FR2498634A1 - Procede de fabrication de fibre a deux composants, ainsi que cette fibre et les tissus non-tisses fabriques a partir de cette fibre - Google Patents

Abstract

NOUVELLES FIBRES A DEUX COMPOSANTS THERMO-LIABLES, UTILISABLES AVANTAGEUSEMENT DANS LA PRODUCTION DE TISSUS NON-TISSES, AINSI QUE PROCEDES POUR LA PRODUCTION DE CES FIBRES. LES FIBRES COMPRENNENT, EN TANT QUE L'UN DE LEURS COMPOSANTS, UN ADHESIF LATENT APTE A FORMER DES LIAISONS INTERFILAMENTEUSES LORS DE L'APPLICATION DE CHALEUR ET DU REFROIDISSEMENT CONSECUTIF, ET UN AUTRE COMPOSANT ET ELLES SONT CARACTERISEES PAR LE FAIT QU'A L'APPLICATION D'UNE CHALEUR SUFFISANTE POUR FONDRE LE COMPOSANT ADHESIF LATENT ET AU REFROIDISSEMENT CONSECUTIF, IL N'APPARAIT DES FORCES DE CONTRACTION APPRECIABLES DANS LEDIT AUTRE COMPOSANT QU'APRES LA RESOLIDIFICATION DU COMPOSANT ADHESIF LATENT.

Description

La présente invention concerne des hétérofilaments lia-

bles par la chaleur et des tissus non tissés fabriqués à partir

de ces hétérofilaments.

L'utilisation d'hétérofilaments liables par la chaleur dans la fabrication de tissus non-tissés est bien connue dans la technique. De façon générale, ces hétérofilaments comprennent

deux matières thermoplastiques qui sont disposés, soit côte à c8-

te, soit dans des rapports gaine/âme, les deux matières ayant la même étendue dans la direction longitudinale du filament. L'une des matières thermoplastiques, dite adhésif latent, est choisie de telle sorte que son point de fusion soit'nettement inférieur à celui de l'autre matière du filament et, par application de

chaleur suivie d'un refroidissement, ce composant est amené à de-

venir adhésif et à s'unir à d'autres fibres dans le tissu non-

tissée Une telle adhérence peut se produire, soit entre des hété-

rofilaments semblables, soit entre des hétérofilaments et des filaments classiques non liables, dans le cas o ces derniers

sont également présents dans le tissu non-tissé. L'autre compo-

sant sert d'élément structurel ou d'épine dorsale de la fibre.

Bien que des hétérofilaments thermo-liables aient été mia au point pour être utilisés principalement dans la production de tissus non-tissés légers, c'est-à-dire de tissus non-tissés, ou non-tissés, ayant un poids relativement faible par unité de surface, ils ont obtenu un succès commercial assez limité dans ce

domaine, en raison d'un certain nombre de défauts et d'insuffi-

sances qui existent dans les fibres de l'état actuel de la tech-

nique. En tête parmi ces défauisse range une contraction exces-

sive au cours de la liaison thermique, donnant lieu à des tissus qui présentent une densité inégale et un manque d'uniformité de

leur épaisseur; une solidité insuffisante de la liaison entre fi-

bres, se traduisant par une médiocre résistance à la traction des

tissus, ainsi qu'à la production de non tissés qui sont relati-

vement dépourvus de qualités traditionnellement désirables pour

des textiles, telles que le drapé, la nervosité et le bouffant.

Une tentative, reconnaissons-le, a été faite dans l'état

antérieur de la technique pour s'attaquer aux défauts cités ci-

dessus. Tomioka, dans un article intitulé "Fibres thermoliantes

pour non-tissés" (Nonwovens Industry, mai 1981, pp. 23 à 31), dé-

crit les propriétés de la fibre ES, une matière bicomposée mise dans le commerce par la Chisso Corporation d'Osaka (Japon). Cette fibre, qui se compose de polyéthylène et de polypropylène en une disposition dite "cote à côte" modifiée (en réalité un ensemble

gaine/âme fortement excentré), est également décrite, semble-t-

il, dans le brevet des Etats-Unis nz 4 189 338 délivré à Ejima et ses collaborateurs ét cédé à la Chisso Corporation. Parmi les

caractéristiques de cette fibre, Tomioka traite le plus abondam-

ment de la faible contraction thermique que la fibre subit lors du traitement de liaison thermique et il poursuit en remarquant que cette propriété donne lieu à des non-tissés qui possèdent une bonne uniformité de densité et d'épaisseur, ainsi que de

bonnes qualités de bouffant, de main et de drapé.

Certes, il est incontestable que la fibre décrite par Tomioka représente un progrès appréciable dans l'état actuel de la technique des fibres thermo-liables, mais cette fibre

antérieurement connue souffre néanmoins de plusieurs imperfec-

tions. Par exemple, alors que la fibieprésente, il est vrai, un degré de contraction thermique qui est inférieur à celui des fibres antérieures, on peut néanmoins démontrer qu'elle se

contracte encore dans une mesure importante et indésirable.

D'autre part, bien que l'élimination de la contraction thermi-

que représente une bonne manière théorique d'aborder le problè-

me des fibres liables par la chaleur, on peut considérer

que cette approche ne va pas assez loin.

On reconnaîtra que si la contraction thermique peut être

en soi indésirable dans une fibre thermo-liable, le développe-

ment de forces de contraction dans un non-tissé, provoqué à la suite de la création de liaisons entre filaments, peut être en fait souhaitable. Il est raisonnable de supposer que

les forces de contraction, introduites à ce moment, ne produi-

ront pas un degré appréciable de contraction effective, mais subsisteront plutôt sous la forme d'une tension retenue dans le non-tissé, tension qui accentuera des propriétés du tissu

telles que le bouffant, la nervosité, le drapé et la main.

Bn conséquence, la présente invention a pour but général de fournir des hétérofilaments thermo-liables améliorés qui puissent être utilisés avantageusement pour la production de tissus non tissés, en particulier de non-tissés de poids léger et moyen, ainsi qu'un procédé pour la fabrication de telles fibres. L'invention a pour but plus particulier de fournir des hétérofilaments thermo-liables susceptibles d'être utilisés

pour produire des non-tissés qui présentent un minimum de con-

traction thermique lors de la liaison thermique, mais qui prèBentént aussi, à la suite de la liaison, un surcroît de résistance à la traction, de nervosité, de drapé, de bouffant

et de main.

Un but encore plus particulier est de fournir un hétéro-

filament thermo-liable qui ne subisse pas de forces apprécia-

bles de contraction et, par suite, de contraction avant ou pendant la liaison thermique, mais dans lequel se développent

des forces de contraction appréciables à la suite de la forma-

tion de liaisons entre filaments dans un non-tissé. - -

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé pour la fabrication d'hétérofilaments thermo-liables, procédé par lequel les caractéristiques thermiques de la fibre puissent

être réglées ou modifiées pour répondre à des exigences spéci-

fiées.

Enfin, l'invention a pour but de fournir des non-tissés

fabriqués à partir de ces hétérofilaments nouveaux, ces non-

tissés pouvant tre produits à des vitesses élevées et avec

une modeste consommation d'énergie et présentant des proprié-

tés améliorées. Or, dans le sens des buts exposés ci-dessus, il a été découvert que des hétérofilaments thermo-liables améliores,

utilisables sous forme de fibres ou de filaments dans la fabri-

cation de non-tissés, peuvent être produits à partir de poly-

ester et d'un autre polymère thermoplastique approprié ayant un point de fusion qui est au moins inférieur de 1.52C environ à celui du polyester, le polyester étant le polymère d'épine dorsale et l'autre composant thermoplastique servant d'adhésif latent. Les deux composants peuvent être disposés côte à cote,

c'est-à-dire colinéairement, mais ils sont de préférence dis-

posés de manière à présenter des rapports gaine/àme, le poly-

ester occupant la position d'âme. A la suite des opérations

usuelles de filage, d'étirage et d'enroulement, un hétérofila-

ment préparé suivant l'invention est soumis à un traitement de conditionnement thermique. Ce traitement comprend l'opération consistant à chauffer la fibre à une température préalablement

choisie, pendant au moins une durée prédéterminée, de manière.

à provoquer, dans la réaction thermique de la fibre, une modi-

fication telle que la fibre soit caractérisée par le fait qu'a l'application d'une chaleur suffisante pour fondre l'adhésif latent qu'lle contient, suivie d'un refroidissement, des forces de contraction appréciables n'apparaissent dans le polyester

constituant qu'après la resolidification de l'adhésif latent.

La température à laquelle les forces de contraction apparais-

sent est appelée la "température de réaction conditionnée". Les paramètres précis de température et de temps qui doivent être appliqués pour conditionner convenablement une fibre de la manière décrite ci- dessus, ne peuvent pas être donnés de façon

générale. Comme on le verra d'après la description détaillée

qui suit, les paramètres nécessaires pour le conditionnement thermique seront régis par des facteurs tels que les antécédents thermiques de la fibre particulière que l'on utilise et la température à laquelle le nontissé doit être lié thermiquement, température qui sera déterminée à son tour par le composant adhésif latent particulier qui est utilisé. Il a été observé qu'avec des fibres préparées suivant l'invention, des liaisons interfilamenteuses peuvent se former entre les fibres avant que des forces de contraction ne s'y

développent. Comme on l'expliquera avec plus de détails ci-

après, il apparait que cette propriété améliore la solidité des liaisons interfilamenteuses dans un tissu non tissé et qu'en outre, elle contribue aux qualités supérieures de drapé,

de main, de bouffant et de nervosité du tissu.

Toujours dans le sens des buts indiqués, il a été décou-

vert que des tissus non tissés peuvent être préparés à partir des hétérofilaments de l'invention et que cela peut se faire en appliquant des conditions de traitement relativement peu rigoureuses.

La fig. 1 est une microphotographie d'un non-tissé prépa-

ré à partir des hétérofilaments de l'invention, pour illustrer la liaison interfilamenteuse par points qui est présente dans

le tissu.

La fig. 2 est une représentation graphique des forces de contraction dars le composant polyester d'un hétérofilament de l'invention en fonction de la température, en comparaison des forces de contraction dans le composant polypropylène d'une

fibre de l'état antérieur de la technique.

- La fig. 3 est une représentation graphique, montrant l'effet de conditionnement thermique sur la réaction, en ce qui concerne les forces de contraction, d'un hétérofilament

comportant un composant polyester.

Une microphotographie d'un tissu non tissé, fabriqué à partir des fibres de la présente invention, est reproduite sur la fig. 1. Lors de la fabrication d'un tel tissu, les fibres sont mises sous forme d'un feutre et soumises à un chauffage suffisant pour activer l'élément adhésif latent, puis à un refroidissement pour solidifier les liaisons (2) qui ont été formées par l'adhésif fondu aux intersections des différents filaments. Etant donné qu'on peut supposer que le comportement thermomécanique de fibres bicomposées soumises à un tel cycle de chauffage et de refroidissement interviendra à la fois dans la nature des liaisons formées et dans le caractère général du tissu résultant, il convient de caractériser ces fibres par un type quelconque d'analyse thermo-mécanique. Les fibres de la présente invention ont donc été étudiées à l'aide d'une technique connue sous le nom de "Thermal Stress Analysis"

(Analyse des efforts de tension thermique), TSA en abrégé.

D'après cette technique, un échantillon est maintenu à une longueur constante tandis qu'on fait varier sa température, et

les forces de tension résultantes, développées dans l'échantil-

lon, sont enregistrées en fonction de la température. Cette méthode de TSA est discutée dans un article de Buchanan et Hardegree dans le Textile Research Journal, novembre 1977, p. 732. Toutefois, pour autant qu'on le sache, ces auteurs, de même que d'autres qui ont publié des résultats obtenus par cette technique, ont uniquement concentré leur attention sur les réactions de l'échantillon à des températures seulement croissantes. Par contre, les recherches faites dans le cadre de la présente invention ont donné une importance égale 'à la réaction de l'échantillon au cours de la partie refroidissement de l'essai, car il est apparu opportun de le faire pour simuler convenablement le traitement thermique complet appliqué à une matière non tissée lors de sa fabrication, selon ce qui a été

décrit ci-dessus.

Lors de la préparation d'échantillons pour cette étude, des fibres séparées en nombre suffisant ont été réunies pour former un faisceau ayant un titre équivalent dans la gamme de à 500 deniers. Le système d'assemblage utilisé a été celui qui est prescrit par la Perkin-Elmer Co. de Norwalk (Conn.) pour les échantillons examinés dans l'analyseur thermo- mécanique de cette firme, désigné par TMO-1. Une pré-tension normalisée de 0,2 g/denier a été choisie afin d'améliorer l'uniformité des essais. La température a été augmentée à raison d'environ 152C/mn dans tous les essais. La fig. 2 donne des résultats représentatifs d'un essai TUA pratiqué sur des fibres de l'invention, ici désignées par

EDPE/PET (polyéthylène haute densité/polyester), en comparai-

son de fibres de l'état antérieur de la technique, désignées par EDPE/PP (polyéthylène haute densité/polypropylène). La tension dans l'échantillon a été portée sur l'axe vertical ou "des Y" et la température de l'échantillon a été portée sur

l'axe horizontal ou "des lu. Les flèches sur les courbes mon-

trent comment les variations se sont déroulées dans le temps.

Bn commençant avec les échantillons d'essai de 200 deniers, une prétension de 4 g est appliquée à la température ambiante et la longueur des échantillons est maintenue constante pendant le reste de l'essai. Au fur et à mesure que la température augmente, on voit que cette pré-tension tombe pratiquement à

zéro dans les deux cas, ce qui est la conséquence de la relaxa-

tion et de la dilatation thermique normales que présentent les

matériaux en général. Par contre, à la suite de cette relaxa-

tion de la pré-tension initiale, les deux échantillons testés manifestent des comportements tout à fait différents en ce qui concerne les efforts de tension thermique. L'échantillon de

l'état antérieur de la technique, en polyéthylène haute densi-

té/propylène, présente une augmentation de tension avec l'élé-

vation de la température Jusqu'à 15092 et, fait plus significa-

tif, une rapide augmentation de tension au moment o l'échan-

tillon est refroidi.-Il convient de souligner que cette aug-

mentation de tension au chauffage et la rapide montée de ten-

sion ultérieure au refroidissement sont considérées comme indésirables dans la production de structures non tissées. Par opposition à ce profil, l'échantillon de la présente invention ne manifeste aucune augmentation de tension, tant au stade du chauffage qu'à celui du refroidissement, tant que l'ensemble

de fibres constituant le faisceau n'a pas été refroidi suffi-

samment pour que l'on soit assuré que si les fibres étaient réunies en un feutre, les liaisons entre fibres se seraient solidifiées sans que des forces de contraction soient appli-

quées à ces liaisons récemment formées.

Il est visible que la température à laquelle la tension commence à se développer tandis que l'échantillon est refroidi,

est un signe distinctif capital des fibres de la présente in-

vention. En tant que moyen de détermination de cette tempéra-

ture, on a défini le départ de la montée de tension comme la température à laquelle la tension dépasse une valeur de seuil de 0,01 g/denier, sur la base du titre en deniers du composant épine dorsale. Cette valeur a été choisie conmme étant aussi basse que possible pratiquement, tout en pouvant être encore nettement distinguée des variations aléatoires de la tension enregistrée, dues aux instruments. A titre d'exemple,

un échantillon de composition 50/50, mis sous forme de fais-

ceau de 300 deniers pour les essais selon ce qui a été décrit ci-dessus, ne comprendra qu'une fibre d'épine dorsale de 150

deniers et sa valeur de seuil de la tension sera de 1,5 g.

Afin de montrer comment sont produites des fibres ayant.

cette courbe de refroidissement souhaitée, la fig. 3 présente les résultats obtenus en appliquant différenrts traitements de conditionnement à des fibres produites suivant un programme commun de filage et d'étirage. Le tableau 1 ci-après énumère les différents traitements de conditionnement appliqués et la fig. 3 est la réunion des courbes de TSA de ces multiples

échantillons différents, ayant subi chacun son propre traite-

ment de conditionnement.

Tableau 1

Echantillon Traitement de conditionnement A Aucun B 3 minutes à 902C a 3 minutes à 10020 D 3 minutes à 1102C E 3 minutes à 1202C

P 3 minutes à 1302C.

De même que sur la fig. 2, la tension a été portée sur l'échelle verticale, mais dans ce cas l'échelle est différente

de celle de la fig. 2 et la pré-tension initiale de 6 g appa-

rait dans la partie inférieure gauche du diagramme. Tous les échantillons présentent la mOme diminution de cette tension avec l'élévation de la température au début de l'essai. Au-delà

de cette phase de chauffage initial, les différents échantil-

lons peuvent être facilement distingués les uns des autres.

On notera que l'échantillon A, qui n'a pas reçu de trai-

tement thermique à la suite de l'étirage, présente une montée de tension au moment o la température-s'élève à 1000C environ, montée qui atteint un maximum à 1202C environ pour décroitre

jusqu'à un minimum (mais non le niveau zéro) à 1402C. Ce phé-

nomène 'est typique d'un polyester et il a été décrit par 'Bucha-

nan et Hardegree dans la publication citée. Au refroidissement, cet échantillon présente une augmentation de tension au début

du refroidissement, avec une montée rapide au-dessous de 1300C.

En fait, cet échantillon présente une tension qui dépasse la valeur de seuil de 0,01 g/denier pendant tout le temps o il est exposé à une haute température; en conséquence, il est impossible de donner une valeur pour le départ de la montée de

tension.

L'échantillon B, qui a été traité pendant 3 minutes à

902C, présente une réduction substantielle du maximum de ten-

sion dans la partie chauffage de la courbe, et une courbe de

montée de tension au refroidissement qui est juste un peu au-

dessous de celle de l'échantillon A. Les échantillons C, D et E ne Présentent aucune tension au chauffage et ils ne développent une tension appréciable que lorsqu'ils ont été refroidis bien au-dessous de la température de resolidification de la matière de la gaine. Ces échantillons sont représentatifs de fibres préparées conformément à l'inven- tion.

L'échantillon F illustre le fait qu'un traitement thermi-

que qui est trop sévère peut éliminer complètement toute ten-

dance au développement d'une tension au refroidissement.

Sans vouloir être lié par une quelconque théorie parti-

culière, on peut considérer que, dans des non-tissés faits de fibres produites conformément à l'invention, la solidité des liaisons interfilamenteuses, telles que les points de soudure 2 de la fig. 1, est améliorée par le fait qu'au moment o les fibres sont chauffées dans le but de fondre leurs gaines, puis refroidies dans le but de solidifier les liaisons formées entre elles, il ne se développe guère, sinon pas d'efforts de tension dans les fibres tant que la température n'est pas tombée au-dessous de la gamme de solidification de la gaine et que lesdites liaisons ne se sont pas déjà formées. Autrement

dit, on peut penser qu'avec la fibre de l'invention, les liai-

sons sont formées dans un état détendu, condition qui améliore la solidité des liaisons interfilamenteuses. Par contre, des efforts de tension se développent, dans la fibre de l'état

antérieur de la technique, avant la formation de liaisons rela-

tivement faibles.

Sans vouloir encore être lié par de quelconques théo-

ries exposées, on peut considérer par ailleurs que le dévelop-

pement de forces de tension ou de contraction dans les fibres selon l'invention, à la suite de la formation de liaisons interfilamenteuses, sert à favoriser différentes qualités

textiles dans des non-tissés fabriqués à partir de ces fibres.

Ainsi, on peut émettre cette théorie que le comportement thermo-mécanique spécifique aux fibres de l'invention a pour effet de retenir des tensions dans le tissu non tissé et on il est en droit de considérer que ces tensions sont, au moins en partie, responsables des qualités plaisantes de nervosité, de drapé, de bouffant et de main que possèdent les non- tissés

fabriqués à partir de fibres produites conformément à l'in-

vention.

Pour en venir maintenant à une description plus détaillée

de la composition et de la préparation des fibres qui font

l'objet de la présente invention, on se référera aux diffé-

rents exemples qui suivent et qui décrivent la préparation d'un certain nombre de ces fibres. Dans chaque cas, il a été produit un filament bicomposé thermo-liable dans lequel le polymère structurel ou d'épine dorsal?était un polyester. Les composants adhésif latent utilisée ont été choisie, dans chaque cas, dans le groupe comprenant le polyéthylène et le polypropylène de qualité propre à la formation de fibres, étant bien entendu que d'autres polymères ayant des points de fusion inférieurs d'au moins 152C environ à celui du polyester

pourraient être utilisés aussi bien à cet effet.

Dans chacun des exemples, les fibres présentent une dispo-

sition en gaine/âme, le composant polyester occupant la posi-

tion d'âme, et dans chaque cas la gaine et l'âme sont excentrées l'une 'par rapport à l'autre. Les deux dispositions, excentrée J

et concentrique, de la gaine et de l'âme ont été utilisées.

Mais il est bien entendu que des fibres bicomposées présentant des dispositions côte à côte de leurs éléments sont également

considérées comme entrant dans le cadre de l'invention.

Il convient de signaler en particulier le fait que des paramètres de conditionnement thermique très différents ont été adoptés pour chacune des fibres des exemples, mais que les réactions thermo-mécaniques manifestées par les diverses fibres à, la suite du conditionnement ont été pratiquement les mêmes; c'est-à-dire que chacune a présenté cette caractéristique qu'à

la suite de l'application de suffisamment de chaleur pour fon-

dre le composant adhésif latent et du refroidissement consécu-

tif, il n'est apparu-des forces de contraction importantes dans le composant polyester qu'après la resolidification du

composant adhésif latent. On ne peut pas donner une défini-

tion précise des paramètres nécessaires pour -un conditionne-

ment thermique convenable et on observera d'après les exemples que ces paramètres sont régis par des choses telles que les antécédents thermiques de la fibre particulière utilisée, la température à laquelle le non-tissé doit 4tre lié, température qui sera déterminée à son tour par let composant adhésif latent particulier qui est utilisé, et aussi la grandeur des forces de contraction voulues dans la fibre. En règle générale, on peut énoncer qu'il semble y avoir une relation directe entre

le point de fusion du composant adhésif latent et la tempéra-

ture de conditionnement thermique qui est requise, les fibres qui contiennent des adhésifs de point de fusion élevé exigeant

des températures plus hautes de conditionnement thermique.

Bien qu'il soit impossible de donner des lignes directrices exactes, les paramètres précis pour le conditionnement d'une fibre donnée pourront semble-t-il, être déterminés à l'aide

de la présente description avec un minimum d'essais expérimen-

taux.

Enfin, on notera qu'il y a un étalement considérable des "températures de réaction conditionnée" données pour les divers échantillons des fibres dans ohaque exemple. Une telle variation doit être considérée comme typique d'échantillons

de fibres coupées.

Les exemples qui suivent illustreront l'invention.

Exemple 1

Une fibre coupée, se composant d'une gaine faite d'un polyéthylène haute densité d'indice de fusion 42 (Fortiflex

F-381 produit par Soltex Polymer Oorp.), ayant un poids molé-

culaire de 46 000 et une distribution étroite des poids molé-

culaire (faible dispersion) d'environ 3,6 (polyéthylène haute densité), et d'une âme faite d'une qualité standard pour

fibres de polyester mi-brillant, a été filée en une disposi-

tion gaine/âme excentrée pour former une fibre composée d'environ 50 % en poids de polyéthylène haute densité et 50 % en poids de polyester. Le polyéthylène haute densité utilisé

ayant une densité de 0,96 g/cm3, le polyester avait une densi-

té de 1,38 g/cm3 et la fibre conjuguée avait une densité de 1,12 g/cm3. Le point de fusion du polyéthylène haute densité était de 1329C. Le point de fusion du polyester était de 2602C environ. Les deux polymères ont été fondus dans des extrudeuses à vis séparées et envoyés dans la filière par des conduites de polymère et des pompes séparées. La polyéthylène haute densité était amene à une température de 265-2700C dans l'extrudeuse, dirigé à travers une pompe et vers la filière. Le polyester était amené à une température de 2852C dans son extrudeuse et dirigé à travers une pompe et vers la filière. A l'intérieur de la filière, les polymères n'étaient réunis que juste avant leur pénétration dans l'orifice capillaire d'extrusion des filaments. Dès que la fusion de polyéthylène entrait en contact avec la fusion de polyester, sa température sautait à 2852C

environ pendant une brève période de temps, avant d'être refroi-

die et solidifiée dans la boîte de soufflage. Pour le filage d'une fibre de 3,0 d/f, chaque constituant était envoyé dans la filière à raison de 0, 583 g/mn/trou, c'est-à-dire avec un débit total pour les deux polymères de 1,166 g/mn/trou. Chacun des trous de la filière avait un diamètre de 400 microns. Les filaments, encore sous forme de filé, ont été refroidis, un apprêtage de filage, classique pour des polyoléfines, a été

appliqué par une roue à eau et le filé a été enroulé à la vites-

se de 1752 m/mn. Les filaments ont été étirés en deux stades, afin de développer le maximum d'orientation et de propriétés fibreuses: le taux d'étirage dans le premier stade était de 1,05, l'étirage étant effectué à la température ambiante, et le taux d'étirage dans. le second stade était de 2,50, l'étirage

étant effectué dans la vapeur de telle manière que la tempéra-

ture du filé soit de 800C, le taux d'étirage total étant donc de 2,62. Lors de l'étirage, le filé a développé une texturation spontanée en spirale au moment o la tension a té rel'âchée, en

raison d'une différence de tension entre les deux phases poly-

mériques, cette texturation n'étant pas permanente. Le filé a été texture, afin de faciliter son traitement en tant aue fibre coupée, par une opération classique de texturation à la boite de bourrage. A la suite de la texturation, la fibre a été soumise à un traitement de conditionnement thermique par chauffage, en l'absence de tension, dans un four à air forcé à 1102C pendant 240 secondes. Puis la fibre a été sectionnée en fibrecoupée de 38 mm ayant les propriétés suivantes Titre 3,00 d/f Ténacité 3,29 g/d Allongement 55,9 %

Ondulations par pouce 24.

Sept échantillons de cette fibre ont été préparés et cha-

cun d'entre eux a été soumis a une analyse des efforts de

tension thermique suivant la procédure d'essai décrite ci-

dessus dans ses grandes lignes. Le maximum de température atteint au cours des essais a été de 1509C, température aux

alentours de laquelle la fibre particulière pourrait typique-

ment être liée en un non-tissé. Pour aucun des échantillons, on n'a observé une augentation significative des forces de contraction dans le faisceau de fibres au cours de la phase de chauffage de l'essai. Par contre, chaque échantillon a présenté un développement accentué d'efforts de tension au

cours de la phase de refroidissement. La température de réac-

tion conditionnée, c'est-à-dire la température à laquelle une force de contraction égale à la force de seuil de 0,01 grammes

par denier est observée pour la première fois lors du refroi-

dissement de la fibre, est donnée ci-après pour chacun des échantillons. Echantillon Température de réaction conditionnée

1 8020

2 7019C

3 5220

4 3320

4820

6 862C

7 889C

Exemple 2

Un échantillon de la fibre coupée de l'exemple 1 a été mis à la main BoUs forme d'un feutre et passé à travers une machine à carder de laboratoire. La bande résultante a été passée au cylindre de manière à former quatre couches. Puis l'échantillon a été comprimé en un feutre à 140 kg/cm2 sous un fouloir de 152 mm et, au bout de 5 minutes, il a été retiré et massicoté. Le feutre a été lié thermiquement par

traitement dans un four à tirage forcé à 1452C pendant 90 a.

D'autres échantillons ont été préparés de la môme manière avec un temps de séjour de 60 et de 120 s. Les échantillons avaient

tous une remarquable capacité de conservation de leur struc-

ture, mise en évidence par leur retour en l'état initial à la suite d'un petit effort d'allongement exercé à la main sur le feutre. Les échantillons présentaient également un degré élevé d'élasticité et de nervosité, que l'on peut mettre en évidence en observant le retour au volume primitif à la suite d'un écrasement par de petites forces de compression, par exemple par une pression manuelle. La main de ces tissus était douce

et soutenue.

Exemple 3

Un échantillon a été filé pratiquement dans-les mêmes conditions que dans l'exemple 1, à cette exception qu'on a adopté, dans le premier stade d'étirage, un taux d'étirage de 1,10 et, dans le second stade d'étirage, un taux de 2,136. La fibre coupée ainsi préparée avait les propriétés suivantes: Titre 2,97 d/f Ténacité 3,43 g/d Allongement 54 % Ondulations par pouce 23 Quaitre échantillons de cette fibre ont été prépares et soumis à une analyse des efforts de tension thermique, comme dans l'exemple- 1. Là encore, on n'a observé aucune force de contraction significative dans aucun des échantillons au cours de la phase de chauffage des essais, mais on a relevé des

forces de contraction au cours de la phase de refroidissement.

Les températures de réaction conditiomnne pour les quatre échantillons sont données ci-après: Echantillon Température de réaction conditionnée

1 9820

2 11120

3 7820

4 6230

Exemple 4

Un autre échantillon a été filé exactement comme dans l'exemple 1, à cette exception qu'on a utilisé une filière

* différente pour fabriquer des filaments à gaine/âme symétri-

ques. Le taux d'étirage total était 2,28. Les caractéristiques de la fibre coupée étaient les suivantes: 3,03 d/f 3,28 g/d de ténacité 43,2 % d'allongement 16 ondulations/pouce

38 mm de longueur des fibres.

Deux échantillons de cette fibre ont été prépares et soumis à une analyse des efforts de tension thermique, comme

dans l'exemple 1. Là encore, on n'a relevé des forces de con-

traction significatives dans aucun des échantillons au cours de la phase de chauffage des essais, mais on a observé des forces

de contraction pendant la phase de refroidissement. Les tempé-

ratures de réaction conditionnée pour les deux échantillons sont données ci-après: Echantillon Température de réaction conditionnée

1 870C

2 642C

Un tissu non tissé a été fabriqué, à partir de la fibre ainsi obtenue, pratiquement de la même manière que dans l'exem- ple 2. Ce tissu avait pratiquement les mêmes propriétés que le

non-tissé de l'exemple 2.

Exemple 5

Une fibre coupée, se composant du polyéthylène haute den-

sité et du polyester de l'exemple 1, en une disposition mutuelle gaine/âme excentrée avec 50 % en poids de gaine et 50 % en poids d'âme, a été filée à partir d'appareils de fusion à pression par vis, prévus séparément pour chaque polymère. Au filage, chaque polymère était délivré à la filière à raison de 0,501 g/mn/trou, c'est-à-dire avec un débit total pour les deux polymères de 1,002 g/mn/trou. Chaque trou de la filière avait un diamètre de 250 microns. Les filaments, sous forme de filé, ont été refroidis, un apprêtage de filage classique pour des polyoléfines a été appliqué par la roue à eau et le filé a été enroulé à la vitesse de 1000 m/mn. Les filaments ont été étirés à travers un bain d'eau à 502C, au taux de 4,53, afin

de développer le maximum d'orientation et de propriétés fibreu-

ses. Le filé a été texturé par une opération classique de texturation à la boite de bourrage, puis traité en l'absence de tension dans un four à circulation d'air forcée pendant 200 s à 1002C, afin de développer la réaction conditionnée voulue,

ainsi que pour fixer la texturation. La fibre, coupée en lon-

gueurs de 38 mm, avait les valeurs caractéristiques suivantes Titre 3,06 d/f Ténacité 35,62 g/d Allongement 49 % Ondulations/pouce 18 Six échantillons de la fibre ainsi préparée ont été soumis à une analyse des efforts de tension thermique, comme dans l'exemple 1. Aucune force de tension ne s'est développée dans aucun des échantillons au cours de la phase de chauffage des essais, mais une tension s'est développée dans tous les cas

pendant la phase de refroidissement, après que la fibre échan-

tillonnée eut été refroidie au-dessous du point de fusion (ou de resolidification) de la gaine de polyéthylène. Les tempéra- tures de réaction conditionnée pour chaque échantillon sont

données ci-après.

Echantillon Température de réaction conditionnée

1 960C

2 93-C

3 690C

4 609C

6420

6 11400

Exemple 6

Une fibre coupée, se composant du polyéthylène haute den-

sité et du polyester de l'exemple 1, dans la disposition rela-

tive gaine/âme excentrée avec 50 % en poids de gaine et 50 %

en poids d'âme, a été filée à partir d'extrudeuses à vis sépa-

rées pour chaque polymère. Au filage, chaque polymère était délivré à la filière à raison de 0,50 g/mn/trou, c'est-à-dire

avec un débit total de 1,000 g/mn/trou pour les deux polymbres.

Chaque trou de la filière avait un diamètre de 400 microns. Les filaments ainsi extruadés ont été refroidis, un apprétage de filage classique pour des polyoléfines a été appliqué par la

roue à eau et le filé a été enroulé à la vitesse de 1000 m/mn.

Les filaments ont été étirés à travers un bain d'eau à 700Q au taux de 2, 50, puis à travers un autre bain d'eau à 8520 au taux de 1,5. Le taux d'étirage total a donc été de 3,25. De filé a été texture par un traitement classique de texturation à la boîte de bourrage, puis traité en l'absence de tension dans un four à circulation d'air forcee pendant 300 secondes à 90 C, afin de développer la réaction conditionnée voulue. La fibre, coupée en longueurs de 38 mm, présentait les valeurs caractéristiques suivantes: Titre 5,37 d/f Ténacité 1,95 g/d Allongement 81,8 % Ondulations/pouce 31 Un unique échantillon de la fibre ainsi préparée a été soumis à une analyse des efforts de tension thermique, comme dans l'exemple 1. Il ne s'est pas développé de forces de tension notables au cours de la phase de chauffage de l'essai, mais

une tension s'est développée au cours de la phase de refroi-

dissement, après que l'échantillon de fibre eut été refroidi au-dessous du point de fusion (ou de resolidification) de la gaine de polyéthylène. La température de réaction conditionnée

pour l'échantillon était de 982C.

Exemple 7

Une fibre coupée, se composant d'une gaine faite d'un polypropylène d'indice de fusion 33 (Fortilene HY-602 produit par Soltex Polymers Corp. ) et d'une âme faite d'une qualité standard pour fibres de polyester mibrillant, a été filée en une disposition gaine/âme excentrée pour former une fibre composée d'environ 50 % en poids de polypropylène et 50 % en poids de polyester. Le point de fusion du polypropylène était de.1622C. Le point de fusion du polyester était de 260QC.' Le polypropylène et le polyester ont été fondus dans des extrudeuses à vis séparées, puis filés et enroulés de la manière spécifiée dans l'exemple 1. Les filaments ont été

étirés à un taux de 2,6 pour leur donner le maximum d'orienta-

tion et, par suite, de propriétés de fibres textiles. Après une texturation classique à la boite de bourrage, destinée à faciliter le traitement textile sous forme de fibre coupée, le

filé a subi un conditionnement thermique en l'absence de ten-

sion, pendant 240 secondes à 1102C. La fibre ainsi préparée avait les valeurs caractéristiques suivantes Titre 2,60 d/f Ténacité 4,04 g/d Allongement 20,2 % Ondulations/pouce 12

Afin de mettre en lumière l'effet des antécédents thermi-

ques de la fibre sur les paramètres de température et de temps qui doivent être respectés si l'on veut obtenir la réaction thermique désirée d'après l'invention, une analyse des efforts de tension thermique a été menée sur deux échantillons de la fibre définie ci-dessus, de la manière prescrite dans l'exemple 1. Alors que le conditionnement thermique effectué jusqu'alors dans le présent exemple était le mime que dans!'exemple 1, les résultats de l'analyse des efforts de tension thermique ne l'ont pas été. Comme dans le cas de la réaction thermique désirée, aucune force de contraction n'a été observée pendant la phase de chauffage des deux essais. Par contre, de façon très remarquable, une 0ontée de tension significative a été observée dans les deux échantillons, au cours de la phase de refroidissement, à des temperatures de réaction conditionnée qui étaient très supérieures à celles qu'on avait enregistré

dans l'exemple 1. Plus précisément, les températures de réac-

tion conditionnée étaient de 1362C et 137 0 environ. Sans vouloir être ligoté par une quelconque théorie particulière, il est clair que le composant polyester de la fibre du présent exemple présentait des antécédents thermo-mécaniques qui étaient très différents de ceux de la fibre produite dans l'exemple 1, en raison surtout de l'utilisation d'une matière de gaine de point de fusion plus élevé, réunie à l'âme à une température plus haute, et que ces antécédents thermo-mécaniques différents ont produit dans la fibre une réaction conditionnée qui était dissemblable à celle que l'on avait observé dans

l'exemple 1.

Afin de mettre en lumière l'importance du point de fusion

de la matière de la gaine, qui est à 16220 dans le cas du poly-

propylène, une analyse des efforts de tension thermique a été effectuée sur quatre échantillons de la fibre, de la manière prescrite dans l'exemple 1, à cette exception que le maximum de température atteint était 20020, température à laquelle la fibre du présent exemple pourrait typiquement être liée pour

former un non-tissé. L'un des effets du maximum élevé de tem-

pérature utilisé a été la montée de forces de contraction dans chacun des échantillons au cours de la phase de chauffage des essais, phénomène que l'on n'observait pas lorsque la fibre - étaient seulement chauffée à 1509C. En outre, il a été observé

que la montée de tension au cours de la phase de refroidisse-

ment des essais se produisait à une température beaucoup plus

haute dans tous les cas sauf un.

Afin de produire des fibres du présent exemple présentant une réaction thermique conditionnée en accord avec les exigences

de l'invention, la fibre préparée de la manière décrite jus-

qu'ici a été soumise à un traitement supplémentaire de condi-

tionnement thermique, consistant à chauffer la fibre à 1402C pendant 300 secondes. Deux échantillons de la fibre ainsi traitée ont été ensuite soumis à une analyse des efforts de tension thermique, de la même manière que dans l'exemple 1 à cette exception qu'une température de 2002C-a été atteinte. Les fibres ont présenté la réaction thermique qui caractérise des fibres suivant la présente invention. C'est-à-dire qu'aucune force de contraction notable n'a été observée dans aucun des

échanti lons au cours du chauffage, tandis que les deux échan-

tillons ont présenté des forces de contraction importantes au refroidissement, mais seulement après avoir été refroidis au-dessous de 1629C, le point de resolidification de la matière de la gaine. Les températures de réaction conditionnée pour les

deux échantillons étaient de 1102C et 135QC environ.

E Enfin, dans le but de montrer l'effet d'un traitement ex-

cessif de conditionnement thermique, un second lot de fibres a été soumis à un traitement supplémentaire de conditionnement thermique, comme indiqué ci-dessus, mais consistant cette fois

à chauffer la fibre à 1452C pendant 300 secondes. Deux échan-

tillons de cette fibre ont été préparés et soumis à une analyse des efforts de tension thermique, le maximum de température - atteint étant, cette fois encore, de 2000C. Dans l'un et l'autre cas, on n'a observé aucune montée de tension, tant au

chauffage qu'au refroidissement.

L'invention a été décrite à l'aide de certains exemples

particuliers et de modes de réalisation donnés à titre d'indi-

cation, mais il est bien entendu que l'intention n'est pas de la limiter ainsi, sauf dans la mesure de ce qui figure dans

les revendications ci-annexées.

Claims (15)

- REVENDICATIONS -

1.- Procédé pour la production d'un hétérofilament du type comprenant, en tant que l'un de ses composants, un adhésif latent destiné à former des liaisons interfilamenteuses lors de l'application de chaleur et du refroidissement consécutif, et d'un autre composant, cet hétérofilament présentant une réac-

tion thermo-mécanique telle que lors de l'application d'une cha-

leur suffisante pour fondre le composant adhésif latent et du re-

froidissement consécutif, il n'apparaisse des forces de contrac-

tion appréciables dans ledit autre composant qu'après la resolidi-

fication du composant adhésif local, caractérisé en ce qu'il com-

prend les opérations successives consistant à (a) filer la fibre; et (b) soumettre cette fibre à un traitement de conditionnement thermique dans lequel la fibre est chauffée à une température préalablement choisie pendant au moins une durée prédéterminée,

afin de provoquer dans la fibre la réaction thermo-mécanique.

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, parmi les opérations successives, un

étirage de la fibre avant le traitement de conditionnement ther-

mique.

3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en

ce que l'autre composant est un polyester.

4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en

ce que le composant adhésif latent est un polyéthylène.

5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en

ce que le composant adhésif latent est un polypropylène.

6.- Procédé selon les revendications 1 et 4, caracté-

risé en ce que la température de traitement de conditionnement thermique se situe dans la gamme comprise entre 90 C et 120 C,

et en ce que la durée du traitement se situe dans la gamme compri-

se entre 180 secondes et 300 secondes environ.

7.- Procédé selonles revendicationsl et 5, caractérisé

en ce que la fibre est chauffée pendant au moins 300 secondes en-

viron à une température d'au moins 140 C environ.

8.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en

ce que la fibre est enroulée à la suite de 1.'opération d'étirage.

9.- Hétérofilament obtenu suivant le procédé de la revendication 1 caractérisé en ce que, lors de l'application

d'une chaleur suffisante pour fondre le composant adhésif la-

tent et du refroidissement consécutif, il n'apparait des forces de contraction appréciables dans ledit autre composant qu'après

la resolidification du composant adhésif latent.

10.- Hétérofilament selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que ledit autre composant est un polyester.

11.- Hétérofilament selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que le composant adhésif latent est un polyê-

thylene.

12.- Hétérofilament selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que le composant adhésif latent est un polyéthylè-

ne haute densité.

13.- Hétérofilament selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que le composant adhésif latent est un polypropy-

lène.

14.- Hétérofilament selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que les deux composants sont disposés côte à côte.

^-20 15.- Hétérofilament selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que les deux composants sont disposés dans un rap-

port gaine/âme, ledit autre composant occupant la position d'âme.

16.- Hétérofilent selon la revendication 9, caractérisé

en ce que les composants sont disposés de manière excentrée.