Procédé pour la fabrication d'articles filiformes et article obtenu par ce procédé La présente invention concerne un procédé pour la fabrication. d'articles filiformes à canal longitudinal et possédant une section non circu laire, par filature à l'état fôndu d'un polymère linéaire synthétique apte à former des filaments. Elle comprend également l'article filiforme ob tenu par ce procédé. Par l'expression article filiforme il faut entendre un filament, une fi bre, un fil multibrin ou articles analogues con venant à des emplois textiles.
Il est bien connu qu'on peut filer à l'état humide ou sec une fibre ayant une section non circulaire en utilisant un orifice de filière de forme correspondante. Toutefois, dans la tech nique de la filature à l'état fondu, on constate qu'il se produit un écoulement plastique dans la fibre récemment formée lorsqu'elle émerge de la filière. Cet écoulement provoque la for mation d'un filament à section substantielle ment circulaire.
La présente invention, en revanche, permet l'obtention d'un filament filé à l'état fondu et possédant une section non circulaire. Par l'ex pression articles filiformes à canal longitu dinal , on entend aussi bien les articles fili formes qui présentent des cannelures ou des rainures longitudinales externes, auxquelles ils doivent leur section non circulaire, que les ar ticles à canal ou à canaux internes, c'est-à-dire creux, ou les articles présentant à la fois des cannelures ou rainures externes et des canaux internes.
Le procédé selon la présente invention est caractérisé par le fait que le polymère est ex trudé à travers une filière -comportant au moins un groupe de trous dont les distances et les dimensions sont telles que les filaments se sou dent entre eux dès qu'ils émergent des filiè res, et par le fait que l'écoulement plastique du pôlymère, après son extrusion, est stoppé après soudure entre eux des filaments issus d'un même groupe de trous.
L'invention est décrite ci-après en se réfé rant au dessin annexé, donné à titre d'exemple, dans lequel Les fig. 1 à 12 incluses représentent, en plan, des vues partielles de filières montrant divers motifs typiques des orifices de filature que l'on peut utiliser.
La fig. 13 est une vue partielle agrandie de la coupe d'un fil non étiré, filé de la façon indiquée dans l'exemple VII ci-après, en uti lisant une filière dont les orifices sont' dispo sés selon le motif de la fig. 1. Les fig. 14-A et 14-B représentent une vue partielle agrandie de la coupe d'un fil res pectivement non étiré et étiré, filé de la façon indiquée dans l'exemple II, ci-après, en utili- sant une filière dont les orifices sont disposés selon le motif de la fig. 4.
Les fig. 15-A et 15-B représentent une vue partielle agrandie de la coupe d'un fil res pectivement non étiré et étiré, filé de la façon indiquée dans l'exemple I qui suit, en utilisant une filière dont les orifices sont disposés selon le motif de la fig. 3.
Les fig. 16-A et 16-B représentent une vue partielle agrandie de la coupe d'un fil respec tivement non étiré et étiré, filé de la façon in diquée dans l'exemple VI ci-après, en utilisant une filière dont les orifices sont disposés se lon le motif de la fig. 9.
Les fig. 17-A et 17-B représentent une vue partielle agrandie de la coupe d'un fil respecti vement non étiré et étiré, filé de la façon in diquée dans l'exemple IV ci-après, en utilisant une filière dont les orifices sont disposés se lon le motif de la fi-. 11.
La fig. 18 représente une vue partielle agrandie de la coupe d'un fil filé de la façon indiquée dans l'exemple VIII ci-après, en uti lisant une filière dont les orifices sont dispo sés selon le motif de la fig. 12.
La fig. 19 représente une vue partielle en coupe d'une plaque de filière dans laquelle les motifs sont en relief. La fig. 20 représente une vue partielle, en coupe, d'une plaque de filière dans laquelle les différents trous des motifs sont évasés.
La fig. 21 représente une vue partielle en coupe d'une plaque de filière dans laquelle les trous des motifs ont été fraisés en forme de cône.
Sur les fig. 13 à 18, les canaux longitudi naux sont représentés par les espaces qui sub sistent entre les filaments soudés l'un à l'autre sur une partie seulement de leur surface.
Le terme viscosité relative utilisé ci- après désigne le quotient du temps d'écoule ment d'une solution de 11 g de polymère à 25 dans un viscosimètre capillaire, par le temps d'écoulement du solvant dans les mêmes conditions. Cette grandeur donne une indica tion relative sur le degré de polymérisation. Dans les exemples qui suivent, le solvant de référence pour le polyéthylène-téréphtalate est une solution de 7 parties en poids de trichloro- phénol, et 10 parties en poids de phénol.
Pour la polyhexaméthylène-adipamide, il est consti tué par une solution aqueuse d'acide formique à 90 /o.
Voici des exemples illustrant des formes d'exécution du procédé selon l'invention et in- diquant les résultats qui permet d'obtenir. <I>Exemple I</I> On perce une filière comportant 312 trous répartis en 39 groupes de 8 trous disposés se lon la fig. 3. Les orifices ont un diamètre de 0,17 mm. Dans chaque groupe la distance en tre les centres de 2 trous voisins est de 0,22 mm. Les motifs sont disposés sur des cercles concentriques. La filière est fixée dans un dis positif habituel de filature à l'état fondu.
Un polyéthylène-téréphtalate possédant une viscosité relative de 30, est filé à l'aide du dis positif indiqué de façon à obtenir un fil de 470 deniers 39 brins. Le fil est extrudé à la vitesse de 896 m/minute dans une cheminée à soufflerie transversale. On maintient dans la cheminée un courant d'air dont la vitesse de passage est de 6,622 m3/min. A son arrivée l'air est à peu près à la température ambiante. La température de la filière est maintenue à 264- environ. La fig. 15-A donne une coupe représentative du fil obtenu.
Le fil est étiré de 3,9 fois sa longueur. Il possède un titre final de 145 deniers et une ré sistance de 3,9 g/den pour un allongement de 25 %. Le retrait à l'eau bouillante, qui est la diminution en pourcentages de l'allongement après séjour de 15 min dans l'eau bouillante, est de 13 %. Le processus de l'exemple 1, modifié comme l'indique la table I, est utilisé dans les exemples II à VII inclus.
La légende de la table se lit comme suit A - Nombre total de trous dans la filière elle-même.
B - Figure indiquant le motif utilisé. C - Nombre total de motifs. D - Type de polymère utilisé.
E - Viscosité relative du polymère.
F - Température de la filière en degrés centigrades.
G - Vitesse de renvidage du fil extrudé en m/minute.
H - Vitesse de passage du courant d'air de trempe en m3/minute.
I - Titre du fil non étiré. J - Figure donnant une vue schématique et agrandie de la coupe du fil non étiré.
K - Taux d'étirage (c'est-à-dire longueur du fil étiré/longueur du fil non étiré).
L - Titre du fil étiré.
M -Retrait à l'eau bouillante du fil étiré. N - Résistance g/den du fil étiré et allon- gement % à la rupture.
O - Figure donnant une vue schématique et agrandie de la coupe du fil étiré.
EMI0003.0012
TABLEAU <SEP> I
<tb> <I><U>Exemple <SEP> : <SEP> 11 <SEP> 111 <SEP> IV <SEP> V <SEP> VI <SEP> VII</U></I>
<tb> A <SEP> 360 <SEP> 360 <SEP> 170 <SEP> 170 <SEP> 306 <SEP> 160
<tb> B <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 11 <SEP> 11 <SEP> 9 <SEP> 1
<tb> <B>15</B> <SEP> C <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 34 <SEP> 34 <SEP> 34 <SEP> 40
<tb> D <SEP> PET:
\ <SEP> PHA''-"* <SEP> PET'' <SEP> PHA** <SEP> PET-i' <SEP> PET#'-E <SEP> 30 <SEP> 46 <SEP> 35 <SEP> 41 <SEP> 35 <SEP> 27
<tb> F <SEP> 264 <SEP> 270 <SEP> 287 <SEP> 260 <SEP> 285 <SEP> 225
<tb> G <SEP> 895 <SEP> 460 <SEP> 895 <SEP> 895 <SEP> 895 <SEP> 915
<tb> 20 <SEP> H <SEP> 6,6 <SEP> 6,6 <SEP> 2,2 <SEP> 2,2 <SEP> 2,2 <SEP> 3,9
<tb> <B>1</B> <SEP> 470 <SEP> 840 <SEP> 225 <SEP> 280 <SEP> 306 <SEP> 460
<tb> J <SEP> 14-A <SEP> 17-A <SEP> 16-A <SEP> 13
<tb> K <SEP> 3,9 <SEP> 4,0 <SEP> 3,2 <SEP> 2,5 <SEP> 3,6 <SEP> 3,5
<tb> L <SEP> 197 <SEP> 232 <SEP> 70
<tb> <B>2</B>5 <SEP> M <SEP> 30-40 <SEP> 8,0 <SEP> 3,0 <SEP> 0,5 <SEP> 12
<tb> N <SEP> 2,4 <SEP> (a) <SEP> 4,9 <SEP> (a) <SEP> 4,1(a) <SEP> 3,9 <SEP> (a) <SEP> 3,5 <SEP> (a) <SEP> 2,6 <SEP> (a)
<tb> 20% <SEP> 15 <SEP> /0 <SEP> 37 <SEP> /0 <SEP> 36 <SEP> /0 <SEP> 26%
<tb> <B>0</B> <SEP> 14-B <SEP> 17-B <SEP> 16-B
<tb> <I>':\ <SEP> Polyéthylène-téréphtalate <SEP> Polyhexaméthylène-adipamide</I> Dans les exemples V et VI, le fil non étiré est rassemblé en une mèche (83.000 den et 88.000 den respectivement). Après étirage, la mèche subit un frisage mécanique puis elle est coupée en fibres.
Un refroidissement rapide contribue à ar rêter l'écoulement plastique à l'intérieur du fi lament extrudé. Cela est réalisé en maintenant le diamètre de chaque brin extrudé aussi faible que possible pour faciliter l'échange de chaleur après extrusion. En général, des orifices possé dant un diamètre de 0,1 à 0,75 mm se sont montrés les plus appropriés pour la filature des polyamides et des polyesters à l'état fondu. Une vitesse de filature relativement grande, un courant d'air à température peu élevée, ont également une influence favorable. Dans la zone de refroidissement, le courant d'air peut progresser dans le même _ sens que les filaments ou en sens inverse. Il faut éviter soigneusement d'emmêler les filaments extrudés.
A côté du refroidissement par l'air, on peut utiliser la trempe dans un fluide inerte quelconque. L'exemple suivant décrit l'utilisation de l'eau comme liquide de trempe. <I>Exemple VIII</I> On fabrique une filière pour monofilaments en perçant des trous groupés comme l'indique la fig. 12. Le trou le plus large a un diamè tre de 0,17 mm. Les trois autres ont des dia mètres de 0,1 mm. Leurs centres sont séparés par 0,20 mm. La filière est fixée dans un dis positif normal de filaturé à l'état fondu.
Une arrivée d'eau est située à 1,25 cm de la face aval de la filière.
Une polyhexaméthylène-adipamide est ex trudée à travers la filière dans l'eau. Le fila ment est renvidé sur bobine à la vitesse de 915 m/ min. Lorsqu'on le dévide de la bobine de filature, on constate qu'il possède une tor sion naturelle qui lui donne l'allure d'une spi rale serrée analogue à un ressort. Les divers filaments ont une section en forme de trou de serrure. La fig. 18 montre, en vue agrandie et partielle, une coupe d'un fil obtenu à partir d'un certain nombre de ces monofilaments.
Lorsque le polymère de l'exemple ci-des sus est filé dans une cheminée à air standard, il se forme également un filament dont la sec tion est en forme de trou de serrure. On re marque toutefois que sa torsion naturelle est un peu plus faible que lorsque l'eau est le li quide de trempe.
La nature et la viscosité du polymère à extruder, le motif particulier utilisé, la dimen sion et l'écartement des trous dans chaque mo tif sont variables, et leur résultante détermine les conditions opératoires optima. En général il est préférable d'effectuer l'extrusion à tem pérature aussi basse que possible pour éviter un écoulement plastique superflu dans la masse extrudée. Les orifices, à l'intérieur d'un même motif doivent rester étroits pour donner une structure possédant une surface relativement grande par rapport à sa section et qui est aisé ment refroidie. Les trous doivent être suffisam ment rapprochés les uns des autres à l'intérieur de chaque motif de façon que les filaments is sus d'un même motif se soudent entre eux.
En général on peut dire que la température optimum de filature d'un polymère quelconque à l'état fondu sera, dans la mise en oeuvre de la présente invention, légèrement inférieur à celle que l'on utilise pour le même polymère dans le procédé habituel de filature à l'état fondu. Une température de filière de 255 à 290 C est recommandée ici pour la filature de polyéthylène-téraphtalate ayant une visco sité relative de 25 à 35.
Une polyhexaméthy- lène-adipamide possédant une viscosité relative de 25 à 45 se file dans les meilleures condi- tions avec une température de 245-2700 C à la filière, conformément à la présente inven- tion.
Le degré de réunion des brins individuels en un filament composite est fonction de la distance séparant les trous d'un même motif. La distance de bord à bord (c'est-à-dire la dis tance la plus faible entre la périphérie de deux trous adjacents) devrait être maintenue aussi faible que possible. Cet effet est montré dans l'exemple IX ci-dessous. <I>Exemple IX</I> Un fil filé selon l'exemple III (appelé A ) est comparé avec un second fil (ap pelé B ) filé dans des conditions identiques, si ce n'est que les centres des trous sont sé parés par une distance de 0,2 mm dans cha que motif.
Ainsi la filière donnant le fil A a une distance de bord à bord de 0,5 mm en tre deux trous adjacents, tandis que pour le fil B elle est de 0,02 mm.
On fait une série d'observations en coupant une certaine longueur de chaque fil de place en place et en comptant le nombre de fila ments dont les brins ne sont pas complètement soudés. On note que le fil A contient une moyenne de 8,5 fils dont les brins ne sont pas complètement réunis, tandis qu'on en compte 2,0 en moyenne pour le fil B .
Il est évident qu'à mesure qu'on réduit la distance de bord à bord, la solidité de la fi lière elle-même diminue d'autant. D'autre part, à mesure qu'on augmente la distance de bord à bord, c'est au détriment de la réunion des brins unitaires en un filament. On a conçu trois modifications des filières qui provoquent la soudure des brins sans diminuer par trop la résistance de la filière. Elles sont représen tées dans les fig. 19, 20 et 21. L'amélioration obtenue est montrée par les exemples X, XI et XII. <I>Exemple X</I> La filière de l'exemple III est modifiée en disposant le centre de chaque motif en relief, soit 0,07 mm au-dessus du plan de la face aval de la filière.
La fig. 19 montre une vue par tielle en coupe d'une telle disposition. Le po- lymère de l'exemple III est extrudé dans les conditions indiquées dans cet exemple. Une série d'observations faites sur les fils montre une moyenne de 2,0 filaments dont les brins sont incomplètement soudés, bien que la dis tance de bord à bord entre deux trous adja cents soit 0,05 mm. <I>Exemple</I> XI La filière de l'exemple III est modifiée en évasant les orifices sur un rayon de 3,125 mm afin de ramener la distance de bord à bord à 0,002 mm sur la face aval. La distance de bord à bord sur la face amont est de 0,05 mm. L'épaisseur de la plaque-filière est de 7,8 mm.
La face s amont est fraisée sur un diamètre de 1,56 mm jusqu'à une épaisseur de 0,30 mm dans chaque motif. La fig. 20 montre une coupe verticale partielle de la filière. Le polymère de l'exem ple III est extrudé dans les conditions indi- a quées dans cet exemple. Le fil obtenu présente une moyenne de 1,0 filament dont les brins sont incomplètement soudés. <I>Exemple XII</I> La filière de l'exemple III est modifiée en fraisant les orifices en forme de cône avec un angle de 50(, sur la face aval. La distance de bord à bord sur la face aval est de 0,012 mm.
La fig. 21 montre une coupe verticale partielle de la filière. Le polymère de l'exemple III est extrudé dans les conditions indiquées dans cet exemple. On ne remarque aucun fil dont les brins soient incomplètement soudés.
Dans chacune des fig. 19, 20 et 21 : 1 désigne la face amont de la filière, 2 désigne la face aval, 3 la paroi de la partie fraisée, 4 les orifices et 5 la distance de bord à bord entre deux orifices adjacents. Bien que les fig. 19, 20 et 21 montrent une face amont fraisée, ce détail n'est pas essentiel mais il a pour but principal de faciliter la fabrication de la fi- s lière.
Le procédé selon l'invention est applicable de façon générale à la filature de tous les types de polymères synthétiques linéaires capables de donner des fils par filature à l'état fondu. s Les articles filiformes- à canal longitudinal obtenus par le procédé selon la présente inven tion peuvent être, utilisés comme fils et trans formés, par exemple par tissage, en tissus fa çonnés, au- moyen d'une technique connue. En s outre, ils peuvent être combinés avec des fils d'autres types pour donner des fils et tissus mixtes.
Les tissus obtenus en utilisant les fils fa briqués conformément à la présente invention 6 possèdent des propriétés qui diffèrent de façon notable de celles des tissus obtenus à partir de fils normaux à section ronde. Ce fait est illus tré dans le tableau II ci-dessous, qui compare les propriétés de fils obtenus en utilisant la 7 disposition représentée à la fig. 11 et possé dant une section aplatie en forme de ruban (-), de fils obtenus avec une filière à 9 trous disposés selon la fig. 4 et possédant une sec tion en forme de croix (-I-) et enfin de fils filés à l'aide d'une filière standard et possédant une section ronde (O).
Pour chaque fil on a utilisé le même lot de polyéthylène-téréphtalate et les conditions de filature et de finissage sont celles de l'exemple IV. Chacun de ces fils est a tissé en un tissu armure taffetas ayant 44 fils/ cm en chaîne et 38 fils/cin en trame.
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TABLEAU <SEP> II
<tb> <I><U>Type <SEP> de <SEP> fil <SEP> (-) <SEP> (-I-)</U></I><U> <SEP> (O)</U>
<tb> Toucher <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> doux, <SEP> soyeux <SEP> sec <SEP> sec
<tb> Brillant* <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 50 <SEP> 29 <SEP> 38
<tb> Pouvoir <SEP> couvrant'-*-* <SEP> 1,25x <SEP> 1,25x <SEP> standard
<tb> Volume <SEP> cc/g <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 1,37 <SEP> 1,68 <SEP> 1,45
<tb> <I>Pourcentage <SEP> de <SEP> lumière <SEP> réfléchie <SEP> à <SEP> 700 <SEP> en <SEP> mesurant <SEP> l'angle <SEP> d'incidence <SEP> et <SEP> de <SEP> réflexion <SEP> nor-</I>
<tb> <I>malement <SEP> à <SEP> la <SEP> surface <SEP> du <SEP> tissu.</I>
<tb> <I>Augmentation <SEP> du <SEP> pouvoir <SEP> couvrant <SEP> par <SEP> rapport <SEP> à <SEP> un <SEP> tissu <SEP> analogue <SEP> obtenu <SEP> à <SEP> partir <SEP> d'un <SEP> fil</I>
<tb> <I>à <SEP> section <SEP> circulaire.</I>
Process for the production of filiform articles and article obtained by this process The present invention relates to a process for the production. of filiform articles with a longitudinal channel and having a non-circular section, by spinning in the extended state of a synthetic linear polymer capable of forming filaments. It also includes the filiform article obtained by this process. By the expression filiform article is meant a filament, a fiber, a multi-stranded yarn or similar articles suitable for textile uses.
It is well known that a fiber having a non-circular cross-section can be wet or dry spun by using a die orifice of corresponding shape. However, in the melt spinning technique it has been found that plastic flow occurs in the newly formed fiber as it emerges from the spinneret. This flow causes the formation of a filament with a substantially circular cross section.
The present invention, on the other hand, makes it possible to obtain a filament spun in the molten state and having a non-circular section. The expression "filiform articles with a longitudinal channel" is understood to mean both the fili-shaped articles which have external longitudinal grooves or grooves, to which they owe their non-circular section, and articles with a channel or internal channels, c that is, hollow, or articles having both external flutes or grooves and internal channels.
The process according to the present invention is characterized by the fact that the polymer is extruded through a die comprising at least one group of holes whose distances and dimensions are such that the filaments weld together as soon as they emerge. dies, and by the fact that the plastic flow of the polymer, after its extrusion, is stopped after welding together the filaments from the same group of holes.
The invention is described below with reference to the accompanying drawing, given by way of example, in which FIGS. 1 to 12 inclusive show, in plan, partial views of dies showing various patterns typical of the spinning holes that can be used.
Fig. 13 is an enlarged partial view of the section of an unstretched yarn, spun in the manner indicated in Example VII below, using a die, the orifices of which are arranged according to the pattern of FIG. 1. Figs. 14-A and 14-B show an enlarged partial view of the section of a yarn, respectively unstretched and drawn, spun as shown in Example II, below, using a die with openings are arranged according to the pattern of FIG. 4.
Figs. 15-A and 15-B show an enlarged partial view of the section of a yarn, respectively unstretched and drawn, spun as indicated in Example I which follows, using a die, the orifices of which are arranged according to the pattern of fig. 3.
Figs. 16-A and 16-B show an enlarged partial view of the section of a respectively unstretched and drawn yarn, spun as indicated in Example VI below, using a die with openings arranged according to the reason of fig. 9.
Figs. 17-A and 17-B show an enlarged partial view of the section of a yarn, respectively unstretched and drawn, spun in the manner indicated in Example IV below, using a die with the orifices arranged according to the reason for the fi. 11.
Fig. 18 shows an enlarged partial view of the section of a yarn spun in the manner indicated in Example VIII below, using a die, the orifices of which are arranged according to the pattern of FIG. 12.
Fig. 19 shows a partial sectional view of a die plate in which the patterns are in relief. Fig. 20 shows a partial sectional view of a die plate in which the various holes of the patterns are flared.
Fig. 21 is a partial sectional view of a die plate in which the pattern holes have been countersunk in the shape of a cone.
In fig. 13 to 18, the longitudinal canals are represented by the spaces which subsist between the filaments welded to each other on only part of their surface.
The term relative viscosity used below denotes the quotient of the flow time of a solution of 11 g of polymer at 25 in a capillary viscometer, by the flow time of the solvent under the same conditions. This quantity gives a relative indication of the degree of polymerization. In the examples which follow, the reference solvent for polyethylene terephthalate is a solution of 7 parts by weight of trichlorophenol, and 10 parts by weight of phenol.
For polyhexamethylene adipamide, it is constituted by an aqueous solution of formic acid at 90%.
Here are examples illustrating embodiments of the process according to the invention and indicating the results which make it possible to obtain. <I> Example I </I> A die comprising 312 holes divided into 39 groups of 8 holes arranged according to FIG. 3. The holes are 0.17mm in diameter. In each group the distance between the centers of 2 neighboring holes is 0.22 mm. The patterns are arranged on concentric circles. The spinneret is fixed in a usual positive spinning device in the molten state.
A polyethylene terephthalate having a relative viscosity of 30 is spun using the positive device indicated so as to obtain a yarn of 470 denier 39 strands. The wire is extruded at the speed of 896 m / minute in a chimney with a transverse blower. A current of air is maintained in the chimney, the speed of which is 6.622 m 3 / min. On arrival, the air is approximately at room temperature. The temperature of the die is maintained at approximately 264-. Fig. 15-A gives a representative section of the wire obtained.
The wire is stretched 3.9 times its length. It has a final count of 145 denier and a strength of 3.9 g / den for an elongation of 25%. The shrinkage with boiling water, which is the decrease in percentages of the elongation after staying for 15 min in boiling water, is 13%. The process of Example 1, modified as shown in Table I, is used in Examples II to VII inclusive.
The legend for the table reads A - Total number of holes in the die itself.
B - Figure indicating the pattern used. C - Total number of patterns. D - Type of polymer used.
E - Relative viscosity of the polymer.
F - Temperature of the die in degrees centigrade.
G - Winding speed of the extruded wire in m / minute.
H - Flow rate of the quenching air stream in m3 / minute.
I - Title of the unstretched thread. J - Figure giving a schematic and enlarged view of the section of the unstretched wire.
K - Draw rate (i.e. length of yarn drawn / length of unstretched yarn).
L - Title of the stretched wire.
M -Removing the drawn wire with boiling water. N - Strength g / den of the drawn yarn and elongation% at break.
O - Figure giving a schematic and enlarged view of the section of the drawn wire.
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TABLE <SEP> I
<tb> <I> <U> Example <SEP>: <SEP> 11 <SEP> 111 <SEP> IV <SEP> V <SEP> VI <SEP> VII </U> </I>
<tb> A <SEP> 360 <SEP> 360 <SEP> 170 <SEP> 170 <SEP> 306 <SEP> 160
<tb> B <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 11 <SEP> 11 <SEP> 9 <SEP> 1
<tb> <B> 15 </B> <SEP> C <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 34 <SEP> 34 <SEP> 34 <SEP> 40
<tb> D <SEP> PET:
\ <SEP> PHA '' - "* <SEP> PET '' <SEP> PHA ** <SEP> PET-i '<SEP> PET #' - E <SEP> 30 <SEP> 46 <SEP> 35 < SEP> 41 <SEP> 35 <SEP> 27
<tb> F <SEP> 264 <SEP> 270 <SEP> 287 <SEP> 260 <SEP> 285 <SEP> 225
<tb> G <SEP> 895 <SEP> 460 <SEP> 895 <SEP> 895 <SEP> 895 <SEP> 915
<tb> 20 <SEP> H <SEP> 6.6 <SEP> 6.6 <SEP> 2.2 <SEP> 2.2 <SEP> 2.2 <SEP> 3.9
<tb> <B> 1 </B> <SEP> 470 <SEP> 840 <SEP> 225 <SEP> 280 <SEP> 306 <SEP> 460
<tb> J <SEP> 14-A <SEP> 17-A <SEP> 16-A <SEP> 13
<tb> K <SEP> 3.9 <SEP> 4.0 <SEP> 3.2 <SEP> 2.5 <SEP> 3.6 <SEP> 3.5
<tb> L <SEP> 197 <SEP> 232 <SEP> 70
<tb> <B> 2 </B> 5 <SEP> M <SEP> 30-40 <SEP> 8,0 <SEP> 3.0 <SEP> 0.5 <SEP> 12
<tb> N <SEP> 2.4 <SEP> (a) <SEP> 4.9 <SEP> (a) <SEP> 4.1 (a) <SEP> 3.9 <SEP> (a) < SEP> 3.5 <SEP> (a) <SEP> 2.6 <SEP> (a)
<tb> 20% <SEP> 15 <SEP> / 0 <SEP> 37 <SEP> / 0 <SEP> 36 <SEP> / 0 <SEP> 26%
<tb> <B> 0 </B> <SEP> 14-B <SEP> 17-B <SEP> 16-B
<tb> <I> ': \ <SEP> Polyethylene-terephthalate <SEP> Polyhexamethylene-adipamide </I> In Examples V and VI, the unstretched yarn is gathered into a sliver (83,000 den and 88,000 den respectively). After stretching, the lock is subjected to mechanical crimping and then it is cut into fibers.
Rapid cooling helps to stop plastic flow inside the extruded filament. This is achieved by keeping the diameter of each extruded strand as small as possible to facilitate heat exchange after extrusion. In general, orifices with a diameter of 0.1 to 0.75 mm have been found to be most suitable for spinning polyamides and polyesters in the molten state. A relatively high spinning speed, a stream of air at low temperature, also have a favorable influence. In the cooling zone, the air flow can advance in the same direction as the filaments or in the opposite direction. Care should be taken to avoid entangling the extruded filaments.
Besides air cooling, quenching in any inert fluid can be used. The following example describes the use of water as the quench liquid. <I> Example VIII </I> A monofilament die is manufactured by drilling grouped holes as shown in FIG. 12. The larger hole has a diameter of 0.17 mm. The other three have diameters of 0.1 mm. Their centers are separated by 0.20 mm. The die is fixed in a normal melt spunner.
A water inlet is located 1.25 cm from the downstream face of the die.
Polyhexamethylene adipamide is ex truded through the die into the water. The filament is returned to the reel at a speed of 915 m / min. When it is unwound from the spinning reel, it can be seen that it has a natural twist which gives it the appearance of a tight coil similar to a spring. The various filaments have a keyhole shaped section. Fig. 18 shows, in an enlarged and partial view, a section of a yarn obtained from a certain number of these monofilaments.
When the polymer of the above example is spun in a standard air chimney, a filament is also formed, the section of which is in the shape of a keyhole. However, it is noted that its natural twist is a little lower than when water is the quench liquid.
The nature and viscosity of the polymer to be extruded, the particular pattern used, the size and spacing of the holes in each pattern are variable, and their result determines the optimum operating conditions. In general, it is preferable to carry out the extrusion at as low a temperature as possible to avoid unnecessary plastic flow in the extruded mass. The orifices within the same pattern must remain narrow to give a structure having a relatively large surface area with respect to its section and which is easily cooled. The holes must be sufficiently close to each other inside each pattern so that the filaments are known from the same pattern are welded together.
In general it can be said that the optimum temperature for spinning any polymer in the molten state will, in the practice of the present invention, be slightly lower than that which is used for the same polymer in the usual process. spinning in the molten state. A die temperature of 255-290 ° C is recommended here for spinning polyethylene terephthalate having a relative viscosity of 25-35.
Polyhexamethylene adipamide having a relative viscosity of 25 to 45 spins under the best conditions at a die temperature of 245-2700 C, in accordance with the present invention.
The degree to which the individual strands are united in a composite filament is a function of the distance between the holes of the same pattern. The edge-to-edge distance (i.e. the smallest distance between the periphery of two adjacent holes) should be kept as small as possible. This effect is shown in Example IX below. <I> Example IX </I> A yarn spun according to Example III (called A) is compared with a second yarn (called B) spun under identical conditions, except that the centers of the holes are selected. trimmed by a distance of 0.2 mm in each pattern.
Thus the die giving the wire A has an edge-to-edge distance of 0.5 mm between two adjacent holes, while for the wire B it is 0.02 mm.
A series of observations is made by cutting a certain length of each wire from place to place and counting the number of filaments whose strands are not completely welded. It is noted that the thread A contains an average of 8.5 threads whose strands are not completely united, while there are 2.0 on average for the thread B.
It is obvious that as the distance from edge to edge is reduced, the strength of the die itself decreases accordingly. On the other hand, as the distance from edge to edge is increased, it is to the detriment of uniting the unit strands into a filament. Three die modifications have been designed which cause the strands to weld without unduly decreasing the strength of the die. They are shown in figs. 19, 20 and 21. The improvement obtained is shown by Examples X, XI and XII. <I> Example X </I> The die of Example III is modified by placing the center of each pattern in relief, ie 0.07 mm above the plane of the downstream face of the die.
Fig. 19 shows a partial sectional view of such an arrangement. The polymer of Example III is extruded under the conditions indicated in this example. A series of observations made on the threads shows an average of 2.0 filaments, the strands of which are incompletely welded, although the distance from edge to edge between two adjacent holes is 0.05 mm. <I> Example </I> XI The die of Example III is modified by flaring the orifices over a radius of 3.125 mm in order to reduce the distance from edge to edge to 0.002 mm on the downstream face. The distance from edge to edge on the upstream face is 0.05 mm. The thickness of the die plate is 7.8 mm.
The upstream face is milled to a diameter of 1.56 mm to a thickness of 0.30 mm in each pattern. Fig. 20 shows a partial vertical section of the die. The polymer of Example III is extruded under the conditions indicated in this example. The yarn obtained shows an average of 1.0 filament, the strands of which are incompletely welded. <I> Example XII </I> The die of Example III is modified by milling the cone-shaped orifices with an angle of 50 (, on the downstream face. The edge-to-edge distance on the downstream face is 0.012 mm.
Fig. 21 shows a partial vertical section of the die. The polymer of Example III is extruded under the conditions indicated in this example. We do not notice any wire whose strands are incompletely welded.
In each of fig. 19, 20 and 21: 1 denotes the upstream face of the die, 2 denotes the downstream face, 3 the wall of the milled part, 4 the orifices and 5 the edge-to-edge distance between two adjacent orifices. Although Figs. 19, 20 and 21 show a milled upstream face, this detail is not essential but its main aim is to facilitate the manufacture of the thread.
The process according to the invention is generally applicable to the spinning of all types of linear synthetic polymers capable of giving yarns by spinning in the molten state. The filiform articles with a longitudinal channel obtained by the process according to the present invention can be used as yarns and transformed, for example by weaving, into shaped fabrics, by means of a known technique. In addition, they can be combined with yarns of other types to give mixed yarns and fabrics.
The fabrics obtained using the yarns made in accordance with the present invention 6 have properties which differ significantly from those of the fabrics obtained from normal round section yarns. This fact is illustrated in Table II below, which compares the properties of yarns obtained using the arrangement shown in FIG. 11 and having a flattened section in the form of a ribbon (-), of threads obtained with a die with 9 holes arranged according to FIG. 4 and having a cross-shaped section (-I-) and finally threads spun using a standard die and having a round section (O).
For each yarn, the same batch of polyethylene terephthalate was used and the spinning and finishing conditions are those of Example IV. Each of these threads is woven into a taffeta weave fabric having 44 threads / cm in warp and 38 threads / cin in weft.
EMI0005.0028
TABLE <SEP> II
<tb> <I> <U> Type <SEP> of <SEP> wire <SEP> (-) <SEP> (-I-) </U> </I> <U> <SEP> (O) < / U>
<tb> Touch <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> soft, <SEP> silky <SEP> dry <SEP> dry
<tb> Brilliant * <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 50 <SEP> 29 <SEP> 38
<tb> <SEP> covering power '- * - * <SEP> 1,25x <SEP> 1,25x <SEP> standard
<tb> Volume <SEP> cc / g <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 1.37 <SEP> 1.68 <SEP> 1.45
<tb> <I> Percentage <SEP> of <SEP> light <SEP> reflected <SEP> to <SEP> 700 <SEP> in <SEP> measuring <SEP> angle <SEP> of incidence <SEP> and <SEP> of <SEP> reflection <SEP> nor- </I>
<tb> <I> malement <SEP> to <SEP> the <SEP> surface <SEP> of the <SEP> fabric. </I>
<tb> <I> Increase <SEP> of the <SEP> power <SEP> covering <SEP> by <SEP> ratio <SEP> to <SEP> a <SEP> tissue <SEP> analogous <SEP> obtained <SEP> to <SEP> from <SEP> of a <SEP> thread </I>
<tb> <I> to <SEP> circular <SEP> section. </I>