<Desc/Clms Page number 1>
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
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
;:.".',<..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
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
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
EMI3.2
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
EMI3.3
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-
EMI3.4
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
EMI3.5
fil multifilementaire est rendu compact et que lo sellant no peut
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
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,,
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
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!;#>-
EMI5.2
quement non vulcanise.
EMI5.3
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
EMI5.4
ensemble.
EMI5.5
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-'
EMI5.6
ments durs alternant avec des segments à bas point de fusion de
EMI5.7
polymère amorphe, c'est-à-aire des segments mous.
EMI5.8
Bien que le principe de l'invention puisse être appliqua
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
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.
<Desc/Clms Page number 7>
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
<Desc/Clms Page number 8>
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-
<Desc/Clms Page number 9>
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-
<Desc/Clms Page number 10>
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
<Desc/Clms Page number 11>
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
<Desc/Clms Page number 12>
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- '
<Desc/Clms Page number 13>
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
<Desc/Clms Page number 14>
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-
<Desc/Clms Page number 15>
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
EMI15.1
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.
EMI15.2
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
<Desc/Clms Page number 16>
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
<Desc/Clms Page number 17>
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.
EMI17.1
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 ,
<Desc/Clms Page number 18>
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.