Filament auto-crêpant
La présente invention a pour objet un filament en une matière plastique unique, auto-crêpant après étirage ou après un étirage suivi d'un traitement à la chaleur.
On sait que les filaments crêpés ont une importance accrue dans le domaine des fibres synthétiques pour leur utilisation en tricot et en tissage etc.
Habituellement, la fabrication de filaments crêpés ou rendus élastiques s'effectue par des méthodes coûteuses comme celles qu'on appelle la fausse-torsion, la méthode en lame, la méthode de la chambre de compression, le traitement à l'air comprimé, etc.
D'autres tentatives pour obtenir directement des filaments bouclés à la sortie de la filière ont été effectuées en extrudant simultanément deux polymères différents ou deux polymères de poids moléculaires différents qui ont, par suite, des degrés différents de contraction quand ils sont soumis à un traitement par la chaleur.
La première méthode mentionnée implique des coûts de fonctionnement et d'installation notables.
La seconde méthode présente l'inconvénient de nécessiter deux polymères différents et de plus une installation d'extrusion qui, du point de vue technologique est complexe et très coûteuse, du fait qu'il est nécessaire d'ajouter soigneusement la proportion des deux polymères et de contrôler leurs propriétés physiques de manière à obtenir les résultats désirés. Le filament selon l'invention est caractérisé en ce qu'il présente une section constituée d'éléments successifs rectilignes non disposés en ligne droite et formant entre eux un angle compris entre 0 et 170 , ces éléments étant reliés soit directement entre eux en une ligne brisée, soit par l'intermédiaire d'une portion courbe.
Le filament selon l'invention permet d'obtenir, par traitement ultérieur, un crêpage qui est supérieur à 0,1 ondulation/cm et de préférence compris entre 1 et 30/cm.
Le crêpage conféré au filament peut apparaître directement après l'étirage ou ne se manifester qu'après un traitement à la chaleur (à l'eau chaude, la vapeur, l'air chaud) soit du filament, soit des articles manufacturés avec ce filament. Dans le cas où les filaments présentent, directement après étirage, un crêpage tel que ci-dessus défini, les traitements thermiques susmentionnés accentuent ce crêpage soit en ce qui concerne le nombre d'ondulations, soit du point de vue du volume et de l'élongation élastique.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication du filament et également une filière pour la mise en oeuvre de ce procédé.
L'invention concerne enfin l'utilisation du filament pour en faire des fils, par réunion d'un certain nombre de filaments.
Le nombre de segments constitutifs de la section des orifices d'extrusion de la filière peut varier largement mais, pour des raisons techniques, ce nombre est compris de préférence entre 2 et la.
Il est entendu que la forme de la section de la filière comprend également des modifications qui n'altèrent pas sensiblement la forme originale: par exemple on peut prévoir aux extrémités ou sur les bords des sections des orifices d'extrusion des élargissements ou extensions.
L'invention est décrite ci-après en se référant au dessin annexé et à l'aide d'exemples.
Les fig. 1 à 10 montrent différentes formes d'orifices d'extrusion utilisables pour la fabrication de fibres selon la présente invention.
Les fig. il et 12 représentent respectivement en coupe et en élévation un fil obtenu par la réunion de plusieurs filaments.
Dans les exemples suivants, on décrit la fabrication de fibres ou filaments selon l'invention.
Exemple
On procède à l'extrusion de téréphtalate de polyéthylène opaque, ayant une viscosité de 0,68 dans une filière ayant 20 orifices de section semblable à celle représentée à la fig. 5. La vitesse de filage a été fixée à 600 m/min et le titre du filament extrudé à 200 deniers.
Les températures d'extrusion, sur une filière d'un diamètre de 20 mm étaient les suivantes:
Première zone de la filière 265 C
Seconde zone de la filière 300 C
Tête de filage 2900 C
Le filament ainsi obtenu peut être utilisé de la façon suivante:
L'étirage est effectué à différents taux par utilisation dans la zone de détachement d'une pointe et plaque chaudes. Le fil étiré à un taux de 3,62 a donné les résultats suivants:
Titre 56 deniers
Résistance à la traction 3,34 g/denier
Elongation 6,5 O/o
En utilisant un taux d'étirage de 3,77 on obtient les valeurs suivantes:
Titre 53 deniers
Résistance à la traction 3,80 g/denier
Elongation 5,9 O/o
La fig. 11 montre une photographie de la section d'un fil obtenu en réunissant plusieurs filaments.
La présence d'une ondulation de période comprise entre 3 et 10 mm est observée sur les fils collectés sur les canettes après dévidage.
Après traitement de déploiement dans l'eau bouillante pendant 30 minutes (sans tension) le crêpage s'accentue.
La fréquence des ondulations s'élève à 4 ondulations par cm. Pendant le deploiement le fil se rétrécit d'environ 7 O/o. Le fil traité, du fait du crêpage, présente une élongation élastique de 20 à 30 O/o; selon les conditions d'étirage utilisées.
Sur la photographie représentée à la fig. 12 on peut observer le crêpage appréciable du fil après traitement de déploiement.
Exemple 2
En utilisant la même filière, le même polymère, sensiblement les mêmes températures d'extrusion et vitesse de filage qu'à l'exemple 1, on a procédé au filage d'un filament non étiré titrant 360 deniers.
Ce filament a été utilisé ensuite de la façon suivante:
L'étirage est effectué à différents taux, donnant les résultats suivants:
Taux d'étirage 3,44
Titre 104 deniers
Résistance à la traction 2,50 g/denier
Elongation 14 /o
Taux d'étirage 3,62
Titre 102 deniers
Résistance à la traction 2,70 g/denier
Elongation 1 1 O/o
Taux d'étirage 3,77
Titre 97 deniers
Résistance à la traction 3,10 g/denier
Elongation 9,5 O/o
La section de la fibre produite dans cet essai est tout à fait analogue à celle obtenue selon l'exemple 1.
La forme de la section se traduit évidemment par un notable développement périmétrique de la fibre et du crêpage dans la même section de la fibre, constituée pratiquement par deux ondulations en V . Le pouvoir couvrant de la fibre est, par suite, notablement accru.
Après dévidement des canettes, il se présente des ondulations de période analogue à celle selon les essais de l'exemple 1. Après déploiement dans l'eau bouillante la fréquence des ondulations s'élève à 3 à 4 ondulations/cm. Durant le déploiement un rétrécissement d'environ 8 O/o se produit.
L'élongation élastique varie de 25 à 55 /o selon le taux d'étirage adopté, ainsi qu'il ressort des données suivantes:
Taux d'étirage Elongation élastique
3,44 55 O/o
3,62 33 /o
3,77 25 O/o
REVENDICATION I
Filament en une matière plastique unique, autocrêpant après étirage ou après un extrudage suivi d'un traitement à la chaleur, caractérisé en ce qu'il présente une section constituée d'éléments successifs rectilignes non disposés en ligne droite et formant entre eux un angle compris entre 0 et 170 , ces éléments étant reliés soit directement entre eux en une ligne brisée, soit par l'intermédiaire d'une portion courbe.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Filament selon la revendication I, caractérisé en ce que la section du filament est constituée par un nombre d'éléments compris entre 2 et 10.
2. Filament selon la revendication I ou la sous-revendication 1, caractérisé par des élargissements ou extensions sur les bords de sa section.
3. Filament selon la revendication I, caractérisé en ce que la matière plastique est un polymère thermoplastique.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Self-creping filament
The present invention relates to a filament in a single plastic material, self-creping after stretching or after drawing followed by heat treatment.
It is known that crimped filaments are of increased importance in the field of synthetic fibers for their use in knitting and weaving etc.
Usually, the manufacture of creped or elasticized filaments is carried out by expensive methods such as the so-called false-twist, blade method, compression chamber method, compressed air treatment, etc. .
Other attempts to obtain curly filaments directly from the spinneret outlet have been made by simultaneously extruding two different polymers or two polymers of different molecular weights which therefore have different degrees of contraction when subjected to treatment. by heat.
The first method mentioned involves significant operating and installation costs.
The second method has the drawback of requiring two different polymers and moreover an extrusion installation which, from a technological point of view is complex and very expensive, due to the fact that it is necessary to carefully add the proportion of the two polymers and to control their physical properties so as to obtain the desired results. The filament according to the invention is characterized in that it has a section consisting of successive rectilinear elements not arranged in a straight line and forming between them an angle between 0 and 170, these elements being connected either directly to each other in a line. broken, or through a curved portion.
The filament according to the invention makes it possible to obtain, by subsequent treatment, a creping which is greater than 0.1 corrugation / cm and preferably between 1 and 30 / cm.
The creping conferred on the filament can appear directly after drawing or only appear after heat treatment (with hot water, steam, hot air) either of the filament or of articles manufactured with this filament . In the case where the filaments exhibit, directly after drawing, a creping as defined above, the aforementioned heat treatments accentuate this creping either with regard to the number of corrugations, or from the point of view of the volume and the elastic elongation.
The present invention also relates to a process for manufacturing the filament and also to a die for implementing this process.
Finally, the invention relates to the use of the filament for making threads thereof, by uniting a certain number of filaments.
The number of segments constituting the section of the extrusion orifices of the die can vary widely but, for technical reasons, this number is preferably between 2 and 1a.
It is understood that the shape of the section of the die also includes modifications which do not substantially alter the original shape: for example, enlargements or extensions can be provided at the ends or on the edges of the sections of the extrusion orifices.
The invention is described below with reference to the accompanying drawing and with the aid of examples.
Figs. 1 to 10 show different shapes of extrusion orifices which can be used for the manufacture of fibers according to the present invention.
Figs. 11 and 12 represent respectively in section and in elevation a yarn obtained by the union of several filaments.
In the following examples, the manufacture of fibers or filaments according to the invention is described.
Example
The extrusion of opaque polyethylene terephthalate, having a viscosity of 0.68, is carried out in a die having 20 orifices of section similar to that shown in FIG. 5. The spinning speed was set at 600 m / min and the titer of the extruded filament at 200 denier.
The extrusion temperatures, on a die with a diameter of 20 mm were as follows:
First zone of the 265 C sector
Second zone of the 300 C sector
2900 C spinning head
The filament thus obtained can be used in the following way:
Stretching is performed at different rates by use in the area of detachment of a hot tip and plate. The yarn drawn at a rate of 3.62 gave the following results:
Title 56 deniers
Tensile strength 3.34 g / denier
Elongation 6.5 O / o
Using a stretch ratio of 3.77 we obtain the following values:
Title 53 deniers
Tensile strength 3.80 g / denier
Elongation 5.9 O / o
Fig. 11 shows a photograph of the section of a thread obtained by joining several filaments.
The presence of a corrugation with a period of between 3 and 10 mm is observed on the threads collected on the bobbins after unwinding.
After deployment treatment in boiling water for 30 minutes (without tension) the creping is accentuated.
The frequency of the waves is 4 waves per cm. During unfolding the wire shrinks by about 7 O / o. The treated yarn, due to creping, has an elastic elongation of 20 to 30 O / o; depending on the stretching conditions used.
In the photograph shown in FIG. 12 one can observe the appreciable crimping of the yarn after unfolding treatment.
Example 2
Using the same spinneret, the same polymer, substantially the same extrusion temperatures and spinning speed as in Example 1, an unstretched filament weighing 360 denier was spun.
This filament was then used as follows:
Stretching is performed at different rates, giving the following results:
Stretch ratio 3.44
Title 104 deniers
Tensile strength 2.50 g / denier
Elongation 14 / o
Stretch ratio 3.62
Title 102 deniers
Tensile strength 2.70 g / denier
Elongation 1 1 O / o
Stretch ratio 3.77
Title 97 deniers
Tensile strength 3.10 g / denier
Elongation 9.5 O / o
The section of the fiber produced in this test is quite similar to that obtained according to Example 1.
The shape of the section is evidently reflected in a notable perimeter development of the fiber and of the creping in the same section of the fiber, formed practically by two V-shaped corrugations. The covering power of the fiber is therefore significantly increased.
After unwinding of the cans, there are corrugations of a period similar to that according to the tests of Example 1. After deployment in boiling water, the frequency of the corrugations amounts to 3 to 4 corrugations / cm. During deployment a shrinkage of about 8 O / o occurs.
Elastic elongation varies from 25 to 55 / o depending on the stretch rate adopted, as can be seen from the following data:
Stretch ratio Elastic elongation
3.44 55 O / o
3.62 33 / o
3.77 25 O / o
CLAIM I
Filament in a single plastic material, self-crimping after stretching or after extrusion followed by heat treatment, characterized in that it has a section made up of successive rectilinear elements not arranged in a straight line and forming between them an angle included between 0 and 170, these elements being connected either directly to one another in a broken line, or via a curved portion.
SUB-CLAIMS
1. Filament according to claim I, characterized in that the section of the filament is constituted by a number of elements between 2 and 10.
2. Filament according to claim I or sub-claim 1, characterized by widenings or extensions on the edges of its section.
3. Filament according to claim I, characterized in that the plastic material is a thermoplastic polymer.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.