<B>Procédé de</B> traitement <B>d'un</B> fil <B>d'ester cellulose pour le rendre</B> volumineux, et application de ce procédé La présente invention concerne un procédé de trai tement d'un fil consistant entièrement en fibres ou filaments d'ester de cellulose afin de rendre ce fil volu mineux par une opération de torsion, stabilisation et détorsion. Les deux opérations de torsion et de détorsion peuvent, par exemple, se faire par le processus habituel de fausse torsion<B> </B> ou<B> </B>torsion provisoire<B> .</B>
Quoique les fils d'acétate de cellulose secondaire aient probablement été les premiers fils artificiels à être soumis à un tel procédé, ce n'est que l'apparition sur le marché des fils entièrement synthétiques, comme les fils de résine de polyamide (Nylon), qui a été à l'origine du développement actuel de ce procédé. On s'est heurté à diverses difficultés lors de l'application de ce procédé à des fils d'ester de cellulose, en particulier l'acétate de cellulose secondaire ou le triacétate de cellulose.
C'est ainsi que dans de nombreux cas on s'est aperçu qu'une proportion trop importante du volume relatif (rapport de l'unité de volume à l'unité de poids) donné au fil se perd au cours du traitement ultérieur du fil lui-même et des étoffes fabriquées avec lui.
De plus, les propriétés physiques du fil, par exemple la ténacité, subissent fré quemment une réduction trop importante à la suite de ce procédé. De même, dans certains cas, le volume rela tif conféré à ce fil n'est pas aussi uniforme qu'on le voudrait.
Ces inconvénients existent entre autres pour les fils traités selon le brevet français NI, 1217137 et plus parti culièrement selon l'exemple 2 de ce brevet. Selon cet exemple, on soumet un fil d'acétate de cellulose de 200 deniers à une fausse torsion de 18,5 par cm au moyen d'un tube tournant à 30 000 tours par minute, puis on fait passer le fil tordu dans un dispositif de chauffage selon le brevet français NI, 1140992 dont les tubes de chauffage d'une longueur de 40 à 50 cm, par exemple, sont maintenus à une température de 175 10 C,
il ressort des chiffres reproduits ici que le fil séjourne alors dans ce tube pendant 1,5 à 1,85 seconde. Le fil ainsi tordu et stabilisé est ensuite détordu avec un retrait, par exemple, de 4 à 6 0/0,
et rebobiné à une vitesse inférieure de l'ordre de 20 % à la vitesse des organes débiteurs en amont du dispositif de chauffage.
Il s'ensuit que la vi tesse à laquelle le fil est entraîné à travers ce dispositif est inférieure de 15 à 17 % à celle à laquelle le fil y est amené.
Ce procédé selon le brevet français No 1217137, complété par les indications du brevet français No 1140992, prévoit donc un retrait considérable du fil pendant la torsion et le chauffage.
Il est bien connu, par contre, d'effectuer avec un retrait extrêmement faible l'opération de fausse torsion et de fixation de fils lorsque ceux-ci sont en matière thermoplastique synthétique (polyacrylonitrile, copoly- mère d'acrylonitrile, polyester, nylon, chlorure de poly vinyle, par exemple le produit marque Rhovyl , etc.).
Ce retrait peut âtre de 0,5 à 2 % selon le brevet français No 1225671 et, par exemple, de 2 % selon le brevet français No<B>1199764,
</B> le brevet français No 1263807 indi que qu'un retrait est admis entre les dispositifs débiteurs alors que l'addition No 67751 au brevet français No 1054338 dit que le filé, subissant la fausse torsion, doit être sous une tension assez forte, sans toutefois sug gérer de lui faire subir un étirage.
Or, les esters de cellulose auxquels doit s'appliquer le procédé selon la présente invention ne sont pas ther moplastiques au sens propre du terme mais subissent une décomposition partielle lorsque leur température s'approche du point de fusion.
La difficulté d'appliquer à des fils d'ester de cellulose un procédé de fausse tor sion classique, tel qu'on .l'opère sur des fils thermo plastiques, est bien connue des gens du métier.
Jus- qu'ici, et l'alinéa final du brevet français No 1217137 précité en fait foi, on n'a pas cru pouvoir obtenir par le procédé de fausse torsion de véritables filés K mousse en acétate de cellulose qui, pendant les traitements sub séquents du fil et des tissus qui en sont faits,
conservent dans une large mesure la voluminosité qui leur a été imprimée par ce traitement. En outre, la résistance à la rupture du fil d'ester de cellulose était fortement dimi nuée par la fausse torsion, en sorte que l'on a toujours cru devoir permettre un certain retrait de ce fil pendant les opérations de torsion et de chauffage.
Il a maintenant été constaté que, au contraire, en observant un certain ensemble de conditions, il est avan tageux pour la voluminosité et acceptable pour la résis tance à la rupture, de faire subir un allongement ou éti rage à ces fils pendant l'opération de torsion, stabilisa tion par chauffage et détorsion.
L'invention est basée sur cette observation et s'appli que à un procédé de traitement d'un fil consistant entiè rement en fibres ou filaments d'ester de cellulose par une opération de torsion, stabilisation et détorsion dans la quelle on soumet le fil à une torsion comprise entre 7,2 et 30 tours par cm, on fait passer le fil tordu dans un dispositif de chauffage maintenu à une température com prise entre 170 et 200,
1 C en le faisant séjourner dans ce dispositif pendant 0,03 à 4,5 .secondes, et on fait avan cer le fil détordu jusqu'à un dispositif de reprise qu'on fait fonctionner de manière à permettre une détente du fil jusqu'à 30 % de sa longueur.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on fait avancer le fil détordu à une vitesse comprise entre 101 et 109 % de la vitesse à laquelle il était amené au stade de
torsion et de chauffage.
L'invention comprend également l'application de ce procédé à un fil constitué de fibres discontinues.
Dans les intervalles indiqués, on obtient les meilleurs résultats en mettant en oeuvre des conditions opératoires qui ne varient que très faiblement selon la nature exacte du fil traité. Aussi bien avec l'acétate de cellulose secon daire qu'avec le triacétate de cellulose, on préfère tordre les fils à une valeur comprise entre 12 et 18,4 tours par cm, mais alors que pour l'acétate de cellulose secondaire, les meilleurs résultats sont obtenus avec une torsion comprise entre 16,4 et 18, par exemple :
avec<B>17,6</B> tours par cm, les chiffres correspondants pour le triacétate de cellulose sont l'intervalle de 12,8 à 14,4 tours par cm, et en particulier 13,6 tours par cm. Pour le chauffage du fil tordu, on préfère une température de 170 à 1900 C, et mieux encore entre 170 et 1800 C pour l'acétate de cel lulose secondaire, et 180 à 2000 C et mieux<B>185</B> à 1950 C pour le triacétate de cellulose.
De même, la durée du chauffage peut de préférence être comprise entre 3,0 et 0,03 secondes, avec une préférence de 1,6 à 1,2 pour l'acétate de cellulose secondaire et de<B>1,25</B> à 0,64 se conde pour le triacétate de cellulose.
Après torsion, chauffage et détorsion, l'avancement du fil, par exemple à l'aide de rouleaux d'avancement, peut se faire le plus avantageusement à une vitesse qui est de 102 à 108 % pour l'acétate de cellulose secondaire ou de 101 à 104 <RTI
ID="0002.0106"> % pour le triacétate de cellulose, de la vitesse à laquelle le fil était amené aux ,stades de torsion et de chauffage.
La détente du fil, avant sa reprise sur un paquet, peut de préférence être comprise entre 14 et 20 % pour l'acétate de cellulose secondaire et entre 3 et 16 % pour le triacétate de cellulose.
Si l'on désire obtenir un fil extensible, ayant un vo lume relatif important et une bonne élasticité, comme c'est le cas notamment dans la fabrication de bas exten- sibles, on peut envoyer le fil directement du dispositif d'avancement qui fait suite aux stades de torsion, de chauffage et de détorsion, sur le dispositif de reprise qui peut être constitué, par exemple, par un ou plusieurs paquets de fils,
et qui reprennent le fil à une vitesse de préférence comprise entre 97 et 80 % de la vitesse à la- quelle le fil est amené vers ledit dispositif ;
avantageuse- ment, la vitesse de reprise est comprise entre 86 et 80 % pour l'acétate de cellulose secondaire et entre 97 et 84 % pour le triacétate
de cellulose. Les taux indiqués correspondent à des détentes respectives de 14 à 20 % et de 3 à 16 0/0.
Si l'on désire obtenir un fil texturé possédant des caractéristiques d'un volume relatif particulièrement élevé et une élasticité plus faible, donc moins de viva cité en manutention, et se prêtant à la fabrication d'une étoffe exceptionnellement stable pour la confection par exemple d'étoffes à double tricotage,
dans ce cas au lieu de faire passer le fil du dispositif d'avancement pré cité directement vers le dispositif de reprise, on peut lui faire traverser une zone où on le chauffe à une tempé rature d'environ 160 à 2001, C de préférence,
entre 175 et 1920 C et en particulier une température de 1750 C pour l'acétate de cellulose secondaire et de 185 C pour le triacétate de cellulose, pendant une seconde période comprise entre 4,4 et 0,3 secondes.
Avantageusement, la période de chauffage est de 1,6 à 1,2 seconde pour l'acé tate de cellulose secondaire et de 1,25 à 0,64 seconde pour le triacétate de cellulose. Après passage dans cette seconde zone de chauffage, on fait avancer le fil, par exemple à l'aide de rouleaux,
à une vitesse pouvant être de RTI ID="0002.0223" WI="16" HE="4" LX="1262" LY="1415"> préférence 96 à 70 % de la vitesse à laquelle il est repris après les opérations de torsion, chauffage et détor- sion, en vue d'une reprise à une vitesse comprise entre 97,
6 et 107,9 % de la vitesse d'avancement.
Un autre procédé pour réduire la vivacité du fil traité, ayant une utilité spéciale pour le fil d'acétate de cellulose secondaire, peut consister à soumettre le fil à un traitement de vaporisation à une température com prise par exemple entre 77 et<B>880,C,
</B> sous une pression voisine de l'atmosphérique et pendant une période de 45 à 85 minutes. Après le traitement de vaporisation, on peut soumettre le fil de préférence à la chaleur sèche, par exemple à 77-880 C pendant une période d'environ 5 à 30 minutes. Pour ce dernier traitement, on peut utif- ser par exemple des dispositifs de chauffage extérieurs,
par exemple des résistances chauffantes électriques, tout en aspirant la vapeur de la chambre de traitement qui n'est pas complètement isolée de l'atmosphère. De cette façon, l'air chaud remplace en fait la vapeur qui a été soutirée.
Une mise en oeuvre du procédé selon l'invention va être décrite à titre d'exemple en se référant au dessin annexé, sur lequel on peut voir un fil 10 formé de multifilaments continus qui se déroule d'un paquet d'ali mentation 11, traverse un guide en queue de cochon 13,
passe autour d'un dispositif 15 de guidage en queue de cochon et d'élimination des brins rompus et il est -avancé par des rouleaux 16 (premier dispositif d'avance du fil). Après cela, .on fait passer le fil dans une première zone de chauffage 17, et il est tordu par une broche 19 de torsion provisoire, la torsion revenant vers les rouleaux 16.
En quittant la broche de torsion provisoire 19, le fil est pris en charge par des rouleaux d'avancement 20 (second dispositif d'avancement), d'où le fil peut em prunter l'un des deux trajets possibles. Si l'on désire un fil d'un degré élevé d'élasticité, on utilise le trajet A et dans ce cas il passe directement des rouleaux 20 sur des guides en queue de cochon 2l-22 et sur une barre de guidage 23, pour être repris finalement sur le paquet 24.
Si, au contraire, on cherche à obtenir un fil ayant un volume relatif particulièrement élevé et une moindre élasticité, on utilise le trajet B et, dans ce cas, le fil passe par une seconde zone de chauffage 26 pour aboutir à des rouleaux 27 (troisième dispositif d'avancement), puis sur des guides 21 et 22, une barre de guidage 23, et est repris sur le paquet 24.
Que le fil emprunte le trajet A ou le trajet B, la tor sion réelle réalisée par la broche de torsion provisoire 19 est pratiquement éliminée au moment où le fil atteint les rouleaux 20.
On peut utiliser le procédé pour traiter un fil titrant un denier total compris entre 55 et 1000, et présentant une torsion initiale comprise entre 0 et 2,8 tours par cm, ce fil étant composé de 3 à 300 filaments.
Le dispositif de torsion provisoire mentionné ci dessus peut être une broche de torsion provisoire à grande vitesse de l'un des modèles connus des spécia listes, par exemple la broche décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2990674. La vitesse de rota tion de la broche est de préférence entre 20 000 et 500 000 tours/minute. Toute torsion qui existe déjà dans le fil initial doit être prise en ligne de compte lorsqu'on règle le dispositif de torsion provisoire, afin que le fil contienne le degré désiré de torsion au moment de son admission dans la zone de chauffage.
On peut utiliser le procédé pour traiter le fil à une vitesse basée sur une vitesse d'alimentation comprise entre environ 9 et 365 mètres/minute, et de préférence entre 27 et 91 mètres.
Afin de conserver un volume relatif important ob tenu par le procédé, on maintient la tension sur le fil texturé pendant le traitement ultérieur à une valeur aussi faible et aussi uniforme que possible. Par exemple, on peut avoir intérêt à maintenir la tension du fil pendant l'enroulement sur un paquet conique d'une valeur com prise entre 0 et 8 g, lorsque le denier total du fil initial est compris entre 55 et 1000.
De plus, lorsqu'on désire doubler le fil traité ayant un denier total de 110 à 3000, avec une vitesse de broche de 4400 à 6200 tours/minute, la tension en avant des rouleaux d',avancement peut être maintenue, par exemple, entre 0 et 3 g pour un fil doublé ou triplé. Entre les rouleaux d'avancement et le guide se trouvant immédiatement avant la bobine servant au doublage, on peut maintenir la tension, par exemple, entre 3 et 30 g pour un fil doublé et entre 5 et 45 g pour un fil triplé.
Quand on double ou triple .le fil, il est préférable que le fil terminé soit équilibré, c'est-à-dire sensiblement exempt de moments de torsion. Pour cela, on peut dou bler des fils dont les traitements de gonflement avaient été faits en utilisant des torsions de sens opposés.
Le fil traité par le présent procédé convient particu lièrement pour des tricots confectionnés sur des métiers circulaires à simple ou double fonture. On peut aussi fabriquer avec ce fil des articles tissés.
Le volume relatif de l'étoffe tricotée qu'on obtient avec le fil traité peut être plus pleinement développé et la détente des piquages de l'étoffe peut être améliorée, en soumettant l'étoffe avant son traitement à l'état hu mide, par exemple avant les opérations de dégraissage, de teinture ou de finissage, à une révolution dans un tambour, tournant alternativement dans les deux sens, par exemple pendant 20 à 30 minutes et à une tempéra ture entre 70 et 851, C pour l'acétate de cellulose secon daire et de 104 à 1070 C pour le triacétate de cellulose.
Avant d'enlever l'étoffe du tambour, on refroidit à une température de 60e C pour l'acétate de cellulose secon daire et 661, C pour le triacétate de cellulose, en poursui vant la rotation du tambour, afin d'empêcher la stabili sation des faux plis et des plissements.
Lorsque l'étoffe est confectionnée à partir du fil d'acétate de cellulose secondaire, on peut améliorer son toucher et supprimer les plis en la soumettant, après ce traitement au tambour, à une opération de décatissage dans laquelle on met l'étoffe en contact avec de la vapeur à une température de 82 à 99 C par exemple, de préfé rence pendant une minute environ, après quoi on appli que le vide pendant environ 1 minute.
En variante, on peut effectuer un calandrage à la vapeur ou élargisse ment à la vapeur, en faisant passer l'étoffe en largeur ouverte sur une fente d'une largeur d'environ 15 cm d'où s'échappe la vapeur, de manière à mettre l'étoffe en contact avec la vapeur à une température de 82 à 990 C pendant 2 à 8 secondes.
On peut teindre un paquet de fils ou une étoffe for mée d'acétate de cellulose secondaire à l'aide d'une solution aqueuse d'un colorant dispersé à base d'acétate, par exemple l'un des colorants énumérés dans le Colour Index, 2e édition, pages 1659 à 1752. Le bain de teinture peut contenir, par exemple, 0,1 à 10 % en poids de colo- rant, et la teinture peut avoir lieu à une température d'environ 65 à 850 C.
Afin de préserver le maximum de volume relatif sur une étoffe formée d'un fil de tri:acétate de cellulose qui a été traitée par le présent procédé, il est souhaitable de stabiliser l'étoffe en autoclave avant le traitement à l'état humide, par exemple en l'exposant à la vapeur sous une pression manométrique d'environ 2,1 kg/cm', ce qui cor respond à une température de 134 C, pendant une durée totale de 20 à 40 minutes. De préférence, des périodes relativement brèves de vaporisation alternent avec de brèves périodes de vide dans l'autoclave.
On place l'étoffe par charges successives, en largeur ouverte, sur une enveloppe perforée dans l'autoclave en interposant une couche de tissu de coton entre chaque couche de l'étoffe tricotée pour empêcher la formation de l'effet<B> </B>moiré<B> .</B>
Habituellement on effectue la teinture des fils ou de l'étoffe en triacétate de cellulose, à l'aide d'une solution aqueuse d'un colorant dispersé à base d'acétate, par exemple l'un des colorants énumérés dans le Colour Index précité.
Le bain de teinture peut contenir par exemple 0,1 à 10 % en poids de colorant et la teinture peut avoir lieu à une température entre 79 et 910 C.
Eventuellement, on peut soumettre les étoffes à un traitement de finissage. Pour obtenir un toucher doux, on peut appliquer un produit de finissage cationique à rai- son de 0,25 à 0,5 % par rapport au poids de l'étoffe, tandis que pour un toucher plus rigide et plus dur,
on peut enduire l'étoffe d'une émulsion de résine à raison de 0,5 à 1,0 % par rapport au poids de l'étoffe.
Les exemples suivants servent à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée.
<I>Exemple I</I> En se référant à la figure du dessin, on fait avancer par les rouleaux 16, vers la première zone de chauffage, un fil multifilamentaire continu, ayant été teint en solu- tion à une couleur vert-mousse et consistant en 32 fila ments d'acétate de cellulose secondaire ayant un indice d'acétyle d'environ 55 0/0, titrant un denier total d'envi ron 200, ayant une torsion en Z de 1,2 tour par centi mètre, cette zone de chauffage étant représentée, par exemple, par le dispositif de chauffage 17,
après quoi le fil passe sur la broche de torsion provisoire 19 à une vitesse de 23,8 mètres/minute. On fait tourner la broche de torsion provisoire 19 à une vitesse de 44 000 tours/ minute, grâce à quoi le fil reçoit une torsion en S entre la broche 19 et les rouleaux 16, d'une valeur de 17,5 tours par cm. Le fil tordu est chauffé pendant une pé riode de 1,41 seconde par le dispositif de chauffage 17, celui-ci étant maintenu à 1750 C.
En quittant la broche de torsion provisoire 19, le fil a perdu la majeure partie de sa torsion, et à ce moment les rouleaux 20 le font avancer à une vitesse de 25,5 m/ minute, laquelle vitesse représente 107 % de sa vitesse d'avancement par les rouleaux 16.
Ceci équivaut à une alimentation insuffisante de 7 % des rouleaux 20. En quittant les rouleaux 20, le fil emprunte le trajet A en passant par les queues de cochon 21, 22 et la barre de guidage 23 pour s'enrouler sur le paquet de reprise 24 a une vitesse de 22,86 m/minute,
ce qui représente 86 % de sa vitesse d'avancement par les rouleaux 20. Ceci corres- pond à une suralimentation de 14 % du paquet de re- prise 24.
On met le fil qui est enroulé de façon lâche sur le paquet 24 en contact avec de la vapeur à 850 C pendant 75 minutes dans une boîte de vaporisation sous pres sion atmosphérique. On maintient le fil à cette même température mais à l'état sec pendant 15 minutes supplé mentaires grâce à un chauffage par .des résistances élec triques, tout en aspirant la vapeur de la boîte de vapori sation.
On enroule le fil en cône en utilisant au départ une tension de 6 grammes et en réduisant ensuite continuel lement la tension pour compenser l'accroissement de la vitesse du fil. Cette tension descend jusqu'à 4 grammes pour un paquet de 680 à 900 g. Il est inutile d'appliquer un lubrifiant pendant l'enroulement sur le cône.
Un autre mode de réalisation du procédé consiste à faire suivre au fil le trajet B au lieu du trajet A, après qu'il a quitté les rouleaux 20, de sorte qu'on supprime le traitement à la vapeur du fil sur le paquet 24-. On chauffe ensuite le fil pendant 1,
41 seconde dans le dispositif de chauffage 26 maintenu à 1750 C et on le fait avancer par des rouleaux 27 à une vitesse qui est de 86 % de sa vitesse d'avancement par le rouleau 20. Le fil est ensuite repris sur le paquet 24 à la même vitesse que sa vitesse d'avancement par les rouleaux 27.
<I>Exemple II</I> On fait avancer par des rouleaux 16 vers le dispositif de chauffage 17 et vers une broche 19 de torsion provi soire, à une vitesse de 32,9 m/minute, un fil multifilamen- taire continu comprenant 52 filaments de triacétate de cellulose ayant un indice d'acétyle d'environ 61% et titrant un denier total d'environ 200,
avec une torsion en Z d'environ 0,1 tour/cm. On fait tourner la broche de torsion provisoire 19 à 44 000 tours/minute pour obtenir une torsion en S de 13,8 tours/cm entre la bro che 19 et les rouleaux 16. Le fil tordu est chauffé Pen dant 1,02 seconde par le dispositif de chauffage 17, celui- ci étant maintenu à 1921, C.
Le fil qui quitte la broche 19 perd la majeure partie de la torsion et les rouleaux 20 le font avancer à une vitesse de 33,4 m/minute, ce qui représente 101 % de la vitesse imprimée au fil par les rouleaux 16. Ceci équi vaut à une sous-alimentation de 1 % des rouleaux 20.
En quittant les rouleaux 20, le fil emprunte le trajet A à travers des guides en queue de cochon 21, 22 et la barre de guidage 23, jusqu'au paquet de reprise 24, où il est enroulé à une vitesse de 30,17 m/minute,
ce qui repré- sente 96 % de sa vitesse d'avancement par les rouleaux 20. Ceci correspond à une suralimentation de 4 % du paquet de reprise 24.
Le fil texturé ainsi produit présente une résistance à la traction de 225 g, ce qui correspond à une ténacité de 1,13 g par denier, un allongement de 24 0/0, un module initial de 20,3 g par denier par unité d'allongement, et un volume indiqué par un rétrécissement de crêpage de 9,80/0.
Un autre procédé de fonctionnement consiste à faire suivre au fil quittant les rouleaux 20 le trajet B au lieu du trajet A. Dans ce cas, on chauffe le fil pendant 1,
04 seconde et dans le dispositif de chauffage 26 maintenu à 185 C et on le fait avancer par des rouleaux 27 à une vitesse qui est 86 % de la vitesse d'avancement par les rouleaux 20. Le fil est ensuite repris sur le paquet 24 à la même vitesse que celle de son avancement par les rou leaux 27.
Ce procédé donne un fil permettant d'obtenir une étoffe teinte uniformément, de plus faible élasticité qu'avec le fil qui a suivi le trajet A.
Des étoffes tricotées confectionnées avec ces fils con viennent pour de nombreux usages. Ils conviennent spé cialement bien pour les vêtements de dame, comme des robes, des chandails, des jupes et des blouses.
Le rétrécissement par crêpage dont il a été question plus haut est déterminé en préparant 5 écheveaux de fil ayant chacun 8 couches d'un diamètre de 1 mètre, enrou lées sous une tension de 10 mg. On traite les écheveaux dans de l'eau distillée à 820 C pendant 10 minutes à l'état de détente et on les suspend sous une charge de 0,1 g par denier, pendant 1 minute, à l'état mouillé. On mesure alors avec précision les longueurs des boucles des éche veaux et on désigne le total des longueurs de tous les écheveaux à ce stade par Lb .
Après l'enlèvement de la charge, on sèche les éche veaux à 66 C, on les refroidit pendant 1 heure dans une pièce conditionnée à 23 C et sous une humidité relative de 60 % et à l'état suspendu sous forme de boucles mais sans tarage. On .applique ensuite une charge de 1 mg par denier aux écheveaux pendant 1 minute et on me sure les longueurs des
boucles des écheveaux. On addi tionne ces valeurs et le total obtenu est désigné par L,, Le rétrécissement par crêpage exprimé comme un pour centage est alors égal à
EMI0004.0205
<B> Process for </B> treatment <B> of </B> cellulose ester yarn <B> to make it </B> bulky, and application of this process The present invention relates to a process for the treatment yarn consisting entirely of fibers or filaments of cellulose ester in order to make this voluminous yarn by a twisting, stabilization and untwisting operation. Both twisting and untwisting operations can, for example, be done by the usual process of false twist <B> </B> or <B> </B> provisional twist <B>. </B>
Although secondary cellulose acetate yarns were probably the first artificial yarns to be subjected to such a process, it was only the appearance on the market of fully synthetic yarns, such as polyamide (Nylon) resin yarns. , which was at the origin of the current development of this process. Various difficulties have been encountered in applying this method to cellulose ester yarns, in particular secondary cellulose acetate or cellulose triacetate.
Thus in many cases it has been found that too large a proportion of the relative volume (ratio of the unit of volume to the unit of weight) given to the yarn is lost during the subsequent treatment of the yarn. himself and fabrics made with him.
In addition, the physical properties of the yarn, eg, toughness, frequently undergo too much reduction as a result of this process. Likewise, in some cases the relative volume imparted to this yarn is not as uniform as would be desired.
These drawbacks exist inter alia for the threads treated according to French patent NI, 1217137 and more particularly according to Example 2 of this patent. According to this example, a 200 denier cellulose acetate yarn is subjected to a false twist of 18.5 per cm by means of a tube rotating at 30,000 revolutions per minute, then the twisted yarn is passed through a device. heating according to French patent NI, 1140992, the heating tubes of which are 40 to 50 cm long, for example, are maintained at a temperature of 175 10 C,
it emerges from the figures reproduced here that the wire then stays in this tube for 1.5 to 1.85 seconds. The wire thus twisted and stabilized is then untwisted with a shrinkage, for example, from 4 to 6 0/0,
and rewound at a speed of the order of 20% lower than the speed of the feeder members upstream of the heating device.
As a result, the speed at which the yarn is driven through this device is 15 to 17% lower than that at which the yarn is fed through it.
This process according to French patent No. 1217137, supplemented by the indications of French patent No. 1140992, therefore provides for a considerable shrinkage of the yarn during twisting and heating.
It is well known, on the other hand, to carry out with an extremely low shrinkage the operation of false twisting and fixing of threads when the latter are made of synthetic thermoplastic material (polyacrylonitrile, acrylonitrile copolymer, polyester, nylon, etc. polyvinyl chloride, e.g. Rhovyl brand product, etc.).
This shrinkage can hearth from 0.5 to 2% according to French patent No 1225671 and, for example, from 2% according to French patent No <B> 1199764,
</B> French patent No 1263807 indicates that a shrinkage is allowed between the debtor devices while addition No 67751 to French patent No 1054338 says that the yarn, undergoing the false twist, must be under a strong enough tension , without however suggesting to make it undergo a stretching.
Now, the cellulose esters to which the process according to the present invention must be applied are not thermoplastic in the proper sense of the term but undergo partial decomposition when their temperature approaches the melting point.
The difficulty of applying a conventional distorting process to cellulose ester yarns, such as that performed on thermoplastic yarns, is well known to those skilled in the art.
Until now, and the final paragraph of the aforementioned French patent No. 1217137 is proof of this, it was not believed to be possible to obtain by the process of false twisting real K-foam spun yarns in cellulose acetate which, during the sub-treatments sequents of the yarn and fabrics made from it,
to a large extent retain the bulkiness imparted to them by this treatment. Further, the tensile strength of the cellulose ester yarn was greatly reduced by false twisting, so that it was always believed that some shrinkage of this yarn should be allowed during the twisting and heating operations.
It has now been found that, on the contrary, by observing a certain set of conditions, it is advantageous for the bulkiness and acceptable for the tensile strength, to make these threads undergo elongation or stretching during the operation. of torsion, stabilization by heating and untwisting.
The invention is based on this observation and is applicable to a method of treating a yarn consisting entirely of fibers or filaments of cellulose ester by an operation of twisting, stabilization and untwisting in which the yarn is subjected. at a twist of between 7.2 and 30 turns per cm, the twisted yarn is passed through a heating device maintained at a temperature between 170 and 200,
1 C by making it stay in this device for 0.03 to 4.5 seconds, and the untwisted yarn is advanced to a take-up device which is operated so as to allow the yarn to relax until it is reached. at 30% of its length.
The method according to the invention is characterized in that the untwisted yarn is advanced at a speed of between 101 and 109% of the speed at which it was brought to the stage of
twisting and heating.
The invention also comprises the application of this method to a yarn made of staple fibers.
Within the ranges indicated, the best results are obtained by using operating conditions which vary only very slightly depending on the exact nature of the treated yarn. Both with secondary cellulose acetate and with cellulose triacetate, it is preferred to twist the threads to a value between 12 and 18.4 turns per cm, but whereas for secondary cellulose acetate, the best results are obtained with a torsion between 16.4 and 18, for example:
with <B> 17.6 </B> turns per cm, the corresponding figures for cellulose triacetate are the range of 12.8 to 14.4 turns per cm, and in particular 13.6 turns per cm. For heating the twisted yarn, a temperature of 170 to 1900 C is preferred, and more preferably between 170 and 1800 C for secondary cellulose acetate, and 180 to 2000 C and better <B> 185 </B> to 1950 C for cellulose triacetate.
Likewise, the heating time may preferably be between 3.0 and 0.03 seconds, with a preference of 1.6 to 1.2 for secondary cellulose acetate and <B> 1.25 </ B> 0.64 is for cellulose triacetate.
After twisting, heating and untwisting, the advancement of the yarn, for example by means of feed rollers, can most advantageously be done at a speed which is 102 to 108% for the secondary cellulose acetate or of 101 to 104 <RTI
ID = "0002.0106">% for cellulose triacetate, of the speed at which the yarn was fed to the twisting and heating stages.
The relaxation of the yarn, before its resumption on a bundle, may preferably be between 14 and 20% for the secondary cellulose acetate and between 3 and 16% for the cellulose triacetate.
If it is desired to obtain an extensible yarn having a high relative volume and good elasticity, as is the case in particular in the manufacture of extensible stockings, the yarn can be sent directly from the advancing device which makes following the stages of twisting, heating and untwisting, on the recovery device which may be constituted, for example, by one or more bundles of threads,
and which pick up the thread at a speed preferably between 97 and 80% of the speed at which the thread is fed to said device;
advantageously, the recovery rate is between 86 and 80% for the secondary cellulose acetate and between 97 and 84% for the triacetate
cellulose. The rates indicated correspond to respective expansion of 14 to 20% and 3 to 16 0/0.
If one wishes to obtain a textured yarn having characteristics of a particularly high relative volume and a lower elasticity, therefore less liveliness in handling, and lending itself to the manufacture of an exceptionally stable fabric for clothing for example double knitted fabrics,
in this case instead of passing the wire from the aforementioned advancement device directly to the take-up device, it can be passed through a zone where it is heated to a temperature of around 160 to 2001, preferably C,
between 175 and 1920 C and in particular a temperature of 1750 C for secondary cellulose acetate and 185 C for cellulose triacetate, for a second period of between 4.4 and 0.3 seconds.
Advantageously, the heating period is 1.6 to 1.2 seconds for the secondary cellulose acetate and 1.25 to 0.64 seconds for the cellulose triacetate. After passing through this second heating zone, the wire is advanced, for example using rollers,
at a speed which can be RTI ID = "0002.0223" WI = "16" HE = "4" LX = "1262" LY = "1415"> preferably 96 to 70% of the speed at which it is taken up after the operations of torsion, heating and detor- tion, with a view to recovery at a speed between 97,
6 and 107.9% of the forward speed.
Another method of reducing the liveliness of the treated yarn, having special utility for the secondary cellulose acetate yarn, may consist in subjecting the yarn to a vaporization treatment at a temperature of for example between 77 and <B> 880. ,VS,
</B> under a pressure close to the atmosphere and for a period of 45 to 85 minutes. After the vaporization treatment, the yarn may preferably be subjected to dry heat, for example at 77-880 ° C. for a period of about 5 to 30 minutes. For this last treatment, one can use for example external heating devices,
for example electric heating resistors, while sucking the vapor from the treatment chamber which is not completely isolated from the atmosphere. This way the hot air actually replaces the steam that has been drawn off.
An implementation of the method according to the invention will be described by way of example with reference to the appended drawing, on which one can see a yarn 10 formed of continuous multifilaments which unwinds from a supply pack 11, crosses a pigtail guide 13,
passes around a device 15 for guiding pigtail and eliminating the broken strands and it is advanced by rollers 16 (first device for advancing the wire). After that, the yarn is passed through a first heating zone 17, and it is twisted by a provisional twist pin 19, the twist returning to the rollers 16.
On leaving the provisional torsion pin 19, the yarn is taken up by advancing rollers 20 (second advancing device), from where the yarn can take one of two possible paths. If a yarn with a high degree of elasticity is desired, path A is used and in this case it passes directly from the rollers 20 over pigtail guides 21-22 and over a guide bar 23, for finally be included on package 24.
If, on the contrary, one seeks to obtain a wire having a particularly high relative volume and a lower elasticity, one uses the path B and, in this case, the wire passes through a second heating zone 26 to end in rollers 27 ( third advancement device), then on guides 21 and 22, a guide bar 23, and is repeated on pack 24.
Whether the yarn takes path A or path B, the actual twisting performed by the provisional torsion pin 19 is virtually eliminated by the time the yarn reaches the rollers 20.
The process can be used to treat a yarn having a total denier of between 55 and 1000, and having an initial twist of between 0 and 2.8 turns per cm, this yarn being composed of 3 to 300 filaments.
The provisional torsion device mentioned above may be a high speed provisional torsion spindle of one of the models known to those skilled in the art, for example the spindle disclosed in US Pat. No. 2,990,674. The rotation of the spindle is preferably between 20,000 and 500,000 revolutions / minute. Any twist that already exists in the original yarn should be taken into account when adjusting the provisional twisting device, so that the yarn contains the desired degree of twist upon entry into the heating zone.
The method can be used to process the yarn at a rate based on a feed rate of between about 9 and 365 meters / minute, and preferably between 27 and 91 meters.
In order to maintain a large relative volume obtained by the process, the tension on the textured yarn during the subsequent treatment is kept as low and as uniform as possible. For example, it may be advantageous to maintain the tension of the thread during winding on a conical bundle with a value between 0 and 8 g, when the total denier of the initial thread is between 55 and 1000.
In addition, when it is desired to double the treated yarn having a total denier of 110 to 3000, with a spindle speed of 4400 to 6200 rpm, the forward tension of the advancing rollers can be maintained, for example, between 0 and 3 g for a doubled or tripled thread. Between the advancement rollers and the guide immediately before the bobbin used for the doubling, the tension can be maintained, for example, between 3 and 30 g for a doubled yarn and between 5 and 45 g for a tripled yarn.
When doubling or tripling the yarn, it is preferable that the finished yarn is balanced, i.e. substantially free of twisting moments. For this, it is possible to double yarns whose swelling treatments had been carried out using twists in opposite directions.
The yarn treated by the present process is particularly suitable for knits made on circular looms with single or double needle beds. Woven articles can also be made with this yarn.
The relative bulk of the knitted fabric obtained with the treated yarn can be more fully developed and the relaxation of the stitching of the fabric can be improved by subjecting the fabric prior to its treatment to the wet state, for example. example before degreasing, dyeing or finishing operations, at one revolution in a drum, rotating alternately in both directions, for example for 20 to 30 minutes and at a temperature between 70 and 851, C for acetate of secondary cellulose and from 104 to 1070 C for cellulose triacetate.
Before removing the fabric from the drum, it is cooled to a temperature of 60 ° C for the secondary cellulose acetate and 661 ° C for the cellulose triacetate, with continued rotation of the drum, in order to prevent stabilization. sation of creases and wrinkles.
When the fabric is made from the secondary cellulose acetate yarn, its feel can be improved and wrinkles removed by subjecting it, after this drum treatment, to a decatising operation in which the fabric is brought into contact. with steam at a temperature of 82 to 99 C for example, preferably for about a minute, after which vacuum is applied for about 1 minute.
Alternatively, steam calendering or steam widening can be carried out by passing the fabric open-width through a slit about 15 cm wide from which the steam escapes, so contacting the fabric with steam at 82 to 990 C for 2 to 8 seconds.
A yarn bundle or fabric made of secondary cellulose acetate can be dyed with an aqueous solution of an acetate disperse dye, for example one of the dyes listed in the Color Index. , 2nd edition, pages 1659-1752. The dye bath may contain, for example, 0.1 to 10% by weight of dye, and the dyeing can take place at a temperature of about 65 to 850 ° C.
In order to preserve the maximum relative volume on a fabric formed from a cellulose acetate sorting yarn which has been treated by the present process, it is desirable to stabilize the fabric in an autoclave prior to wet treatment. for example by exposing it to steam under a gauge pressure of about 2.1 kg / cm 2, which corresponds to a temperature of 134 ° C., for a total period of 20 to 40 minutes. Preferably, relatively short periods of vaporization alternate with short periods of vacuum in the autoclave.
The fabric is placed in successive loads, in open width, on a perforated envelope in the autoclave, interposing a layer of cotton fabric between each layer of the knitted fabric to prevent the formation of the <B> </ effect. B> moiré <B>. </B>
Usually the dyeing of the yarns or the fabric of cellulose triacetate is carried out using an aqueous solution of an acetate-based disperse dye, for example one of the dyes listed in the aforementioned Color Index. .
The dye bath can contain for example 0.1 to 10% by weight of dye and the dyeing can take place at a temperature between 79 and 910 C.
Optionally, the fabrics can be subjected to a finishing treatment. For a soft feel, a cationic finishing product can be applied at 0.25 to 0.5% based on the weight of the fabric, while for a stiffer and harder feel,
the fabric can be coated with a resin emulsion in an amount of 0.5 to 1.0% based on the weight of the fabric.
The following examples serve to illustrate the invention without in any way limiting its scope.
<I> Example I </I> Referring to the figure of the drawing, through the rollers 16, towards the first heating zone, a continuous multifilament yarn, which has been dyed in solution to a green color, is advanced. foam and consisting of 32 filaments of secondary cellulose acetate having an acetyl number of about 55%, grading a total denier of about 200, having a Z twist of 1.2 turns per centimeter , this heating zone being represented, for example, by the heating device 17,
after which the yarn passes over the provisional torsion pin 19 at a speed of 23.8 meters / minute. The provisional twist spindle 19 is rotated at a speed of 44,000 rpm, whereby the wire receives an S-twist between the spindle 19 and the rollers 16, at a value of 17.5 revolutions per cm. The twisted wire is heated for a period of 1.41 seconds by the heater 17, the latter being maintained at 1750 C.
On leaving the provisional torsion pin 19, the yarn has lost most of its twist, and at this point the rollers 20 advance it at a speed of 25.5 m / minute, which speed is 107% of its speed d 'advancement by rollers 16.
This is equivalent to insufficient feeding of 7% to the rollers 20. Leaving the rollers 20, the yarn takes path A through pig tails 21, 22 and guide bar 23 to wind up on the take-up package. 24 has a speed of 22.86 m / minute,
which represents 86% of its speed of advance by the rollers 20. This corresponds to an overfeeding of 14% of the take-up pack 24.
The yarn which is loosely wound on package 24 is contacted with steam at 850 ° C. for 75 minutes in a spray box under atmospheric pressure. The wire is maintained at this same temperature but in the dry state for an additional 15 minutes by heating by electric resistances, while sucking the vapor from the vaporization box.
The thread is wound into a cone using initially a tension of 6 grams and then continuously reducing the tension to compensate for the increase in the speed of the thread. This tension goes down to 4 grams for a packet of 680 to 900 g. There is no need to apply lubricant while winding on the cone.
Another embodiment of the method is to cause the yarn to follow path B instead of path A, after it has left the rollers 20, so that the steaming of the yarn on the bundle 24 is eliminated. . The wire is then heated for 1,
41 seconds in the heating device 26 maintained at 1750 C and it is advanced by rollers 27 at a speed which is 86% of its speed of advance by the roller 20. The yarn is then taken up on the bundle 24 to the same speed as its forward speed by the rollers 27.
<I> Example II </I> A continuous multifilament yarn comprising a speed of 32.9 m / minute is advanced by rollers 16 towards the heating device 17 and towards a spindle 19 of temporary torsion. 52 filaments of cellulose triacetate having an acetyl number of about 61% and grading a total denier of about 200,
with a Z twist of about 0.1 turns / cm. The provisional twist spindle 19 is rotated at 44,000 rpm to achieve an S-twist of 13.8 revolutions / cm between the spindle 19 and the rollers 16. The twisted wire is heated for 1.02 seconds per the heater 17, this being maintained at 1921, C.
The yarn leaving the spindle 19 loses most of the twist and the rollers 20 advance it at a speed of 33.4 m / minute, which is 101% of the speed printed on the yarn by the rollers 16. This equates to the speed of the yarn. is at 1% underfeed of rollers 20.
Leaving the rollers 20, the yarn follows path A through pigtail guides 21, 22 and guide bar 23, to the take-up bundle 24, where it is wound up at a speed of 30.17 m /minute,
which represents 96% of its speed of advance by the rollers 20. This corresponds to an overfeeding of 4% of the recovery pack 24.
The textured yarn thus produced exhibits a tensile strength of 225 g, which corresponds to a tenacity of 1.13 g per denier, an elongation of 24%, an initial modulus of 20.3 g per denier per unit d elongation, and a volume indicated by a creping shrinkage of 9.80 / 0.
Another method of operation is to cause the yarn leaving the rollers 20 to follow path B instead of path A. In this case, the yarn is heated for 1,
04 seconds and in the heating device 26 maintained at 185 C and it is advanced by rollers 27 at a speed which is 86% of the speed of advance by the rollers 20. The yarn is then taken up on the bundle 24 to the same speed as that of its advancement by the rollers 27.
This process results in a yarn which produces a uniformly dyed fabric of lower elasticity than with the yarn which has followed path A.
Knitted fabrics made from these yarns are suitable for many uses. They are especially suitable for ladies' clothing, such as dresses, sweaters, skirts and blouses.
The creping shrinkage referred to above is determined by preparing 5 skeins of yarn each having 8 layers with a diameter of 1 meter, wound under a tension of 10 mg. The hanks were treated in distilled water at 820 ° C. for 10 minutes in the relaxed state and suspended under a load of 0.1 g per denier, for 1 minute, in the wet state. The lengths of the loops of the skeins are then measured with precision and the total of the lengths of all the skeins at this stage is denoted by Lb.
After removal of the load, the skeins were dried at 66 ° C., cooled for 1 hour in a room conditioned at 23 ° C. and at a relative humidity of 60% and in the suspended state in the form of loops but without taring. A load of 1 mg per denier is then applied to the skeins for 1 minute and the lengths of the skeins measured.
loops of the skeins. These values are added and the total obtained is denoted by L ,, The creping shrinkage expressed as a percent is then equal to
EMI0004.0205