.ire.. par contre, une fey'0 .'j.'i do J.G, su:.'facQ totale des monofilaments est sans '3 tact. ,;.:¯"'b . avec ??irQn1 'l"('1utre.î.nemcn du solvant.. ce qui entraîne 10:.. ll:tff:1.riÜ":l'J U[;Xl;tonc8:'; plus haut.
En outre, certaines propriét6 JJl1Jj;V;,'.u:.; des >.i#<i; o ;' J,3 1:=-1en t s de <;pand'3tJ par exemple la ténacité et 1.'!\ '.!..n::ol.'lent,jI sent réduites lorsque les monofilaments sont agglom<:.s-<;', 0.'(;.iat plastifiu ou non vulcanisé. Il est donc désirable de pouvoir agjàlkonnGre1- les fibres Nonofilamentaires en fil multifila- ,,:"11.':.,.1 r'1J t, un point, 1Û. i-.{::,,vu.r du processus de formation des fibres J>" ':,11" lOJ ilI0Y1Qi':UC\.ffiGnt1 sont à l'état pratiquement vulcanisée ,lJnz' a,..;Fr,rwac 9 .1..1, errait. oEs6.,7b.E de pouvoir agg1omé='>er les monofilar ra {>H a¯9a (1"U..n ;a.,o:n thermique ultérieur utilise pour a ,;',A,,.' :,OZ\ propriétés physiques des monofilaments et, par conséf''"','-':nt .' fil multif1J.amenta1:re aggloméré. un ...,\);t,:re avantage en faveur de 1" agglomération des mono.... , ."".. ,..;
==tm à 3,<'S'io,t vulcanisé plutôt qu'à l'état plastifié ou non ;=; 1,: .." .rF ('t, que, dans de nombreux cas, les monotilataents spandex .. , ,, ,2r,e c1,o::' asonts ant1adhér.ifa très efficaces parce qu'on sait a'.fi:r'., spandex sont très eollaate'8 ot poisseuses. Les agents " ,Ú'< :';1.'lf, i.1. ont <3t6 incorpores à la solution de filature ou '.<" l' , >.,:r: ; ,, lé!',.!.j,a..,c'',.3' à la C3,i,".it.à6:éJ des âïd43b1à ",.'é'vn rc3 su moment .,,Râ cuß...'q ';02,",;)±11; de la tête de filago . Dans certains cas;, cero'r'' K :.: e C..(^.4a"L'Ciâdwro'â> fonctionnent de fl.\on si efficace qu'il ,. , '; ê.' :': . <'1,l ':1 r',"ol;'':;Cn.ilt une [;;;lom6ration adéquate lorsque les i, ; x,.,, :.,,, , v.3;,c ta plastifie ou non vulcanisé, Chose inattendue .
: 1.<.:i-::¯ : ',". àorrfj,1;<. dus t1?f'â:bi nnY,':4.A.Lt3iim. sont présents,,
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l'agglomération des mono:.!.'11aments aµrôi'ijiî"ii.flii:it.1;n'1 lati:T>it> #?60a.i pratiquement vulcanisé n'est pas Gu1-5i diffieile gi¯i'à l'6<itt prx!;#>-
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quement non vulcanise.
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L'invention est basée sur le prl' àciiJo de laggloacE'c.'';âca des fibres opandox monofilementaires en un III cpzlndan Gltix'ilGH':R<=tairo après que lofs monofilaments ont un ôtat ?3'aitiuc:?o3.t vulcanise ou non plastifia. Le principe do 1'" invention cozfic<;aà 1" asClom'ére. tion des fibres mono.f1't'lrJl')n tairo c spcxié.oz c;>r.l>x io. j'1 canisation des fibres mais alors quyolloo oc :1:ôoi;Tcnt onccyo c" la eolcnao de filage , Le principe ecipronô alcecRi :.>pé:o;?5;1:., >c,o sient et pi,ôrli<ibiccnJ l'ascloEration es :1>1 >e<: x#o>n±1?.i::;=m?i::i-;.:;i; en un fil llll,ltif11c.,I1\Gnta1re cn un peint en av%lp ùP;*t-1:
1.i-':i' après le filage mt la vulcanisation dof mo>iof>13 r>±+>,fJ r:tàzJ la colonne de !'11oco au cours du prt)co;o'l2t:i rio ,âo;Jction Cox bren"' Pour faciliter la mise en oeuvre do oc ps'iac&pc de 1;czi, un autre but de l.ll1nvont:l.on est do <o>i:à z:'>;ju<;5 iim,o torsion aM?'; monofilaments par le moyen d'une ou plusieurs surfn-con obliques..
La surface oblique peut être avantageusement nar un oleau oblique qui entre on contact physique avce lo 9,%-cocnu (1,0 fibres monofilamentaires ot lui donne do 9rÓfôronco !n BouvcE:cnt d'avancement et de rotation combine qui tord les ronoiilLancntc
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ensemble.
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Par "fibre spandex" on entend ici une fibre i'orruéo dpiin élastomère pratiquement linéaire segmente. Loo mots pratiquement linéaire" n'excluent pas des structursc présentant deo r1fictions de la chaîne polymère mais excluent uniquement les structurca qui sont fortement réticulées. Les mots "61<.1Dtomèrc seé¯iecn'<6Bi sjgni fient quo l'élastomèro considéré prcsente acs cognents (POO polymère cristallin à point de fusion éleve c'ost-à-dire des sos-'
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ments durs alternant avec des segments à bas point de fusion de
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polymère amorphe, c'est-à-aire des segments mous.
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Bien que le principe de l'invention puisse être appliqua
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luol10 t1bre pnétaa il est PQt1cüiàromont utilo t ').no Hes fibres du typo spandex dÓcri t dnna les daman..
'J0 c.mQ:'.lc\1ns nO '?9.0C2, 37)'.OW; 37$.950 378.961 et " peuvent être préparéas sous la forme do. solutions de 1':11,1: r; -b ôblouos pur des procédés décrits dans les demandes do bl'(-'1J' ,;,' :¯' > <:s$.3 110 37'.019p 378,951 et 378.'/Il. La l'1bre spandes: .Px. <, 4anH le.. é,cman<1 de brevet américain nO ;79.0Ó2 est la type pc.)..1,,,GeJ.àl'G'::.:,]l t b. r pour le pi,oe6dô e1,l v.gBlomÓra tion de l'1nv(,!11.';1,0h fJ'(> (;;Úi'5!t,;;'onÜ 1':1G! poly(ôthoyur6thaL[meuyaa) composée (1) ae rf$lyù ,ho:'.1 H''''')ir'cn±'1f.!.t (Aca o11Bonores à l1n1ri\ons pl.â&"Wdaé$én ayant un J)Q)¯'r: :")lr3I.üni'o âa!..axa ; (3 12.000, (2) des diisoeyanates o1.'[\n:l<11,W0 i, .f0ntloR\ o.l;phat1{lUe ot (3) de 1 cau 6t/OM des d1 nmnes C(1:;r1")\"G e'' E :âsa t\tér1ouo à fonction oliphatt.que;2 à 9% en poids d"-:±; "::-'±1] -, F .,ty;
JGmc"di6R tant constitués de sesments i:s'f'9 Ces .10.:>:;.ti¯i'"::<;= r.;...;:&,tcn ',> ."..\ ,1. 1 ..¯oP. 1 ,... dans lesquels le oncncnc 7d,ty: <J ;1 cosposê d't1 soul groupe 'à'uJ6 '$4f pouvont être rcp"' 1>=Yit6== k,345d1 le. w.ewË.2JV.:"aCÜ ;6n61'ulçQ <f"iK-Clzdl-1,'xtil Gd'do-Ii -D-NH-CO- NH- 4 ?û'C.'i ou? .i;î?f':d 4.ur eorrospond à la formule! "'-"A-Nf! "'CO-.N1.i-D...NH -CO-!1H'" et le ;;'r, OU que contient le po3yétherglyool ou autre reste polj#-1;lai,=i 'vQ;>m:U1.G ya? un groupe hydroxyle correspond à la formule:: -Â-NH -CO-0-P-O-CH-NHLes radlcauz -ii- --t -D- peuvent être différents ou identiques dans chaque Groups ':a' d formulos ci-dessus.
Le radical -A- est lo radical o:rl3t1:',1,quo bivalent d'un diisocyanate à fonction aliphat1q:"o c\< :,Q :.'ea : a?, 0C14-A-Hco et le radical bzz est le radical ae..aa 1>iTJé-l*onB d'urie diamine à fonction aliphatique et non empâchéo rr; la i'c.;ru}.e Nil2 29 Le radical -P- est la radical organique bivalent d'un poly6thor de la formule: HO-P-OH. Le polyéther peut ëtrc rouplacë par un polyester ou un p1y (stxthr) de propri6ta analogues et égaiement représenté par la formule: HO-P-OH.
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Les principes inventifs de l'invention 'rassortiront ' plus clairement de l'examen de la description qui suit et des ' dessins annexés représentant une forme d'exécution préférée de l'in- vention.
Dans les dessins: Fig. 1 est une vue schématique du procédé et de l'appareil pour former un fil spandex multifilamentaire agglomérée
Fig. 2 est une vue schématique représentant une autre forme ou second appareil pour chauffer les fibres spandex;, Fig. 3 est une vue schématique représentant une troi- sième forme d'appareil pour chauffer les filaments spandex;
Fig. 4 est une vue de côté du dispositif préféré à rouleau. oblique utilisé suivant les principes de l'invention;
Fig. 5 représente une autre forme d'exécution du disposi- , tif à rouleau oblique;
Fig. 6 représente une troisième forme de dispositif à rou- leau oblique.
Le procédé d'agglomération des monofilaments spandex sui- vant les principes de l'invention peut être exécuté au moyen de l'appareil représenté schématiquement à la Fig, 1. La solution de filege ou dope est contenue dans un réservoir, non représenté, qui communique avec une tête de filage 10 par une pompe à liquide appropriée, non représentée. La pompe refoule le dope par la tête do filage 10 et une série ou un faisceau de filaments 11 sortent de cette tête à l'état non vulcanisé ou plastifié. Le faisceau do filaments 11 sort de la tête de filage 10 dans une colonne de filage 12.
Un passage continu d'un agent d'évaporation approprié, par exemple de l'air chaud ou de l'azote, s'opère dans la colonne 12 pour enlever le solvant des monofilaments vulcanisant ainsi les fibres. L'agent d'évaporation ou de vulcanisation pénètre dans la colonne 12 au point d'entrée 13 situé au pied 14 de la colonno et remonte dans la colonne de filage en sens inverse du trajet
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des monofilaments 11 jusqu'à ce qu'il atteigne l'orifice de sortie de l'agent de vulcanisation 15 placé immédiatement en aval de la tête de filature 10. L'agent de vulcanisation sort par l'orifice de sortie 15 dans l'appareil de surveillance et d'élimination des vapeurs de solvant, non représenté.
Bien que ce mode d'écoulement de l'agent de vulcanisation passant par la colonne de filage 12 soit préféré, d'autres modes d'écoulement peuvent être ..également utilisés. Par exemple, l'agent de vulcanisation peut être introduit à la fois à la partie supérieure et à la partie inférieure de la colonne 12, puis extrait par le milieu de la colonne. Lesbuts de la colonne de filage 12 et de l'agent de vulcanisation en circulation sont d'éliminer ou d'évaporer le solvant de filature des monofilaments vulcanisant ainsi ceux-ci.
Comme on peut le voir à la Fig. 1, la longueur toute entière de la colonne de filature 12 est réservée à la vulcanisation des monofilaments de spandex 11 en évaporant pratiquement tout le solvant des monofilaments,
Après que le faisceau de filaments 11 a quitté la colonne de filage 12' il passe sur une première paire de rouets 16.
Entre la première paire de rouets 16 et une seconde paire de rouets 17 se trouve une chambre de chauffage ou tube 18 pour le traitement thermique du faisceau de monofilaments 11 à une tempé- rature à laquelle, après tordage des filaments, ils peuvent être agglomères en un fil multifilamentaire 20. Le tube de chauffage 18 peut aussi être utilisé simultanément pour le traitement thermique des monofilaments afin d'augmenter leurs propriétés de traction, si on le désire. A la sortie du tube de chauffage 18, le fil multifilamentaire tordu et aggloméré 20 passe sur la seconde paire de rouets 17 d'où il continue sur une bobine de renvidage ou enroulement 19.
Pour agglomérer le faisceau de monofilaments de spandex 11 en un fil spandex multifilamentaire 20, des dispositifs de tordage . do filaments sont prévus en aval du tube de chauffage 18. Le dispo-
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sitif de tordage 18 comprend de préférence un ou plusieurs rouleaux obliqua 21 qui, de préférence, .tournent sous un angle et dans un sens choisis pour que le fil spandox soit tourné ou tordu autour de son trajet pour lui donner une configuration pratiquement ronde et également pour que le fil spandex soit simultanément avancé le long de son trajet.
Le rouleau oblique rotatif 21 crée donc dans le faisceau de monofilaments un mouvement de torsion qui le transforme en un fil multifilamentaire et la torsion du fil s'étend en amont du rouleau oblique 21 jusque un point de torsion 22 où les monofilaments du faisceau 11 sont assemblés par suite du mouve- ment de torsion en un fil multifilamentaire unique. Le mouvement de torsion introduit dans les monotilaments peut être du type per- manent ou peut être une fausse torsion, cette dernière étant pré- férée.
L'agent d'échange de chaleur à l'intérieur du tube de chauffage 18, par exemple de l'air chaud, que le tube de chauffage serve uniquement à fournir de la chaleur pour agglomérer les mono- 'filaments tordus ou' qu'il serve en outre à soumettre les monofilaments à un traitement thermique' ayant pour but d'augmenter leur ténacité, doit être suffisamment chaud pour que le fil multifilamentaire s'agglo- mère à l'état tordu. Bien entendu, la température nécessaire dans le tube de chauffage 18 pour agglomérer les filaments dépend de la composition chimique de la fibre spandex, du denier des mono- filaments et de la vitesse de déplacement, c'est-à-dire de la durée de séjour des monofilaments dans le tube de chauffage.
D'une manière générale, une large gamme de températures des fibres spandex assurant une agglomération adéquate des fibres en un fil multifilamentaire va. de 110 à 260 C environ. Des températures plus basses ne per- mettent généralement pas le degré voulu d'agglomération et des températures plus élevées ont généralement tendance à dégrader les propriétés physiques ou la couleur du fil spandex.
Aux vitesses de production commerciales et pour les deniers courants des mono-
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filements spandex, il est préférable de maintenir le tube de chaut- fage 18 lorsque ce tube est utilisé uniquement pour agglomérer les fille onts vulcanisés décrits,à une température suffisante pour maintenir la température des fibres entre 140 et 19000,environ,
La forme proférée de l'invention, comme on vient de le décrire, permet une élimination du solvant essentiellement complète des monofilaments 11 tandis que ceux-ci sont sous la forme de monofilaments par opposition à la forme de fil multifilamentaire tordu, assurant ainsi une élimination plus complète du solvant au cours de la formation du fil.
En outre, les propriétés physiques de ténacité et d'allongement d'un fil mulitifilamentaire tordu et aggloméré à l'état vulcanisé sont meilleures que celles d'un fil multifila- mentaire formé de façon identique mais tordu et aggloméré à l'état non vulcanisé.
Un autre appareil de chauffage qui peut être utilisé dans l'invention est représenté à la Fig. 2. Les monofilaments 11 en grand nombre sont chauffés en les faisant passer sur au moins un rouleau chauffé de grand diamètre 23. Le rouleau 24 peut être également chauffé pour augmenter la quantité de chaleur transmise aux monofilaments, ou bien peut être froid et servir de guide et de rouleau de transfert. De préférence, les deux rouleaux 23,, 24 sont chauffés. Le rouleau oblique 21 est placé en aval du second rouleau chaud 23 et la torsion est imprimée aux fibres spandex de façon à obtenir un fil multifilamentaire aggloméré de la même manière que dans la.première forme décrite.
Le point de torsion 22 est situé en amont du rouleau oblique 21 comme dans la forme préférée. Bien entendu, les températures des rouleaux chauds 23, 24 doivent être suffisantes pour augmenter la température des monofilaments jusqu'aux gammes requises pour l'agglomération, comme indiqué pour la forme préférée de l'invention. Après avoir été tordu en un fil multifilamentaire 20, le fil passe sur un rouleau intermédiaire 25, puis continue vers la bobine de renvidage ou
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enroulement 19.
Les rouleaux 23, 24 peuvent également servir de rouleaux ' de retardement) une chambre de chauffage étant placée autour des rou- leaux pour permettre à un agent gazeux chauffé d'y, circuler. Les - rouleaux de retardement assurent que les filaments traversant la chambre y restent pendant une durée suffisante ,pour que 1'agent gazeux chauffé puisse porter les filaments à la température d'ag- glomération requise.
Les monofilaments peuvent être agglomérés en un autre point encore de l'opération de fabrication d'un fil spandex, c'est-à-dire ' dans la colonne de filage 12 elle-même, comme on peut le voir à la Fig. 3. Après que le faisceau de monofilaments 11 a dépassé approximativement le 'point milieu d'une colonne de filage du commerce, les monofilaments sont relativement bien vulcanisés et à l'état non plastifié. Comme les monofilaments 11 peuvent être agglomérés en un fil multifilamentaire 20 en un point quelconque en aval du point où ils ont été pratiquement vulcanisés, suivant le principe de l'invention, ils peuvent être agglomérés alors qu'ils se trouvent encore dans la colonne de filage après avoir été pra- tiquement vulcanisés.
Le rouleau oblique 21 peut être placé immé- diatement en dessous de la partie inférieure de la colonne de fi:- lage ou sortie des filaments 14,de façon qu'il imprime au fil 20 une torsion qui remonte sur une courte distance à l'intérieur de la colonne de filage 12 où se situe le point de torsion 22.
Bien entendu, la température de l'agent de vulcanisation passant dans la colonne de filage 12 doit être suffisante pour permettre au fais- ceau de monofilaments 11 de s'agglomérer en un fil multifilamentaire lors de sa torsion et les garnies de températures applicables aux filaments sont les mêmes que celles décrites à propos de la forme préférée,
Dans toutes les formes décrites ci-dessus, les monofila- ments ont été tordus après qu'ils aient été soumis à une température
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suffisante pour permettre l'agglomération des fibres vulcanisées. Ce procédé' est particulièrement préféré.
Cependant, le faisceau de mono- filaments vulcanisés peut être tordu avant d'être soumis à la chaleur nécessaire pour l'agglomérer. C'est-à-dire que les,monotilaments peu- vent être chauffés à une température suffisante pour permettre leur agglomération après qu'ils ont été tordus. Il s'agit là d'un procédé moins intéressante principalement parce que lorsque les monofilaments ont été tordus avant d'être chauffés, on rencontre un problème d'é- change de chaleur lorsqu'on tente d'atteindre un état d'équilibre de température dans toute la masse du fil multifilamentaire tordu.
Le procédé d'utilisation et la structure des surfaces obli- ques, c'est-à-dire des rouleaux obliques 21, font également partie de l'invention. Il est préférable d'utiliser un rouleau oblique 21 de la forme représentée à la Fig. 4. c'est-à-dire un disque 27 avec un arbre moteur 28 placé en son centre et d'une largeur suffisante pour présenter un bord convexe 29. Le rouleau oblique en forme de disque 21 est de préférence entraîné par un moyen approprié, non représenté, de façon à créer une force de torsion ou couple de tor- sion perpendiculaire à l'axe longitudinal du fil multifilamentaire et qui fait avancer le fil le long de son trajet.
Comme on le remar- quera à la Fig. 4. une forme d'exécution comprend un disque 27 uti- lisé de façon que les bords incurvés 29 du disque entrent en contact avec le fil en déplacement et que la base plate du disque forme un angle aigu avec le trajet du fil. Il est particulièrement avantageux que le rouleau oblique 21 soit placé par rapport au trajet du fil de façon qu'il touche à peine celui-ci au cours du fonctionnement, comme indiqué à la Fig. 3, évitant ainsi le développement de forces de freinage appliquées au fil qui pourraient être suffisantes pour le casser ou pour l'enrouler autour du disque,
D'autres formes de rouleaux obliques sont représentées aux fige 5 et 6. Ces variantes agissent sur le fil spandex suivant les mêmes principes que le disque 27.
La Fig. 5 représente un rou- '
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leau oblique en forme do cylindre 30 et le fil multifilamentaire entre en contact avec la surface cylindrique 31 du rouleau obliquo.
, Comme dans le cas du disque 27, le rouleau cylindrique 30 est licliné et peut être placé d'une façon qui provoque non seulement un mouvo- ment de rotation autour de l'axe de déplacement du fil mais également un mouvement d'avancement ou fil, Le rouleau oblique en forme de pyramide 32 représenté à la Fig. 6 constitue une autre forme géométrique que peut affecter le rouleau oblique 21. Le rouleau en forms de pyramide 32 peut être également réglé à un'angle de contact, un degré de contact et une vitesse tels que le fil soit roulé ou tordu ainsi que sollicité à avancer.
Bien qu'on préfère que les rouleaux obliques 21 soient entraînés par des moyens appropriés, non représentés, ils no doi- vent pas nécessairement être entraînés mais peuvent fonctionner comme rouleaux fous, Le facteur important à considérer est que les rouleaux obliques 21 ne peuvent freiner exagérément le fil. Comme on l'a mentionné, la vitesse du disque 27 et l'angle entre le disque et le fil sont réglés pour que le disque 27 torde le fil et, de préférence, le fasse avancer en même temps.
Toutes les formes d'appareils de chauffage ont été représentés comme utilisant un seul rouleau obliqua, mais deux- rouleaux obliques peuvent être également utilisés pour régler avec plus de précision la quantité de torsion introduite dans le faisceau de mono- filaments et pour régler l'emplacement du point de torsion 22. Si . deux rouleaux obliques sont utilisés, ils doivent de préférence être placés de part et d'autre du trajet au fil et tourne.r en sens oppo- sés et doivent de préférence être décalés le long du trajet du .fil.
Bien quil soit préférable d'utiliser des rouleaux obliques pour induire une torsion dans les monofilaments de façon à former un fil multifilamentaire, il est également possible d'in- duire une torsion dans les monofilaments en les faisant passer par
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un toureillon d'agent cazeux en circulation, par exemple un jet d'air comme indiqua dans le brevet américain 3.094.374. Le jet d'air doit, comme c'est le cas pour les rouleaux obliques 21, être placé de façon que le point de torsion 22 qu'il provoque dans le monofilament, ne se situe pas à un endroit ou les filaments se trouvent à l'état non vulcanisé ou plastifié.
Il est désirable que la surface inclinée du rouleau 21, qu'il soit on forme de disque, do cylindre ou de cône, ait un poli mat plutôt qu'un poli miroir, Le but du poli mat est d'empêcher la fibre spandex d'adhérer au rouleau incliné à l'endroit où elle est touchéo et tordue par le rouleau. Avec une surface mate, une partie moins importante de la surface du rouleau est exposée au fil multifilamentaire, réduisant ainsi les forces de freinage exercées sur le fil entrant en contact avec le rouleau. Pour donner, par exemple, à un rouleau on acier une surface mate, ce rouleau peut être soumis à l'action d'un jet de sable ou d'un jet de vapeur.
La différence prin- clpale entre ces deux techniques est la dimension des particules de sable utilisées pour dépolir les surfaces du rouleau oblique. La technique du jet de vapeur utilise un sable beaucoup plus fin que, la technique du jet de sable proprement dit. n'importe quelle matière peut être utilisée pour former les rouleaux obliques; cependant, cette matière doit avoir une grande résistance à l'abrasion et une grande longévité. Par exemple, des rouleaux en acier ou en oxyde d'aluminium sont très désirables.
Un rouleau d'oxyde d'aluminium est généralement formé d'oxyde d'aluminium granulaire maintenu dans la forme géométrique désirée par un adhésif approprié. Cependant, 'n'importe quelle matière résistant à l'abrasion peut convenir. En outre, des Matières de revêtement spé- cialos peuvent être appliquées sur les rouleaux inclinés pour auginen- ter leur longévité. Ces matières de revêtement sont très dures et ont une résistance très élevée à l'abrasion.
Par exemple, des revêtements tels que de l'oxyde de chrome et de l'oxyde d'aluminium sont) accepta-
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blés'En appliquant ces matières au chalumeau sur les rouleaux obliques, on obtient une surface mate sans devoir recourir au traitement au jot de sable ou à la vapeur du revêtement.
L'invention est encore illustrée par les exemples qui suivent. Ceux-ci ne limitent pas la portée de l'invention mais l'illus- trent simplement. Toutes les proportions dans ces exemples sont en poids.
EXEMPLE 1. -
Une solution de filage contenant 16% de matières solides est préparée en polymérisant un prépolymère du type polyuréthanne
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obtenu à partir de p-xylylène diisocyanate et de polyt6traméthr.no.. glycol) modifié en solutiona\'eC<1ela, cyclohexane b1sméthylam1ne. La solution de filature obtenue est chassée par une filière à quinze trous par une pompe appropriée dans une colonne de filature où le solvant est évaporé par un contre-courant d'air chauffé à une température d'entrée de 215 C.
Les monofilaments obtenus comme décrit -ci-dessus sont enroulés sur une bobine sans avoir été tordus dans la colonne de filature. Par la suite, on fait passer les fibres non agglomérées et non tordues sur un rouleau à 140 C. Une torsion est Induite . dans les monofilaments sortant du rouleau de chauffage et ils sont ainsi agglomérés pour obtenir un fil multifilamentaire. La torsion est Induite par un rouleau oblique en forme de disque rotatif constitu6 d'oxyde d'aluminium et du type représenté à la Fig. 4. Le fil multifilamentaire obtenu a une section transversale ronde et est très bien aggloméré.
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X1<t1PLE 2. -Des monot'ilaments sont obtenus comme décrit dans l'exem- ple 1. Au moment où les monofilaments émergent de la chambre de filature ou colonne de filature, ils sont tordus en les faisant pas- ser sur un rouleau oblique en forme de disque traité à la vapeur ) de 5 cm de diamètre ,tournant à 400-500 tours/minute. L'angle entre
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la surface du rouleau et l'axe longitudinal du fil est de 15 à 20 environ. Le rouleau oblique en forme de disque est placé de façon que le fil multifilamenmtaire ait un point de torsion situé à envi- ron 1,20 mètre dans la colonne de filage mais les monofilaments sont pratiquement vulcanisés au 'moment où ils atteignent ce point de torsion. Le fil obtenu par ce procédé est bien aggloméré et a un dénier d'environ 280.
La fibre obtenue dans cet exemple est soumise à un essai de ténacité et d'allongement en soumettant à un cycle un échantillon de 5 cm de longueur constitué d'approximativement dix fils à un allongement de 200%, puis retour à zéro à deux reprises. L'échantillon est ensuite tendu à raison de 1000 par minute jusqu'à ce que les fibres cassent. L'allongement à la rupture est enregistré et la ténacité calculée à partir du denier initial et de la force de rupture. On détermine que l'échantillon'a une ténacité moyenne de 0,64 g/denier et un allongement à la rupture de 668%. L'échantillon est très bien aggloméré.
EXEMPLE 3. -
Les échantillons de fil spandex de 140 deniers sont filés et essayés comme dans l'exemple 2. L'échantillon est tordu à l'aide d'un rouleau oblique en forme de disque et est très bien aggloméré, L'échantillon a une ténacité moyenne de 0,77 g/denier et un allon- gement à la rupture de 690%.
EXEMPLE 4. -
On file une fibre spandex de 180 deniers en utilisant le procédé décrit dans l'exemple 2. La fibre est tordue par un rouleau oblique en forme de cylindre ,en oxyde d'aluminium,du type représenté à la Fig. 5. L'angle aigu entre le fil et le rouleau est d'environ 30 . Le fil est très bien aggloméré et son point de torsion se trouve immédiatement à l'intérieur de la colonne de filage .
EXEMPLE 5-
Des mono filaments de spandex sont filés par le procédé
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décrit dans l'exemple 2 maie pont tordus à l'aide d'un rouleau ebli- que en forme de pyramide ou de cône semblable à celui de la Fig. 6.
Le fil obtenu est très bien aggloméré.
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i PLE t.
On file une fibre spandex en utilisant à nouveau le procéda décrit dans l'exemple 2 mais le fil est tordu par doux rouleaux en acier inoxydable en forme de disques tournant en sens inverses traités au jet de sable. Le$ rouleaux sont placés de part et d'autre du tra- jet du fil et l'angle aigu entre chaque rouleau et le fil est réglé à 15 environ. Les deux rouleaux tournent à 400 tours/minute envi- ron. Le fil est très bien tordu et le point do torsion dans la colonne .de filage peut être facilement réglé en faisant varier la vitesse des rouleaux. Les fils obtenus sont bien aggloméréa et ont une section ronde très acceptable.
Comme il ressort de la description ci-dessus, une forme préférée de l'invention procure un procédé d'agglomération de fibres monofilamentaires de spandex pratiquement vulcanisées filées à par- tir d'une solution ou d'un dope et pratiquoment exemptes de solvant résiduel,pour former un fil multifilamentaire aggloméré, procédé suivant lequel (1) on tord un faisceau des fibres vulcanisées à une température d'agglomération élevée inférieure au point de fusion de . la composition des fibres et suffisante cependant pour agglomérer les fibres dans le faisceau et former ainsi un fil aggloméré et (2) on refroidit le faisceau en dessous de la température d'agglomération de façon à maintenir les fibres sous forme agglomérée.
Comme il ressort également de cette description, une forme préférée de l'invention procure un procédé pour agglomérer des fibres monofilamentaires pratiquement vulcanisées filées à partir d'une solu- tion ou d'un dope et pratiquement exemptes de solvant résiduel, pour former un fil multifilamentaire aggloméré, procédé suivant lequel (1) on chauffe un faisceau tordu de fibres vulcanisées à une tempe- ; rature d'agglomération élevée inférieure au point de fusion de la ,
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dempesition des fibres et cependant suffisante pour agglomérer Ion fibres dans le faisceau,formait ainsi un fil aggloméré et (2) on sefreidit le faisceau en dessous de la température d'agglomération pour maintenir les fibres sous forme agglomérée.
Comme il ressort également de la description, une forme 1 préférée de l'invention introduit dans l'un ou l'autre des procèdes qui viennent d'être décrits une opération de torsion suivant laquelle (1) on tord un faisceau de fibres vulcanisées en mettant en contact le faisceau avec une surface oblique, la surface oblique tournant dans un sens et à une vitesse suffisante pour que le faisceau avance le long de son trajet et pour rouler le faisceau autour de son axe afin de tordre les fibres dans le faisceau.
Comme il ressort de la description, une forme préférée de l'invention comprend une torsion transitoire pendant l'exécution de l'opération (1), pratiquement aucune torsion ne subsistant après la fin do l'opération (2).
L'invention a été décrite en détail avec référence à des formes d'exécution préférées, mais il est bien entendu que des variantes et des modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
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Agglomeration of monofilament fibers to obtain a multifilament yarn.
The present invention relates to textile fibers of the spandex type. More particularly ;, it relates to a process for agglomerating monofilamontary spandex fibers into a multifilament spandex yarn.
Agglomerated multifilament spandex yarn is much preferable to non-agglomerated multifilament spandex yarn as is spandex monofilament fiber for the majority of textile applications. By "agglomerated multifilament yarn" is meant a yarn obtained by combining monofilament fibers
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;:. ". ', <.. lGi: 01.?.? c ot on adhering the monofilamoats Ion uns nw" 0; ", H ::, '., Qi'! I;> tcuto their lengthou1'9 Pou yarn spandex multlfilamenta, ro.9 twisted which does not have% pna, ','.,; I) JO! J, 5 ( 5iJt'commonly called flbreat faiseoaux create 1: - "': -' J, (, 'lKJD practical in textile treatment apparatus 1H' ..c'jo that the beam is very sensitive to snags by.>.
For example, the individual monof11amento q1 n'on ?; i. "- '66 tend to separate from the bundle and sdacron ^ 4r: c 1; back where protruding surfaces of the devices ::>: i,;.; Qi11r; tl \ .J thus causing breakage due to the wire. 5.dtoueat. ot / or giving finished products of which the quality '>,.?,;. desired. In addition, when bundles of multi-threaded spandex'-ljj (:: nt; ni7: o8 which have no not been agglomerates are wound on a bobincp individual filaments tend to pinch them. This is% - -aY.iRm q \ W the individual monofilaments tend to separate from the bundle, O \ i: besides' covered with- lautren turns of wire.
Thus, 'when one tries to unwind the key thread' snroul1 went, the filaments clamps or lengthen in a regular way, thus causing difficulties in the devices of i, 1 ... ii> <Jment and / or t1om: on ''; CD poc "d, tE.1 tiJxtiÜHJ including 1 ,, quality \ r: .i ;; 1J il àÓr ;;: b: ', - 11'.
Bio ",:,: n ', r ..:; ju" les f: 1.J., Spandex Íl'1..i &iJ;), J :: UariAç, nta1; :( 1 agttlo "" illlr6iJ are L .: '' ',,'.,: '4; IJ1Bt!' C!. '^ 9e.'. Crsa 'C fiber textile nHmc ±, lii1 ""! "-Nt! J, ir <iJs because' 'J, "" nQiJ.! Bl'ü1..1 ,,} 1J' processing difficulties are PP1'j !! lé0 [; paf ','> (n .. 'job. P, - \ 1' example , in Üu1tu.:, t;: r1a, Ga "', 1Eoc: ,,:, o! tp (10.J; 4a' = sewing hines are often used with Il''1 [; fila pdaâ as well only with fabrics entirely or partio13.i: an% made of ïpandox yarns. If, during the use of a condro machine IP1gu11le of a machine starts or cuts one of the monctilat, x5 its <? a yarn A multifilament spandex which has been bonded together, the remaining filaments in the yarn tend to support the filament which is cut or cut, thus preventing any significant loss in the holding capacity of the yarn.
On the other hand, a spandex yarn
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agglomerate tends to prevent too visible ends of dc fi? = iiéJn% J QS00 Doic in the garmentw> ient textile aehovo. 1iz => now, 1ulo time a meiofliamentary strand has elapsed, 1 anô or ct, 6 it is no longer useful in the tissue since its polioîe do rn1ntn ot Gñ mt? Z physical properties no longer exist. Uno fiber Bonofil: 'ncn' ':. A!' C which has been hooked or broken into turns eapîderciit cn, inc 9: roro broken when extended. In addition, broken pieces of monofilament fibers are more visible in the sarong fabric.
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that they move away from neighboring fibers during lallossoi.?,t.
Therefore, it is desirable to agglomerate a number of monofilaments into a multi-thread spandex yarn provided for the textile industry. However, problems arise in the agglomeration of the spandex monofilaments when this agglomeration is carried out immediately after the spinning of the fibers.
The agglomeration of the spandex fibers takes place at best, according to the known methods, while the monofilaments of the spandox fiber are in the plasticized or unvulcanized state. Thus, the
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spandox monotilaments have been twisted and agglomerated so far as soon as possible after leaving the toto de rila "o, pc) that is, as soon as possible after the ± 118go of the fibers., so that they do not can reach the vulcanized state.
Copondentp the agglomeration of monof11nmcnta1ron beams spdox in t \ n ftll. mult1fllwmentaire in the plasticized or unvulcanized state or even Garoi- vulcanisa leads to difficulties in processing or formation of fibers as well as a reduction of some of the phy-
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sics of agglomerated multifilamentary yarns compared to the properties of the same non-agglomerated monofilament fibers.
The main manufacturing difficulties which arise when bonding fibers in the unvulcanized state are the removal of the spinning solvent from the bonded yarn. Removal of the solvent becomes more difficult simply because the
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multi-layered yarn is made compact and that no saddle can
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IJ '0D â'r.'., Rw; 5.
AE e P>: rQ; 1,1, ('; mont' .. 'ne t' '\ 1v that it is aggl0! Aer @ <In the case e (1 ..' 1 <d1 "l., , .jr, "," "'' '' '1' '' ''; '.11" ....... onof'il "ment a fiber mnnn.f'1l", men ... tt 1->,> "> Íi :: 'ÓOJ'0") ct' \ 1 ... CC-UP plun d9 '' 3 '! ". I'al' unit of 3.9Li Medium {PC" p ", : ;;;,!. n (l1.ll \ :, i, l :; '.' a "s <1.i # .n% '? ui 3 k'; $ t'li T. by exempta l 'air which i' "1>, Isï; f'i." '' Se o? '.') o; .Lj '. f -'. uno officiento elimination of the solvent Un? r.î. '... , "'e,' o" dâ: '18:; Y9é: Jôiß ;? 'Jw Once the monofilaments are. t'.GG1I') r (.: \ "j: '1.) 0 \'. : 1. ' fOrl; ': fJ:!,' 'il mroJ. t: U'ile.roenta.ire .. on the other hand, a fey'0 .'j.'i do JG, su:.' total facQ of monofilaments is without '3 tact.,;.: ¯ "' b. with ?? irQn1 'l "(' 1other.î.nemcn of the solvent .. resulting in 10: .. ll: tff: 1.riÜ": l'J U [; Xl; tonc8: '; above.
In addition, some properties des> .i # <i; o; ' J, 3 1: = - 1in ts of <; pand'3tJ for example the tenacity and 1. '! \'.! .. n :: ol.'lent, jI feel reduced when the monofilaments are agglom <:. s - <; ', 0.' (;. iat plasticized or unvulcanized. It is therefore desirable to be able to agjàlkonnGre1- the nonofilament fibers in multifilament yarn,: "11. ':.,. 1 r'1J t, un point, 10. i -. {:: ,, vu.r of the process of formation of fibers J> "':, 11" lOJ ilI0Y1Qi': UC \ .ffiGnt1 are in the practically vulcanized state, lJnz 'a ,. .; Fr, rwac 9 .1..1, errrait. OEs6., 7b.E of being able to agg1omé = '> er the monofilar ra {> H ā9a (1 "U..n; a., O: n subsequent thermal use for a,; ', A ,,.':, OZ \ physical properties of monofilaments and, therefore, '' "',' - ': nt.' yarn multif1J.amenta1: re agglomerated. a ... , \); t,: re advantage in favor of 1 "agglomeration of mono ....,." ".., ..;
== tm to 3, <'S'io, t vulcanized rather than in the plasticized state or not; =; 1 ,: .. ".rF ('t, that in many cases spandex monotilators .., ,,, 2r, e c1, o ::' are very effective ant1adher.ifa because we know a ' .fi: r '., spandex are very sticky ot eollaate'8. The agents ", Ú' <: '; 1.'lf, i.1. have <3t6 incorporated into the spinning solution or'. <" l ',>.,: r:; ,, Lé!',.!. j, a .., c '',. 3 'at C3, i, ". it.à6: éJ des âïd43b1à",.' é'vn rc3 su moment. ,, Râ cuß ... 'q'; 02, ",;) ± 11; from the head of filago. In some cases ;, cero'r '' K:.: E C .. (^. 4a "The Ciâdwro'â> work so effectively that it,., '; Ê.': ' :. <'1, l': 1 r ', "ol;' ':; Cn.ilt an adequate [;;; lom6ration when the i,; x,. ,,:. ,,,, v.3; , c ta plasticized or unvulcanized, unexpected thing.
: 1. <.: i - :: ¯: ', ". Àorrfj, 1; <. Dus t1? F'â: bi nnY,': 4.A.Lt3iim. Are present ,,
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the agglomeration of mono:.!. '11aments aµrôi'ijiî "ii.flii: it.1; n'1 lati: T> it> #? 60a.i practically vulcanized is not Gu1-5i diffieile gīi 'at the 6 <itt prx!; #> -
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completely unvulcanized.
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The invention is based on the prl 'àciiJo of laggloacE'c.' '; Âca of monofilament opandox fibers in a III cpzlndan Gltix'ilGH': R <= tairo after monofilament lofs have a ôtat? 3'aitiuc:? O3 .t vulcanized or not plasticized. The principle of the "invention cozfic <; aà 1" asClomère. tion of fibers mono.f1't'lrJl ') n tairo c spcxié.oz c;> r.l> x io. i 1 canization of fibers but then quyolloo oc: 1: ôoi; Tcnt onccyo c "the spinning eolcnao, The principle ecipronô alcecRi:.> pé: o;? 5; 1:.,> c, o sient and pi, ôrli <ibiccnJ ascloEration es: 1> 1> e <: x # o> n ± 1? .i ::; = m? i :: i -;.:; i; in a thread llll, ltif11c., I1 \ Gnta1re cn un painted in av% lp ùP; * t-1:
1.i - ': i' after spinning mt vulcanization dof mo> iof> 13 r> ± +>, fJ r: tàzJ the column of! '11oco during prt) co; o'l2t: i rio, âo; Jction Cox bren "'To facilitate the implementation of oc ps'iac & pc of 1; czi, another goal of l.ll1nvont: l.on is do <o> i: to z:'>; ju <; 5 iim, o twisting aM? '; Monofilaments by means of one or more oblique surfn-con ..
The oblique surface can be advantageously nar an oblique oleau which enters physical contact with lo 9,% - cocnu (1.0 monofilament fibers ot gives it do 9rÓfôronco! N BouvcE: cnt of advancement and rotation combines which twists the ronoiilLancntc
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together.
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By "spandex fiber" is meant herein a segmented substantially linear elastomeric i'orruéo dpiin fiber. Loo practically linear words "do not exclude structures exhibiting deo r1fictions of the polymer chain but exclude only structures which are strongly crosslinked. The words" 61 <.1Dtomèrc seé¯iecn '<6Bi sjgni mean that the elastomer considered presently acs cognents (POO crystalline polymer with a high melting point, i.e. sos- '
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hard elements alternating with low melting point segments of
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amorphous polymer, that is, the area of soft segments.
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Although the principle of the invention can be applied
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luol10 t1bre pnétaa it is PQt1cüiàromont utilo t ') .no Hes fibers of the spandex type described in the hyrax.
'J0 c.mQ:'.lc\1ns nO'? 9.0C2, 37) '. OW; 37 $ .950 378.961 and "can be prepared in the form of solutions of 1 ': 11.1: r; -b ôblouos pure of the processes described in applications do bl' (- '1J',;, ': ¯ '> <: s $ .3 110 37'.019p 378,951 and 378.' / Il. The 1st spandes: .Px. <, 4anH the .. é, cman <1 of US Patent No. 79,0Ó2 is the type pc.) .. 1 ,,, GeJ.àl'G '::.:,] lt b. r for the pi, oe6dô e1, l v.gBlomÓra tion of the 1nv (,! 11.'; 1 , 0h fJ '(> (;; Úi'5! T, ;;' onÜ 1 ': 1G! Poly (ôthoyur6thaL [meuyaa) compound (1) ae rf $ lyù, ho:'. 1 H '' '' ' ) ir'cn ± '1f.!. t (Aca o11Bonores à l1n1ri \ ons pl.â & "Wdaé $ en having a J) Q) ¯'r::") lr3I.üni'o âa! .. axa; ( 3 12,000, (2) diisoeyanates o1. '[\ N: l <11, W0 i, .f0ntloR \ ol; phat1 {lUe ot (3) de 1 cau 6t / OM des d1 nmnes C (1:; r1 " ) \ "G e '' E: âsa t \ ter1ouo with an oliphatt.que function; 2 to 9% by weight d" -: ±; ":: - '± 1] -, F., Ty;
JGmc "di6R both made up of its i: s'f'9 These .10.:>:;. Tīi '" :: <; = r.; ...;: &, tcn',>. ". . \, 1. 1 ..¯oP. 1, ... in which the oncncnc 7d, ty: <J; 1 cosposê of t1 soul group 'to'uJ6' $ 4f can be rcp "'1> = Yit6 == k, 345d1 le. w.ewË.2JV .: "aCÜ; 6n61'ulçQ <f" iK-Clzdl-1, 'xtil Gd'do-Ii -D-NH-CO- NH- 4? û'C.'i or? .i; î? f ': d 4.ur eorrospond to the formula! "'-" Y-Nf! "'CO-.N1.iD ... NH -CO-! 1H'" and the ;; 'r, OR that contains the polyetherglyool or other polj # -1; lai, = i' vQ;> m: U1 .G ya? a hydroxyl group corresponds to the formula :: -Â-NH -CO-0-PO-CH-NH The radlcauz -ii- --t -D- can be different or identical in each Groups ': a' d formulos above .
The radical -A- is the o: rl3t1: ', 1, quo radical of a diisocyanate containing aliphat1q: "oc \ <:, Q:.' Ea: a ?, 0C14-A-Hco and the bzz radical is the ae..aa 1> iTJé-l * onB radical of urine diamine with an aliphatic function and not empacheo rr; la i'c.; ru} .e Nil2 29 The radical -P- is the bivalent organic radical of a polyether of the formula: HO-P-OH The polyether can be substituted with a polyester or a p1y (stxthr) of like property and also represented by the formula: HO-P-OH.
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The inventive principles of the invention will be more clearly understood by examining the following description and the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the invention.
In the drawings: Fig. 1 is a schematic view of the method and apparatus for forming an agglomerated multifilament spandex yarn
Fig. 2 is a schematic view showing another form or second apparatus for heating spandex fibers ;, FIG. 3 is a schematic view showing a third form of apparatus for heating spandex filaments;
Fig. 4 is a side view of the preferred roller device. oblique used according to the principles of the invention;
Fig. 5 shows another embodiment of the oblique roller device;
Fig. 6 shows a third form of oblique roller device.
The process of agglomeration of the spandex monofilaments according to the principles of the invention can be carried out by means of the apparatus shown schematically in Fig. 1. The spandex or dope solution is contained in a reservoir, not shown, which communicates with a spinning head 10 by a suitable liquid pump, not shown. The pump delivers the dope through the spinning head 10 and a series or bundle of filaments 11 exit from this head in an unvulcanized or plasticized state. The bundle of filaments 11 exits the spinning head 10 into a spinning column 12.
A continuous passage of a suitable evaporating agent, for example hot air or nitrogen, takes place in column 12 to remove the solvent from the monofilaments thus vulcanizing the fibers. The evaporating or vulcanizing agent enters the column 12 at the entry point 13 located at the foot 14 of the column and rises in the spinning column in the opposite direction to the path.
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monofilament 11 until it reaches the outlet of the vulcanizing agent 15 placed immediately downstream of the spinning head 10. The vulcanizing agent exits through the outlet 15 into the apparatus for monitoring and eliminating solvent vapors, not shown.
Although this mode of flow of the vulcanizing agent passing through the spinning column 12 is preferred, other modes of flow can also be used. For example, the vulcanizing agent can be introduced at both the top and the bottom of column 12, and then extracted through the middle of the column. The purposes of the spinning column 12 and the circulating vulcanizing agent are to remove or evaporate the spinning solvent from the monofilaments thereby vulcanizing them.
As can be seen in Fig. 1, the entire length of the spinning column 12 is reserved for the vulcanization of the spandex monofilaments 11 by evaporating practically all the solvent from the monofilaments,
After the bundle of filaments 11 has left the spinning column 12 'it passes over a first pair of spinning wheels 16.
Between the first pair of impellers 16 and a second pair of impellers 17 there is a heating chamber or tube 18 for the heat treatment of the bundle of monofilaments 11 to a temperature at which, after twisting the filaments, they can be agglomerated into a multifilament yarn 20. The heating tube 18 can also be used simultaneously for the heat treatment of the monofilaments in order to increase their tensile properties, if desired. On leaving the heating tube 18, the twisted and agglomerated multifilament yarn 20 passes over the second pair of spinning wheels 17 from where it continues on a winding or winding spool 19.
To agglomerate the bundle of spandex monofilaments 11 into a multifilament spandex yarn 20, twisting devices. do filaments are provided downstream of the heating tube 18. The available
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The twisting device 18 preferably comprises one or more oblique rollers 21 which preferably rotate at an angle and in a direction selected so that the spandox yarn is rotated or twisted around its path to give it a substantially round configuration and also. so that the spandex yarn is simultaneously advanced along its path.
The rotating oblique roller 21 therefore creates in the bundle of monofilaments a twisting movement which transforms it into a multifilament yarn and the twisting of the yarn extends upstream of the oblique roller 21 to a point of twist 22 where the monofilaments of the bundle 11 are assembled by the twisting motion into a single multifilament yarn. The twisting motion introduced into the monotilaments may be of the permanent type or may be a false twist, the latter being preferred.
The heat exchange agent within the heating tube 18, for example hot air, whether the heating tube serves only to supply heat to agglomerate the twisted monofilaments or it further serves to subject the monofilaments to a heat treatment to increase their toughness, should be hot enough for the multifilament yarn to agglomerate in the twisted state. Of course, the temperature required in the heating tube 18 to agglomerate the filaments depends on the chemical composition of the spandex fiber, the denier of the monofilaments and the speed of movement, i.e. the duration of the operation. stay of monofilaments in the heating tube.
Generally speaking, a wide temperature range of spandex fibers ensuring adequate agglomeration of fibers into a multifilament yarn will. from 110 to 260 C approximately. Lower temperatures generally do not allow the desired degree of agglomeration and higher temperatures generally tend to degrade the physical properties or color of the spandex yarn.
At commercial production speeds and for current mono-
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spandex yarns, it is preferable to keep the heating tube 18 when this tube is used only for bonding the vulcanized daughters described, at a temperature sufficient to maintain the temperature of the fibers between 140 and 19000, approximately,
The proffered form of the invention, as just described, allows essentially complete solvent removal from the monofilaments 11 while these are in the form of monofilaments as opposed to the twisted multifilament yarn form, thus ensuring removal. more complete solvent during wire formation.
In addition, the physical properties of tenacity and elongation of a twisted and bonded multi-filament yarn in the vulcanized state are better than those of an identically formed but twisted and agglomerated multifilament yarn in the unvulcanized state. .
Another heater which can be used in the invention is shown in Fig. 2. The monofilaments 11 in large numbers are heated by passing them over at least one heated large diameter roller 23. The roller 24 may also be heated to increase the amount of heat transmitted to the monofilaments, or it may be cold and serve as a cooler. guide and transfer roller. Preferably, the two rollers 23, 24 are heated. The oblique roll 21 is placed downstream of the second hot roll 23 and the twist is imparted to the spandex fibers so as to obtain an agglomerated multifilament yarn in the same manner as in the first form described.
The twist point 22 is located upstream of the oblique roller 21 as in the preferred form. Of course, the temperatures of the hot rollers 23, 24 should be sufficient to raise the temperature of the monofilaments to the ranges required for agglomeration, as indicated for the preferred form of the invention. After being twisted into a multifilament yarn 20, the yarn passes over an intermediate roll 25, then continues to the take-up spool or
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winding 19.
The rollers 23, 24 can also serve as retardation rollers, with a heating chamber placed around the rollers to allow a heated gaseous medium to flow therein. The retarder rolls ensure that the filaments passing through the chamber remain there for a sufficient time so that the heated gaseous agent can bring the filaments to the required agglomeration temperature.
The monofilaments can be agglomerated at yet another point in the operation of making a spandex yarn, i.e. in the spinning column 12 itself, as can be seen in FIG. 3. After the monofilament bundle 11 has passed approximately the midpoint of a commercial spinning column, the monofilaments are relatively well vulcanized and in an unplasticized state. Since the monofilaments 11 can be agglomerated into a multifilament yarn 20 at any point downstream of the point where they have been substantially vulcanized, according to the principle of the invention, they can be agglomerated while still in the column of. spinning after having been substantially vulcanized.
The oblique roll 21 can be placed immediately below the lower part of the threading column or exit of the filaments 14, so that it imparts to the thread 20 a twist which goes up a short distance to the thread. inside the spinning column 12 where the twist point 22 is located.
Of course, the temperature of the vulcanizing agent passing through the spinning column 12 must be sufficient to allow the bundle of monofilaments 11 to agglomerate into a multifilament yarn during its twisting and the temperatures applicable to the filaments. are the same as those described for the preferred form,
In all of the shapes described above, the monofilaments have been twisted after being subjected to a temperature.
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sufficient to allow agglomeration of the vulcanized fibers. This method is particularly preferred.
However, the vulcanized monofilament bundle can be twisted before being subjected to the heat necessary to agglomerate it. That is, the monotilaments can be heated to a temperature sufficient to allow their agglomeration after they have been twisted. This is a less attractive process mainly because when the monofilaments have been twisted before being heated, a problem of heat exchange is encountered when attempting to reach a state of equilibrium of. temperature throughout the mass of the twisted multifilament yarn.
The method of use and the construction of the oblique surfaces, ie the oblique rollers 21, also form part of the invention. It is preferable to use an oblique roller 21 of the form shown in FIG. 4. that is, a disc 27 with a drive shaft 28 placed in its center and of sufficient width to have a convex edge 29. The disc-shaped oblique roller 21 is preferably driven by suitable means. , not shown, so as to create a twisting force or torque perpendicular to the longitudinal axis of the multifilament yarn and which advances the yarn along its path.
As will be seen in FIG. 4. One embodiment includes a disc 27 used so that the curved edges 29 of the disc contact the moving wire and the flat base of the disc forms an acute angle with the path of the wire. It is particularly advantageous that the oblique roller 21 is positioned relative to the path of the thread so that it hardly touches the latter during operation, as shown in FIG. 3, thus avoiding the development of braking forces applied to the wire which could be sufficient to break it or to wind it around the disc,
Other shapes of oblique rollers are shown in figs 5 and 6. These variants act on the spandex yarn according to the same principles as the disc 27.
Fig. 5 represents a rou- '
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The oblique cylinder-shaped water 30 and the multifilament yarn comes into contact with the cylindrical surface 31 of the obliquo roll.
As in the case of the disc 27, the cylindrical roller 30 is linear and can be placed in a manner which causes not only a rotational movement about the axis of movement of the wire but also an advancing or advancing movement. wire, the oblique pyramid-shaped roll 32 shown in FIG. 6 is another geometric shape that the oblique roller 21 can affect. The pyramid-shaped roller 32 can also be set to a contact angle, a degree of contact and a speed such that the wire is rolled or twisted as well as stressed. to advance.
Although it is preferred that the oblique rollers 21 are driven by suitable means, not shown, they do not necessarily have to be driven but can function as idle rollers. The important factor to consider is that the oblique rollers 21 cannot brake. exaggeratedly the thread. As mentioned, the speed of the disc 27 and the angle between the disc and the yarn are adjusted so that the disc 27 twists the yarn and, preferably, feeds it at the same time.
All forms of heaters have been shown using a single oblique roller, but two- oblique rollers can also be used to more precisely adjust the amount of twist introduced into the monofilament bundle and to adjust the location of the twist point 22. If. two oblique rollers are used, they should preferably be placed on either side of the yarn path and rotate in opposite directions and should preferably be offset along the yarn path.
Although it is preferable to use oblique rollers to induce twist in the monofilaments so as to form a multifilament yarn, it is also possible to induce twist in the monofilaments by passing them through.
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a spinner of circulating gas agent, for example an air jet as indicated in US Patent 3,094,374. The air jet must, as is the case for the oblique rollers 21, be placed so that the point of torsion 22 which it causes in the monofilament, is not located in a place where the filaments are at the unvulcanized or plasticized state.
It is desirable that the inclined surface of the roller 21, whether disc, cylinder, or cone form, have a dull polish rather than a mirror polish. The purpose of the dull polish is to prevent the spandex fiber from becoming too thin. 'adhere to the tilted roller where it is touched and twisted by the roller. With a matte surface, less of the roll surface is exposed to the multifilament yarn, thereby reducing the braking forces exerted on the yarn coming into contact with the roll. To give, for example, a steel roller a matt surface, this roller can be subjected to the action of a sand jet or a steam jet.
The main difference between these two techniques is the size of the sand particles used to roughen the surfaces of the oblique roller. The steam jet technique uses much finer sand than the actual sandblast technique. any material can be used to form the oblique rollers; however, this material must have high abrasion resistance and long life. For example, steel or aluminum oxide rollers are very desirable.
An aluminum oxide roll is generally formed of granular aluminum oxide held in the desired geometric shape by a suitable adhesive. However, any abrasion resistant material may be suitable. In addition, special coating materials can be applied to the inclined rollers to increase their longevity. These coating materials are very hard and have very high abrasion resistance.
For example, coatings such as chromium oxide and aluminum oxide are) acceptable.
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Wheat By torch application to the oblique rollers, a matt surface is obtained without the need for sandblasting or steaming of the coating.
The invention is further illustrated by the examples which follow. These do not limit the scope of the invention but simply illustrate it. All proportions in these examples are by weight.
EXAMPLE 1. -
A spinning solution containing 16% solids is prepared by polymerizing a polyurethane type prepolymer
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obtained from p-xylylene diisocyanate and polyt6traméthr.no .. glycol) modified in solutiona \ 'eC <1ela, cyclohexane b1smethylam1ne. The resulting spinning solution is driven out through a fifteen-hole die by a suitable pump into a spinning column where the solvent is evaporated by a counter-current of air heated to an inlet temperature of 215 C.
The monofilaments obtained as described above are wound on a spool without having been twisted in the spinning column. Subsequently, the non-agglomerated and untwisted fibers are passed through a roll at 140 C. A twist is induced. in the monofilaments coming out of the heating roll and they are thus agglomerated to obtain a multifilament yarn. The torsion is induced by an oblique roller in the form of a rotating disc made of aluminum oxide and of the type shown in FIG. 4. The obtained multifilament yarn has a round cross section and is very well bonded.
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X1 <t1PLE 2. -Monofilaments are obtained as described in Example 1. As the monofilaments emerge from the spinning chamber or spinning column, they are twisted by passing them on a roller. oblique steam-treated disc) 5 cm in diameter, rotating at 400-500 rpm. The angle between
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the area of the roll and the longitudinal axis of the wire is about 15 to 20. The oblique disc-shaped roll is placed so that the multifilament yarn has a twist point of about four feet in the spinning column, but the monofilaments are substantially vulcanized by the time they reach that twist point. . The yarn obtained by this process is well bonded and has a denier of about 280.
The fiber obtained in this example is tested for toughness and elongation by cycling a 5 cm long sample consisting of approximately ten yarns at 200% elongation, then returning to zero twice. The sample is then stretched at a rate of 1000 per minute until the fibers break. The elongation at break is recorded and the toughness calculated from the initial denier and the breaking force. The sample was determined to have an average tenacity of 0.64 g / denier and an elongation at break of 668%. The sample is very well agglomerated.
EXAMPLE 3. -
The 140 denier spandex yarn samples are spun and tested as in Example 2. The sample is twisted using an oblique disc-shaped roller and is very well bonded. The sample has medium tenacity of 0.77 g / denier and an elongation at break of 690%.
EXAMPLE 4. -
A 180 denier spandex fiber was spun using the method described in Example 2. The fiber was twisted by an oblique cylinder-shaped roll of aluminum oxide of the type shown in FIG. 5. The acute angle between the thread and the roll is approximately 30. The yarn is very well bonded and its twist point is immediately inside the spinning column.
EXAMPLE 5-
Monofilaments of spandex are spun by the process
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described in Example 2 but twisted with the aid of an eblique roller in the shape of a pyramid or a cone similar to that of FIG. 6.
The yarn obtained is very well agglomerated.
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i PLE t.
A spandex fiber is spun using again the process described in Example 2 but the yarn is twisted by soft stainless steel rollers in the form of discs rotating in opposite directions treated with a sandblast. The rolls are placed on either side of the thread path and the acute angle between each roll and the thread is set at about 15. The two rollers rotate at around 400 rpm. The yarn is very well twisted and the point of twist in the spinning column can be easily adjusted by varying the speed of the rollers. The yarns obtained are well agglomerated and have a very acceptable round section.
As will be seen from the above description, a preferred form of the invention provides a process for the agglomeration of substantially vulcanized monofilament spandex fibers spun from solution or dope and substantially free of residual solvent. , to form an agglomerated multifilament yarn, a process in which (1) a bundle of the vulcanized fibers is twisted at an elevated agglomeration temperature below the melting point of. the composition of the fibers is sufficient however to agglomerate the fibers in the bundle and thus form an agglomerated yarn and (2) the bundle is cooled below the agglomeration temperature so as to maintain the fibers in agglomerated form.
As is also apparent from this description, a preferred form of the invention provides a method of aggregating substantially vulcanized monofilament fibers spun from solution or dope and substantially free of residual solvent, to form a yarn. Sintered multifilament, a process by which (1) a twisted bundle of vulcanized fibers is heated to one temperature; high agglomeration rature below the melting point of the,
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The thickening of the fibers and yet sufficient to agglomerate the fibers in the bundle thus formed an agglomerated yarn and (2) the bundle was freed below the agglomeration temperature to maintain the fibers in agglomerated form.
As also emerges from the description, a preferred form 1 of the invention introduces into one or other of the processes which have just been described a twisting operation according to which (1) a bundle of vulcanized fibers is twisted into contacting the beam with an oblique surface, the oblique surface rotating in one direction and at a sufficient speed for the beam to advance along its path and to roll the beam around its axis to twist the fibers in the beam.
As will be apparent from the description, a preferred form of the invention comprises a transient twist during the performance of operation (1), with virtually no twist remaining after the end of operation (2).
The invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but it is understood that variations and modifications can be made to it without departing from its scope.