Procédé de fabrication d'un fil multifilamentaire
Le brevet suisse No 448366 décrit un fil multifilamentaire, comprenant des filaments en un polymère thermoplastique synthétique, lequel fil multifilamentaire est caractérisé en ce que les filaments présentent des sections de molécules orientées et des sections de molécules non orientées distribuées de façon irrégulière sur la longueur du filament, la longueur moyenne de nodules étant de 6 à 89 mm et l'écartement moyen des nodules étant compris entre 75 et 330mm. Le même brevet suisse concerne également un procédé de fabrication du fil multifilamentaire ci-dessus défini.
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on déplace un fil multifilamentaire de filaments thermoplastiques synthétiques essentiellement non orientés et présentant une concentration en humidité de moins de 4,0 O/o en poids, dans une zone d'étirage dans laquelle on maintient une atmosphère dont la température et l'humidité absolue correspondent à un point de la région A B C D de la figure du dessin annexé et en ce que l'on étire ce fil dans la zone à un degré inférieur à l'étirage provoquant un étirage complet, de façon à former certaines sections à molécules orientées disposées irrégulièrement le long des filaments du fil, et que l'on collecte d'une manière uniforme le fil résultant, comportant des filaments à nodules.
On a trouvé que la zone d'étirage qui correspond aux limites de la région A B C D de la fig. du dessin annexé peut être élargie par la zone A'A DD': cet élargissement de cette zone d'étirage augmente l'applicabilité du procédé dans un air à faible humidité et permet une utilisation plus avantageuse, surtout plus économique, de l'appareillage d'étirage industriel. Ceci influence évidemment le prix de fabrication de façon qu'en dernier lieu, l'élargissement de cette zone d'étirage permet, à qualité inchangée, l'abaissement du prix de revient du fil multifilamentaire.
Le procédé selon la présente invention de fabrication du fil multifilamentaire est donc caractérisé en ce que l'on déplace un fil multifilamentaire de filaments thermo-plastiques synthétiques essentiellement non orientés et présentant une concentration en humidité de moins de 4 /o en poids, dans une zone d'étirage dans laquelle on maintient une atmosphère dont la température et l'humidité absolue correspondent à un point de la région A'ADD' de la figure du dessin annexé, et en ce que l'on étire ce fil dans la zone à un degré inférieur à l'étirage provoquant un étirage complet, de façon à former certaines sections à molécules orientées disposées irrégulièrement le long des filaments du fil, et que l'on collecte d'une manière uniforme le fil résultant, comportant des filaments à nodule.
La mise en pratique du procédé selon l'invention est illustrée plus en détail dans les exemples suivants: Exemple 1
Un Nylon-66 polymère a été préparé sans délustrant avec addition d'une petite quantité de cuivre ionique et d'acide phosphinique du benzène, ce dernier améliorant non seulement la blancheur du polymère mais aussi son aptitude à prendre la teinture. Ce polymère a été mis sous forme d'un fil à 34 filaments dont la section droite était en forme d'y ouvert et dont le taux moyen de changement d'épaisseur était de 3,0. Le denier total du fil au sortir du filage était de 1560 et de 545 après étirage.
Les conditions opératoires pour ce fil porteur de nodules étaient les suivantes: O/o de finition du fil 0,9 O/o d'humidité 2,5
Conditions de l'air:
- température au thermomètre sec 24,90 C
- humidité en grammes par kg d'air sec 6,278
Taux d'étirage 3,08
Vitesse du fil, en m/mn 141
Torsion en Z en tours au cm 0,4
Grade de qualification des nodules 4
L'étirage et la torsion sur machine Whitin RG-4 s'effectuaient parfaitement avec production à fort rendement d'un fil étiré de première qualité.
Ce fil était remarquable notamment par l'excellente régularité des caractéristiques de ses nodules, c'est-à-dire que la partie du fil se trouvant adjacente au noyau du bobinot de renvidage ne pouvait pas être distinguée de celle constituant les régions moyennes ou extérieures de la bobine. Ce fait est signalé pour faire ressortir encore plus l'intérêt qu'il y a à opérer dans un air à faible humidité. Les tricots teints obtenus à parlir de ce fil présentent un aspect grenu très attrayant. Ainsi, on voit que le procédé de la présente invention fournit un processus plus commode et plus économique de fabrication de fils constitués de plusieurs filaments et porteurs de nodules.
La vitesse à laquelle ce fil peut être traité est exceptionnellement élevée et l'équipement nécessaire pour la mise en application du procédé n'est ni indûment compliqué ni d'un entretien coûteux. La formation des nodules sur le fil se fait réellement au hasard, et les dimensions et la fréquence de ces nodules peuvent être facilement contrôlées. Après teinture, les nodules prennent une couleur nettement plus foncée que celle des parties étirées. Les tissus et tricots obtenus à partir de ce fil ont un aspect deux-tons nouveau et plaisant.
Exemple 2
On prépare du polymère de Nylon-66 de même composition que celui utilisé à l'exemple 1. On file ce polymère en un fil de 17 filaments avec des filaments de section en Y ouvert. avec un rapport de variation moyen de 2,9.
Le denier de filage total étant de 615 et le denier du fil à nodules étiré est de 200. Les conditions de travail sont les suivantes: O/o de fini sur le fil 0,6
Concentration O/o d'humidité 3,1
Air conditionné, réservoir sec 22,20C
Humidité g/kg air sec 6,2
Rapport d'étirage 3,04
Vitesse de fil mpm 252
Retordage en Z, tpm 294 Tndices de nodules 4
L'étirage se produisait d'une facon satisfaisante avec un minimum de filaments cassés ou enroulés autour du rouleau d'étirage, les sections dans les nodules étant aisément visibles sur les bobines contenant le fil étiré et tordu.
En utilisant ce fil pour fil de trame dans un tissu tissé à plat pour tissu d'ameublement, et en utilisant un fil normal en nylon pour la chaîne, le tissu ainsi obtenu présentait. après sa teinture en vert clair ou en orange brunâtre. une apparence rayée ou veinée très attractive.
Exelnple 3
Du polymère nylon-66, d'une composition similaire à celle décrite dans l'exemple 1, a été filé sous forme d'un fil multifilament composé de 34 filaments individuels de section triangulaire. Le denier total de ce fil était de 1545 après le filage et de 530 après l'étirage. Un petit appareil auxiliaire portable à conditionnement d'air a été utilisé en combinaison avec le système général à conditionnement d'air pour régler les conditions de l'air dans une région isolée autour d'un appareil complet d'étirage et de torsion.
Le fil nodulé était produit selon les conditions d'opérations suivantes: O/o de fini sur le fil 0,8
Concentration O/o d'humidité 3,1
Air conditionné, réservoir sec 29,30 C
Humidité g/kg air sec 5,0
Rapport d'étirage 3,04
Vitesse de fil mpm 143
Retordage en Z, tpm 203
Indices de nodules 4
La performance de l'étirage et de la torsion était très satisfaisante et on obtenait avec bon rendement un fil étiré et modulé de première qualité. La haute température du thermomètre sec était moins décourageante pour les opérateurs qu'on avait pensé et la basse humidité permettait apparemment une compensation physiologique suffisante pour la température plus élevée. Des échantillons du fil ainsi obtenu étaient incorporés dans un tissu d'ameublement à poil et le tout était teint en nombreuses différentes couleurs.
L'effet ton sur ton obtenu à cause de la teinture plus foncée des nodules produisait un effet visuel d'une surface sculpturale très attractive.
En réduisant le réchauffage dans l'appareil auxiliaire de conditionnement d'air, la température du thermomètre à sec était successivement réduite sans changer l'humidité absolue de l'air. La formation de nodules était satisfaisante mais à des températures du thermomètre à sec entre 23,6 et 24,70 C ou en dessous, le nombre de filaments cassés augmentait dans une telle mesure que le procédé devenait inacceptable pour une application commerciale car le rendement de fil de première qualité devenait trop bas.
Manufacturing process of a multifilament yarn
Swiss Patent No. 448366 describes a multifilament yarn, comprising filaments of a synthetic thermoplastic polymer, which multifilament yarn is characterized in that the filaments have sections of oriented molecules and sections of unoriented molecules distributed irregularly along the length of the yarn. filament, the average length of nodules being 6 to 89 mm and the average spacing of the nodules being between 75 and 330 mm. The same Swiss patent also relates to a process for manufacturing the multifilament yarn defined above.
This process is characterized in that a multifilament yarn of essentially unoriented synthetic thermoplastic filaments and having a moisture concentration of less than 4.0% by weight is moved into a drawing zone in which a temperature is maintained. atmosphere, the temperature and absolute humidity of which correspond to a point in the region ABCD of the figure of the accompanying drawing and in that this yarn is stretched in the zone to a degree less than the stretching causing a complete stretching, of so as to form certain sections with oriented molecules arranged irregularly along the filaments of the yarn, and that the resulting yarn, comprising nodule filaments, is collected in a uniform manner.
It has been found that the stretching zone which corresponds to the limits of the region A B C D of FIG. of the appended drawing can be widened by the zone A'A DD ': this widening of this stretching zone increases the applicability of the process in low humidity air and allows a more advantageous use, especially more economical, of the apparatus industrial drawing. This obviously influences the manufacturing price so that, lastly, the widening of this drawing zone makes it possible, with unchanged quality, to lower the cost price of the multifilament yarn.
The method according to the present invention for manufacturing the multifilament yarn is therefore characterized in that one moves a multifilament yarn of essentially non-oriented synthetic thermoplastic filaments and having a moisture concentration of less than 4 / o by weight, in a drawing zone in which an atmosphere is maintained, the temperature and absolute humidity of which correspond to a point in the region A'ADD 'of the figure of the appended drawing, and in that this yarn is stretched in the zone to a degree less than the stretch causing complete stretching, so as to form certain sections with oriented molecules arranged irregularly along the filaments of the yarn, and the resulting yarn, comprising nodule filaments, is collected uniformly .
The practice of the method according to the invention is illustrated in more detail in the following examples: Example 1
Polymer Nylon-66 was prepared without a deluster with the addition of a small amount of ionic copper and benzene phosphinic acid, the latter improving not only the whiteness of the polymer but also its dye-setting ability. This polymer was formed into a 34 filament yarn with an open y-shaped cross section and an average rate of change in thickness of 3.0. The total denier of the yarn after spinning was 1560 and 545 after drawing.
The operating conditions for this nodule-bearing yarn were as follows: O / o of finish of the yarn 0.9 O / o of humidity 2.5
Air conditions:
- temperature in the dry thermometer 24.90 C
- humidity in grams per kg of dry air 6,278
Stretch ratio 3.08
Wire speed, in m / min 141
Z twist in turns per cm 0.4
Nodule qualification grade 4
The stretching and twisting on the Whitin RG-4 machine ran smoothly with high yield production of premium drawn yarn.
This yarn was remarkable in particular by the excellent regularity of the characteristics of its nodules, that is to say that the part of the yarn located adjacent to the core of the winding spool could not be distinguished from that constituting the middle or outer regions. of the coil. This fact is pointed out to further emphasize the value of operating in low humidity air. The dyed knits obtained by using this yarn have a very attractive grainy appearance. Thus, it is seen that the method of the present invention provides a more convenient and economical process of manufacturing yarns made up of plural filaments and carrying nodules.
The rate at which this yarn can be processed is exceptionally high and the equipment required to carry out the process is neither unduly complicated nor costly to maintain. The formation of nodules on the wire is really random, and the size and frequency of these nodules can be easily controlled. After dyeing, the nodules take on a much darker color than that of the stretched parts. Fabrics and knits made from this yarn have a new and pleasant two-tone appearance.
Example 2
Nylon-66 polymer was prepared of the same composition as that used in Example 1. This polymer was spun into a 17-filament yarn with open Y-section filaments. with an average variation ratio of 2.9.
The total spinning denier being 615 and the denier of the drawn nodule yarn is 200. The working conditions are as follows: O / o of finish on the yarn 0.6
O / o moisture concentration 3.1
Air conditioning, dry tank 22.20C
Humidity g / kg dry air 6.2
Draw ratio 3.04
Wire speed mpm 252
Z-twist, rpm 294 T nodule indices 4
The drawing proceeded satisfactorily with a minimum of filaments broken or wound around the drawing roll, the sections in the nodules being readily visible on the spools containing the drawn and twisted yarn.
By using this yarn for the weft yarn in a flat woven fabric for upholstery, and using normal nylon yarn for the warp, the fabric thus obtained exhibited. after its dyeing in light green or brownish orange. a very attractive striped or veined appearance.
Example 3
Nylon-66 polymer, of a composition similar to that described in Example 1, was spun into a multifilament yarn composed of 34 individual filaments of triangular cross section. The total denier of this yarn was 1545 after spinning and 530 after drawing. A small portable air conditioning auxiliary device was used in combination with the general air conditioning system to control the air conditions in an isolated region around a complete stretching and twisting device.
The nodulated wire was produced under the following operating conditions: O / o of finish on the wire 0.8
O / o moisture concentration 3.1
Air conditioning, dry tank 29.30 C
Humidity g / kg dry air 5.0
Draw ratio 3.04
Thread speed mpm 143
Z-twist, rpm 203
Nodule indices 4
The drawing and twisting performance was very satisfactory and a first quality drawn and modulated yarn was obtained with good efficiency. The high temperature of the dry thermometer was less daunting for operators than had been thought and the low humidity apparently allowed sufficient physiological compensation for the higher temperature. Samples of the resulting yarn were incorporated into a pile upholstery fabric and the whole was dyed in many different colors.
The tone-on-tone effect obtained by the darker tint of the nodules produced a visual effect of a very attractive sculptural surface.
By reducing the reheating in the auxiliary air conditioner, the temperature of the dry thermometer was successively reduced without changing the absolute humidity of the air. The formation of nodules was satisfactory but at dry thermometer temperatures between 23.6 and 24.70 C or below, the number of broken filaments increased to such an extent that the process became unacceptable for commercial application because the yield of premium thread was getting too low.