FR2553794A1

FR2553794A1 - Fibre de polyhexamethylene adipamide ayant une haute stabilite dimensionnelle et une forte resistance a la fatigue, et procede pour sa preparation

Info

Publication number: FR2553794A1
Application number: FR8416069A
Authority: FR
Inventors: Kazuyuki Kitamura
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1983-10-20
Filing date: 1984-10-19
Publication date: 1985-04-26
Also published as: DE3437943C2; DE3437943A1; GB2148788B; GB8426341D0; US4621021A; FR2553794B1; CA1235269A; GB2148788A; RU1827000C

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE FIBRE DE POLYHEXAMETHYLENE ADIPAMIDE DE HAUTE TENACITE AYANT UNE VISCOSITE RELATIVE DANS L'ACIDE FORMIQUE DE 50 A 150 ET UNE RESISTANCE A LA TRACTION D'AU MOINS 73,5710ND. SELON L'INVENTION, ELLE A UN ALLONGEMENT INTERMEDIAIRE NE DEPASSANT PAS 8 SOUS UN EFFORT DE 5210 ND, UNE DIFFERENCE ENTRE L'ALLONGEMENT A LA RUPTURE ET L'ALLONGEMENT INTERMEDIAIRE A 5210 ND D'AU MOINS 6 ET UN FACTEUR DE RETRECISSEMENT NE DEPASSANT PAS 5 EN CONDITIONS DE CHALEUR SECHE; ELLE EST PREPAREE EN FAISANT FONDRE LE POLYHEXAMETHYLENE ADIPAMIDE, EN EXTRUDANT LE PRODUIT FONDU DANS UNE FILIERE 1, EN REFROIDISSANT L'EXTRUDAT 3 POUR LE SOLIDIFIER, EN ENVIDANT EN 8 LE FIL EN FILAMENT RESULTANT A UNE VITESSE DE 1.000 A 6.000MMN PUIS EN ETIRANT A CHAUD LE FIL A UNE VITESSE D'ETIRAGE NE DEPASSANT PAS 100MMN. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA PREPARATION DE CORDES POUR ENVELOPPES DE BANDAGE PNEUMATIQUE.

Description

La présente invention se rapporte à une fibre de polyhexaméthylène

adipamide ainsi qu'à un procédé pour sa préparation Plus particulièrement, elle se rapporte à une fibre de polyhexaméthylène adipamide ayant une haute stabilité dimensionnelle et une forte résistance à la fatigue, utilisée comme agent de renforcement du caoutchouc pour une corde de pneumatique, une bande ou

analogue, ainsi qu'à un procédé pour sa préparation.

Comme une fibre de polyhexaméthylène adipamide 10 est excellente par sa résistance à la traction, sa solidité, sa résistance à la chaleur, son aptitude à la teinture et à la coloration, on l'utilise largement en tant que matière industrielle, matière intérieure pour literie, fibre pour l'habillement et analogues En 15 particulier, comme sa résistance à la traction, sa solidité, sa résistance à la fatigue et son adhérence au caoutchouc sont excellentes, on l'utilise largement

comme fibre pour des cordes de pneumatique.

Récemment, un effet d'économie d'énergie est 20 souhaité même dans des cordes de pneumatique et le développement d'enveloppes de bandage pneumatique permettant de réduire la consommation de carburant dans les automobiles est requis En conséquence, des efforts ont été faits par les fabricants de pneumatiques pour produire 25 des pneumatiques ayaat une plus faible résistance au roulement et un poids plus léger En conséquence, des fils ayant une haute stabilité dimensionnelle et une forte résistance à la traction ont été souhaités pour la production de cordes de pneumatique L'amélioration de la 30 durabilité des pneumatiques est nécessaire, non seulement pour atteindre un effet économique en prolongeant les durées de vie des pneumatiques, mais également pour améliorer la sécurité, et de ce point de vue, des fils ayant une haute résistance à la fatique sont souhaités. 35 Une fibre de nylon 66 est excellente par rapport à une fibre de nylon 6 par sa résistance à la chaleur et sa stabilité dimensionnelle et elle est également excellente par rapport à une fibre de polyéthylène téréphtalate par sa résistance à la chaleur, en particulier la résistance à la chaleur en conditions de forte humidité, et la résistance à la décomposition des amines Cependant, la fibre de nylon 66 est défectueuse par le fait qu'elle est inférieure à la fibre de

polyéthylène téréphtalate par sa stabilité dimensionnelle.

Par conséquent, dans le domaine des carcasses radiales o la stabilité dimensionnelle est requise, l'on a utilisé principalement l'acier, le polyéthylène téréphtalate et la rayonne Comme l'acier et la rayonne ont une faible résistance à la traction par unité de poids, la quantité utilisée de cordes par pneumatique augmente, avec pour résultat une augmentation du poids du pneumatique ainsi 15 que de son prix Le polyéthylène téréphtalate a une mauvaise résistance à la chaleur, en particulier la résistance à la chaleur en conditions très humides et par conséquent, l'utilisation de fibres de polyéthylène téréphtalate est restreinte à des pneumatiques de camion 20 ou d'autobus et à des pneumatiques rapides o la température de fonctionnement est élevée En tenant compte de cela, il faut améliorer la stabilité dimensionnelle de la fibre de nylon 66 tout en lui maintenant ses excellentes propriétés, comme une forte résistance à la traction, une 25 forte résistance à la chaleur et une forte résistance à

la fatigue.

Un procédé d'amélioration de la stabilité dimensionnelle et de la résistance à la fatigue d'un fil de polyester est révélé dans la publication du brevet japonais avant examen N 53-58032 Dans ce procédé, un polyester principalement composé de polyéthylène téréphtalate est filé à l'état fondu sous un effort important, et le fil en filament non étiré, ayant une relativement forte e -3 biréfringence de 9 x 103 à 70 x 10, est étiré à chaud Comme vitesse d'enroulement du fil non étiré, on adopte une vitesse de 1 000 à 2 000 m/mn Après délivrance de la publication du brevet non examiné ci-dessus, diverses recherches ont été faites pour améliorer la stabilité dimensionnelle et la résistance à la fatigue en étirant les fils filés à l'état fondu à vitesse rapide En ce qui concerne les fibres de polyhexaméthylène adipamide, la publication du brevet japonais avant examen N 58-60012 révèle un procédé consistant à filer, à l'état fondu, du polyhexaméthylène adipamide, à en enrouler le fil en filament filé à une vitesse supérieure à 2 000 m/mn puis à étirer le fil en filament Cependant, si l'on augmente 10 le degré d'orientation du fil filé en augmentant la

vitesse de filage, cela empire l'aptitude à l'étirage.

Cette tendance est particulièrement remarquable dans du polyhexaméthylène adipamide ayant un très fort taux de cristallisation En conséquence, le polyhexaméthylène 15 adipamide est défectueux parce que plus la vitesse de filage est élevée, plus la résistance à la traction et l'allongement du fil étiré obtenu sont faibles La fonction inhérente d'une corde de pneumatique est une action de renforcement, et si la résistance à la traction 20 et l'allongement de la corde sont réduits, il devient nécessaire d'augmenter la quantité du fil utilisé dans un pneumatique, avec pour résultat une augmentation du

poids du pneumatique et de son prix de fabrication.

La présente invention a par conséquent pour objet 25 principal une fibre de polyhexaméthylène adipamide excellente par sa résistance à la traction, son allongement, sa stabilité dimensionnelle et sa résistance à la fatigue. D'autres objets et avantages de la présente invention deviendront mieux apparents à la lecture de la

description qui suit.

Selon un aspect fondamental de la présente invention, on prévoit une fibre de polyhexaméthylène adipamide caractérisée en ce qu'elle a ( 1) une viscosité 35 relative dans l'acide formique de 50 à 150, ( 2) une résistance à la traction d'au moins 73,57 x 10-3 N/d, ( 3) un allongement intermédiaire ne dépassant pas 8 % sous un effort de 52 x 10-3 N/d, ( 4) une différence entre l'allongement (%) à la rupture et l'allongement intermédiaire (%) à 52 x 10-3 N/d d'au moins 6 % et ( 5) un

facteur de rétrécissement ne dépassant pas 5 % en condi5 tions de chaleur sèche à 160 C.

Une fibre préférée de polyhexaméthylène adipamide est de plus caractérisée en ce qu'elle a ( 6) un allongement de 12 à 20 %, ( 7) une stabilité dimensionnelle ne dépassant pas 13 %, ( 8) un degré d'orientation cristalline 10 d'au moins 0,85 mais ne dépassant pas 0,92, ( 9) un indice de perfection du cristal (CPI) d'au moins 60 % et ( 10)une température de crête Tmax de la tangente de la perte mécanique dynamique (tan S) en mesurant à une fréquence de 110 Hz satisfaisant à la formule qui suit: 15 100 < Tmax + 4 ( 9,5 DS) 116 o DS indique la résistance à la traction

( 9,81 x 10-3 N/d).

Selon un autre aspect fondamental de la présente invention, on prévoit un procédé de préparation d'une 20 fibre de polyhexaméthylène adipamide, qui consiste à faire fondre du polyhexaméthylène adipamide ayant une viscosité relative dans l'acide formique de 50 à 150, à extruder le produit fondu dans une filière, à refroidir l'extrudat pour ainsi le solidifier, à envider le fil 25 en filament résultant à une vitesse d'enroulement de 1.000 à 6 000 m/mn puis à étirer à chaud le fil en

filament à une vitesse d'étirage ne dépassant pas 100 m/mn.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres

buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci 30 apparaitront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de filage à l'état fondu typique utilisé pour la production d'un fil non étiré de polyhexaméthylène adipamide selon la présente invention; la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif d'étirage à chaud utilisé pour un étirage en une étape; la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif d'étirage à chaud utilisé pour un étirage en deux étapes; et la figure 4 est une vue en coupe d'un réchauffeur

du type sans contact.

Le polyhexaméthylène adipamide utilisé dans la présente invention se compose principalement d'unités récurrentes ayant la formule qui suit: c(c H 2) 4 CNH(CH 2) NHO O On peut également utiliser, dans la présente

invention, du polyhexaméthylène adipamide modifié par incorporation, jusqu'à 10 % en poids, d'autres aunités formant une amide comme partie des unités récurrentes.

Comme composant formant un amide, à incorporer en une faible quantité, on peut mentionner des acides dicarboxyliques aliphatiques comme l'acide sébacique et l'acide dodécanolque, des acides dicarboxyliques aromatiques cormme l'acide téréphtalique et l'acide isophtalique, des diamines aliphatiques conmme la décaméthylène diamine, des 25 diamines aromatiques comme la métaxylylène diamine, des acides 'C-aminocarboxyliques comme l'acide _ -aminocaprolque, et des lactames comme la caprolactame et la 4 lauryl lactame Par ailleurs, un mélange de polyhexaméthylène adipamide avec jusqu'à 20 % en poids d'un autre 30 polyamide comme du polycapramide ou du polyhexaméthylène

sébaçamide peut être utilisé.

De plus, des additifs habituels, par exemple des composés de cuivre comme l'acétate de cuivre, le chlorure de cuivre, l'iodure de cuivre et un complexe 2-mercapto35 benzimidazole-cuivre, des stabilisants thermiques comme le 2-mercaptobenzimidazole et le tétrakis lméthylène-3( 3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphényl)-propionato -méthane, des stabilisants à-la lumière comme le lactate de manganèse et l'hypophosphite de manganèse, des agents épaississants comme l'acide phosphorique, l'acide phénylphosphonique et le pyrophosphate de sodium, des agents délustrants comme les bioxyde de titane et le kaolin, des lubrifiants comme l'éthylènebis-stéarylamide et le stéarate de calcium et des agents plastifiants, peuvent être incorporés dans le polyhexaméthylène adipamide ci-dessus mentionné. Il est indispensable que la viscosité relative du polyhexaméthylène adipamide utilisé dans la présente invention, dans l'acide formique, soit de 50 à 150 Le terme "viscosité relative dans l'acide formique" indiqué ici signifie une viscosité relative en solution d'une solution formée en dissolvant le polymère dans 90 % d'acide formique à une concentration de 8,4 % en poids à une température de 25 C Si la viscosité relative dans l'acide formique est plus faible que 50, la résistance à la fatigue de la fibre de polyhexaméthylène adipamide obtenue est extrêmement mauvaise Si la viscosité relative dans l'acide formique dépasse 150, l'aptitude à l'étirage est faible et l'on ne peut obtenir un fil de départ

ayant une résistance suffisante, et la stabilité dimensionnelle est également faible Il est préférable que la 25 viscosité relative dans l'acide formique du polyhexaméthylène adipamide soit de 60 à 100.

Le polymère ci-dessus, séché à une teneur en eau ne dépassant pas 0,1 %, est filé à l'état fondu en utilisant une machine à filer du type extrudeuse, ou bien 30 le polymère fondu tel qu'obtenupar polymérisation continue est guidé à travers un conduit vers une tête o le polymère est directement filé A cette étape de filage, la température du produit fondu est de préférence de 270 à 320 C L'extrudat est refroidi par de l'air froid pour 35 être ainsi solidifié, et un agent d'ensimage lui est appliqué Le fil en filament est enroulé par un rouleau d'enroulement puis est envidé Le fil peut être directement envidé sur un bobinoir après applicationde l'agent

d'ensimage sans utiliser le rouleau d'enroulement.

Il est indispensable que la vitesse d'envidage soit de 1 000 à 6 000 m/mn Si la vitesse d'envidage est plus faible que 1 000 m/mn, l'amélioration de la résistance à la fatigue et de la stabilité dimensionnelle de la fibre étirée sont faibles Si la vitesse d'envidage dépasse 6.000 m/mn, la résistance et l'allongement du fil étiré

sont faibles Il est préférable que la vitesse d'envidage 10 ne dépasse pas 5 000 m/mn.

Dans le cas de la fibre de polyhexaméthylène adipamide, si la vitesse de filage est d'environ 600 à environ 4 000 m/mn, le fil envidé s'allonge par absorption d'humidité et un envidage normal devient par conséquent 15 impossible En conséquence, si la vitesse d'envidage est de 1 000 à 4 000 m/mn, on doit adopter un procédé dans lequel le fil refroidi est fixé à la vapeur puis est envidé, ou bien un procédé dans lequel le fil filé est enroulé par le rouleau d'enroulement puis est étiré à 20 un rapport d'étirage ne dépassant pas 2,0 entre le rouleau d'enroulement et le rouleau subséquent puis est envidé. Si la vitesse d'envidage dépasse 4 500 m/mn, la tension d'envidage augmente et une bobine de papier ne 25 peut être retirée de la machine à envider du fait du rétrécissement du fil ou bien la lisière monte dans les parties proches des faces extrêmes de la masse du fil envidé Cette tendance est particulièrement évidente si la vitesse d'envidage dépasse 5 000 m/mn Dans ce cas, il est nécessaire d'adopter un procédé dans lequel le fil filé est enroulé par le rouleau d'enroulement, le fil est détendu jusqu'à 10 % entre le rouleau d'enroulement et

le rouleau subséquent et le fil est alors envidé.

Dans le procédé de la présente invention, il est 35 préférable que la biréfringence du fil non étiré en polyhexaméthylène adip nide très orienté avant opération d'étirage soit de 20 x 10-3 à 50 x 10-3 Si cette biréfringence est plus faible que 20 x 10-3, l'amélioration de la résistance à la fatigue et de la stabilité dimensionnelle de la fibre étirée est faible Si cette biréfringence dépasse 50 x 10-3, la manifestation de la résistance est insuffisante mais cependant la méthode

d'étirage peut être telle que dans la présente invention.

Il est particulièrement préférable que la biréfringence ci-dessus mentionnée soit de 25 x 10-3 à 45 x 10-3 Pour l'étape de l'étirage d'un fil non étiré ayant un denier important, comme une corde de pneumatique, on adopte -habituellement une vitesse d'étirage de plusieurs centaines à plusieurs milliers de mètres par minute sur le rouleau final d'étirage L'augmentation de la vitesse d'étirage a pour résultat une augmentation de la producti15 vité et récemment, la vitesse d'étirage a été élevée à un seuil de plusieurs milliers de mètres par minute en adoptant un processus de filage-étirage direct Cependant, par suite de nos recherches, on a trouvé que lorsqu'un fil non étiré, très orienté, est étiré, les influences 20 de la vitesse d'étirage sur les propriétés physiques du fil étiré sont bien plus sérieuses que dans le cas o un fil non étiré et faiblement orienté est étiré Afin d'obtenir la fibre de la présente invention, il est indispensable que la vitesse d'étirage ou bien du rouleau 25 final d'étirage ne dépasse pas 100 m/mn Si la vitesse d'étirage dépasse ce seuil critique, la manifestation de la résistance et de l'allongement dans la fibre obtenue est insuffisante et la résistance à la fatigue ainsi que sa stabilité dimensionnelle sont dégradées Il est 30 particulièrement préféré que la vitesse d'étirage ne

dépasse pas 50 m/mn.

Si la vitesse d'étirage est trop faible, cela n'amène aucun défaut en rapport avec les propriétés physiques de la fibre mais la productivité est extrêmement 35 réduite En conséquence, d'un point de vue pratique, la

vitesse d'étirage doit être d'au moins 2 m/mn.

Dans la présente invention, on peut adopter soit un étirage en une seule étape ou bien un étirage en plusieurs étapes comprenant au moins deux étapes Récemment, dans la production de fils de haute ténacité pour les cordes de pneumatique, un étirage à plusieurs étapes a été adopté pour obtenir des fils de haute ténacité. Selon le procédé de la présente invention, un fil ayant une ténacité, une résistance à la fatigue et une stabilité dimensionnelle suffisantes, peut être obtenu par un étirage en une seule étape Si un étirage en une 10 seule étape est adopté, l'équipement peut être simplifié

et on peut obtenir un effet d'économie d'énergie.

Comme moyen formant roueaux d'étirage utilisé dans la présente invention, on peut mentionner une unité à rouleaux de Nelson comprenant deux paires de rouleaux 15 positivement menés, Aune unité d'étirage comprenant des rouleaux positivement menés et des rouleaux libres en combinaison et une unité à rouleaux comprenant cinq à neuf rouleaux positivement nenés, que l'on utilise

habituellement pour des fils à fibres discontinues ou 20 des fils monofilaments.

Un rouleau d'alimentation est de préférence agencé avant le rouleau d'étirage afin d'imposer une tension sur un fil à étirer, et il est préférable qu'une tension de moins de 5 % soit appliquée au fil entre le 25 rouleau d'alimentation et le rouleau d'étirage Bien entendu, on peut adopter une méthode dans laquelle trois étages ou plus de rouleaux d'étirage sont agencés et une

tension de moins de 5 % est effectuée entre le rouleau d'étirage du premier étage et le rouleau d'étirage du 30 second étage.

Le rouleau d'étirage du premier étage a de préférence le poli d'un miroir, et les rouleaux d'étirage du second étage et étages subséquents ont de préférance une surface ayant le poli d'un miroir ou bien une surface 35 ayant le fini du satin ne dépassant pas 10 S Par ailleurs, une surface polie comme un miroir et des surfaces ayant le fini du sation peuvent être agencées alternativement sur les rouleaux d'étirage du second étage et étages subséquents Dans le cas d'une unité à rouleaux de Nelson ou d'une unité à rouleaux comprenant des rouleaux positivement menés et des rouleaux libres en combinaison, le fil est enroulé sur les rouleaux d'étirage sur 2 à 7 tours Le nombre de tours peut être faible pour les rouleaux ayant le poli d'un miroir et le nombre de tours augmente tandis que la rugosité augmente dans les rouleaux ayant le fini du satin Un nombre de tours 10 supérieur à 7 peut être adopté mais dans ce cas, la longueur du rouleau augmente et le processus devient

économiquement désavantageux.

Habituellement, le rouleau d'étirage est maintenu à une température supérieure à la température ambiante. 15 Dans le procédé conventionnel pour étirer un fil non étiré et très orienté, comme cela est révélé dans la publication du brevet au Japon avant examen N 58-60012, le premier rouleau d'étirage est maintenu à 80-150 C et

le second rouleau d'étirage est maintenu à 160-240 C.

Bien entendu, dans la présente invention, ces températures peuvent être adoptées pour les rouleaux d'étirage, mais même si les rouleaux d'étirage sont maintenus à une basse température, l'étirage peut être accompli régulièrement sans aucun trouble dans la présente invention à condition 25 d'utiliser un réchauffeur du fil Par conséquent, l'équipement peut être simplifié et on peut obtenir un

effet d'économie d'énergie.

Dans un procédé préféré de la présente invention, un réchauffeur du fil est agencé entre les rouleaux d'étirage pour effectuer un étirage à chaud Le réchauffage du fil peut être soit du type à contact ou du type sans contact Dans le cas d'un chauffage du type à contact, la température du réchauffeur est de 180 à 260 C et dans le cas d'un chauffage du type sans contact, la température du réchauffeur est de 200 à 280 C Dans le cas du chauffage du type à contact, si la température de l'organe chauffant est plus faible que 1800 C, l'on ne peut accomplir un étirage suffisant et si la température de l'organe chauffant est supérieure à 260 C, une rupture du fil est provoquée par la fusion Dans le cas d'un chauffage du type sans contact, si la température de l'organe chauffant est plus faible que 200 C, on ne peut accomplir un étirage suffisant Si la température du réchauffeur

est supérieure à 2801 C, le fil se casse par fusion.

Habituellement, on utilise fréquemment une plaque chaude comme réchauffeur du fil Dans le procédé conventionnel, 10 la température de la plaque chaude est maintenue à -220 C Par exemple, dans le procédé révélé dans la demande de brevet au Japon publiée avant examen N 58-60012, des températures comprises entre 150 et 210 C sont adoptées De même, dans la présente invention, des températures de 180 à 230 C dans le cas d'un chauffage du type à contact et des températures de à 240 C dans le cas d'un chauffage du type sans contact peuvent être adoptées Cependant, afin d'obtenir une fibre ayant une forte résistance et un fort allongement et une 20 stabilité dimensionnelle supérieure, des températures plus élevées sont de préférence adoptées pour le réchauffeur du fil En effet, il est préférable d'adopter une température de 230 à 255 C dans le cas d'un chauffage du type à contact et une température de 240 à 275 C dans le cas d'un chauffage du type sans contact Si la température du réchauffeur du fil du type à contact est élevée, une substance goudronneuse dérivée d'un agent de finissage appliqué au fil, se dépose facilement sur le réchauffeur

du fil En conséquence, il est préférable d'adopter un 30 chauffage du type sans contact.

Un mode de réalisation préféré du procédé de la présente invention sera maintenant décrit en se référant aux dessins joints La figure 1 montre l'étape de filage à létat fondu, la figure 2 montre l'étape d'étirage du 35 processus d'étirage en une étape et la figure 3 montre

l'étape d'étirage du processus d'étirage en deux étapes.

Bien entendu, le cadre de la présente invention n'est pas

limité au mode de réalisation illustré sur les dessins.

En se référant à la figure 1, du polyhexaméthylène adipamide fondu est extrudé d'une filière 1 ayant de nombreux orifices fins, et on le fait passer à travers 5 une atmosphère maintenue à une température ajustée par un cylindre chauffant 2 agencé juste en dessous de la filière Alors, l'extrudat est refroidi pour être ainsi solidifié par l'air froid soufflé à un débit constant par une chambre 3 d'air froid puis il est fixé par de la 10 vapeur 4 soufflée dans un conditionneur 5 à vapeur Un agent de finissage est appliqué au fil formé par un rouleau d'ensimage 6 Le fil formé est enroulé par des rouleaux d'enroulement 7 et est envidé en tant que paquet

de fil non étiré 9 par un bobinoir 8.

L'ensemble du fil non étiré ainsi bobiné 9 est introduit dans un dispositif de traitement thermique d'étirage en tant que fil de départ à utiliser à l'étape d'étirage montrée sur la figure 2 Le fil dévidé de l'ensemble dufil non étiré est amené à un rouleau d'alimen20 tation 10 et une tension de plusieurs % est appliquée au fil entre le rouleau d'alimentation 10 et un premier rouleau d'étirage 11 Un réchauffeur du fil 12 est agencé entre le premier rouleau d'étirage 11 et un second rouleau d'étirage 13, et le fil est étiré à la chaleur 25 entre le premier rouleau d'étirage 11 et le second rouleau d'étirage 13 et est envidé en tant que fil

étiré 14.

Par ailleurs, l'ensemble du fil non étiré 9 et de même introduit dans un dispositif de traitement thermique d'étirage sous laforme d'un fil de départ à utiliser à l'étape d'étirage de la figure 3 Le fil dévidé de l'ensemble du fil non étiré 9 est appliqué à un rouleau d'alimentation 10 et une tension de plusieurs % est appliquée entre le rouleau d'alimentation 10 et un 35 premier rouleau d'étirage 11 Un réchauffeur 12 du fil est agencé entre le premier rouleau d'étirage 11 et un second rouleau d'étirage 13 et un autre réchauffeur 15 du fil est agencé entre le second rouleau d'étirage 13 et le troisième rouleau d'étirage 16 Le fil est étiré en deux étapes entre les premier et second rouleaux d'étirage et entre les second et troisième rouleaux d'étirage, et le fil est envidé sous forme du fil étiré 14 Dans le mode de réalisation montré sur la figure 3, le fil peut être traité thermiquement sous un relâchement pouvant atteindre 15 % entre le second rouleau

d'étirage et le troisième rouleau d'étirage.

La figure 4 est une vue en coupe montrant un réchauffeur du type sans contact Le fil est chauffé tandis qu'il passe à travers une gorge 18 du fil entourée

d'un réchauffeur 17 et d'un organe thermiquement isolant 19.

La fibre de polyhexaméthylène adipamide préparée 15 selon le procédé cidessus mentionné est caractérisée en ce qu'elle a ( 1) une viscosité relative dans l'acide formique de 50 à 150, ( 2) une résistance à la traction d'au moins 73,57 x 10 3 N/d, usuellement de 73,57 x 10-3 à 103 x 10-3 N/d, ( 3) un allongement intermédiaire ne dépassant pas 8 %, usuellement d'environ 6 % à 8 %, sous un effort de 52 x 10-3 N/d, ( 4) une différence entre l'allongement (%) à la rupture et l'allongement intermédiaire (%) à 52 x 10-3 N/d d'au moins 6 %, usuellement de 6 % à environ 10 % et ( 5) un facteur de rétrécissement ne dépassant pas 5 %, habituellement de 2 % à 5 %, en conditions de chaleur sèche à 160 C De préférence, la fibre est de plus caractérisé en ce que ( 6) sa stabilité dimensionnelle ne dépasse pas 13 %, ( 7) son allongement est de 12 à 20 %, ( 8) ladite perfection du cristal (CTI) est d'au moins 60 %, 30 usuellement de 60 % à environ 80 %, ( 9) le degré d'orientation cristalline est d'au moins 0,85 mais ne dépasse pas 0,92 et ( 10) la température de crête Tmax de la tangente de la perte mécanique dynamique (tan J), mesurée à une fréquence de 110 Hz répond à la formule qui suit: 100 Tmax + ( 4 ( 9,5 DS) 116 o DS indique la résistance à la traction

( 9,81 x 10-3 N/d).

La viscosité relative dans l'acide formique est une viscoité relative mesurée à 25 C sur une solution du polymère formée en dissolvant le polymère à une concentration de 8,4 % en poids dans 90 % d'acide formique. 5 La résistance à la traction, l'allongement et l'allongement intermédiaire sont déterminés en utilisant un dispositif d'enregistrement autographique (modèle S-100 fourni par Shimazu Corp) à une longueur du fil de 25 cm, une vitesse de chute de 30 cm/mn et une vitesse du diagramme de 60 cm/mn sur un fil échantillon tordu à T/m, qui a été conditionné au préalable pendant 24 heures dans une chambre maintenue à une température de 20 Cet à une humidité relative de 65 % Le facteur de rétrécissement en conditions de chaleur sèche est déterminé sur un fil échantillon, qui a été conditionné au préalable pendant 24 heures dans une chambre maintenue à une température de 20 C à une humidité relative de 65 %, en permettant à 1,0 m du fil échantillon, en mesurant sous une charge (charge initiale) correspondant à 4,9 x 10-4/d du fil échantillon, de rétrécir librement pendant 30 minutes dans un four à air maintenu à 160 C, en conditionnant le fil échantillon dans la chambre ci-dessus mentionnée pendant 4 heures et en mesurant la

longueur du fil échantillon sous la même charge que la 25 charge initiale.

La stabilité dimensionnelle est exprimée par la somme de l'allongement intermédiaire sous 52 x 10 3 N/d et le facteur de rétrécissement en conditions de chaleur

sèche à 160 C.

Le degré d'orientation cristalline est déterminé en utilisant un rayon de Cu K C dans un dispositif de dispersion des rayons X sur grand angle(fourni par Rigaku Denki) et on le calcule à partir de la demi-largeur H de la distribution d'intensité le long de l'anneau de 35 Debye de l'interférence de la ligne équatoriale ( 1,0,0) selon la formule qui suit:

1800 HO

fc = 180 L'indice de perfection du cristal est déterminé en utilisant un rayon de Cuk " dans un dispositif de dispersion des rayons X sur grand angle (fourni par Rigaku Denki) et on le calcule à partir des intervalles d( 100) et d C( 010) + ( 110)l de la face de ( 1,0,0) et des faces de L( 01,0 o) + ( 1,1,0)l selon la formule qui suit: t O d( 100)/d l( 010) + ( 110)3 x 100 (%) 0,189 La température Tmax et la température de crête de la tangente à la perte mécanique dynamique (tan S) 15 en mesurant à une fréquence de 110 Hz et à une allure d'élévation de la température de 3 C/mn à l'air sec en utilisant l'appareil Vibron DDV-IIC fourni par Toyo Baldwin. Bien que la fibre de polyhexaméthylène adipamide 20 selon l'invention ait un faible allongement sous un effort constant de 52 x 103 N/d (allongement intermédiaire sous un effort de 52 x 10-3 N/d) et une forte rigidité,

le facteur de rétrécissement de la fibre est faible.

En conséquence, la fibre selon l'invention a une forte 25 stabilité dimensionnelle Par ailleurs, bien que la fibre de la présente invention ait un faible allongement intermédiaire, l'allongement à la rupture est élevé et l'énergie de rupture est importante L'orientation cristalline de la fibre de la présente invention n'est pas sensiblement différente de celle du fil conventionnel mais l'indice de perfection du cristal de la fibre de la présente invention est élevé et la partie amorphe est lâche et facilement mobile La température de crête Tmax qui est un facteur indiquant la mobilité de la partie 35 amorphe varie en étirant la fibre et par conséquent la température de crête doit être corrigée selon la résistance à la traction afin de connaître la mobilité inhérente de la fibre La correction est de 4 C pour 9,81 x 10-3 N/d

de résistance à la traction.

La fibre de la présente invention est excellente par sa stabilité dimensionnelle, sa résistance à la fatigue, sa résistance à la traction et son allongement par rapport à un fil conventionnel obtenu en étirant un fil non étiré et filé rapidement à une vitesse de plusieurs

centaines à plusieurs milliers de mètres par minute Par 10 conséquent, la fibre est utile pour une corde de pneumatique ou une bande ou ceinture.

La présente invention sera maintenant décrite en détail en se référant aux exemples qui suivent qui ne

doivent en aucun cas en limiter le cadre.

Les propriétés des cordes traitées ont été mesurées de la même façon que celle employée pour la mesure des propriétés des fils de départ (laquelle est décrite à la page 15) mais les cordes traitées utilisées pour la mesure de la résistance à la traction et de l'allongement 20 n'ont pas été tordues Dans le cas de fils en filament de départ, l'allongement intermédiaire a été déterminé sous 52 x 10-3 N/d mais dans le cas des cordes traitées, l'allongement intermédiaire a été déterminé sous 26 x 103 N/d La résistance à la fatigue a été déterminée 25 par l'essai de fatigue de tube Goodyear selon la méthode 3.2 2 1 A de la norme japonaise JIS L-1017 aux conditions qui suivent: Forme du tube: diamètre interne: 12,5 mm 30 diamètre externe: 26 mm longueur: 230 mm Angle de flexion: 90

Pression interne: 3,4 bars Nombre de tours: 850 t/mn.

L'essai de fatigue a été entrepris aux conditions

ci-dessus et le temps requis pour la rupture a été mesuré.

EXEMPLE 1

Une solution aqueuse à 50 % d'hexaméthylène diammonium adipamide a été introduite, à un débit constant de 2 000 parties par heure et concentrée à 70 %, dans un réservoir de concentration, et la température a été élevée de 220 C à 250 C sur une période d'une heure et demie dans le premier récipient réactionnel tout en maintenant la pression à 17,2 bars Alors, dans le second récipient réactionnel, la pression a été ramenée à la pression atmosphérique tout en élevant la température à 280 C La vapeur a été séparée dans un séparateur gazliquide, et la polymérisation a été effectuée à 280 C sous 466 mbars pendant 15 minutes dans un récipient de polymérisation Le mélange réactionnel a été guidé vers 15 une tête de filage à travers mun conduit et filé dans une filière ayant 624 orifices d'un diamètre de 0,27 mm à 298 C La viscosité relative dans l'acide formique de l'extrudat était de 65 Immédiatement, l'extrudat a été refroidi et traité avec de la vapeur et un agent d'ensimage 20 a été appliqué au fil, et le fil a été enroulé sur un rouleau d'enroulement tournant à une vitesse d'enroulement montrée au tableau 1, et envidé à la même vitesse que la vitesse d'enroulement Ensuite, le fil non étiré a été tendu de 1 % entre un rouleau d'alimentation maintenu à la 25 température ambiante et le premier rouleau d'étirage maintenu à la température ambiante et ensuite il a été tiré à un rapport d'étirage montré au tableau 1 entre le premier rouleau d'étirage et le second rouleau d'étirage maintenu à la température ambiante Une plaque chaude 30 maintenue à 238 C et d'une longueur de 250 mm était agencée entre le premier rouleau d'étirage et le second rouleau d'étirage La vitesse d'étirage était de 15 m/mn en tant que vitesse périphérique du second rouleau d'étirage Le rapport d'étirage était un rapport maximum 35 d'étirage auquel il n'y a pas de rupture du fil pendant minutes Les propriétés du fil étiré obtenu sont

montrées au tableau 1.

Des premières torsions de 32,0 T/10 cm ont été appliquées au fil de départ ainsi obtenu de 1890 d, et deux de ces fils tordus ont été doublés et tordus à un nombre de torsions de 32,0 T/10 cm pour former une corde grège En utilisant un appareil,Computreater" de Ritzlar Co., la corde grège a été soumise à un traitement par immersion avec un latex de résorcinol-formaline à 160 C sous une tension de 19,62 N/corde pendant 140 secondes dans la première zone, à 230 C sous une tension de 37,3 N/corde pendant 40 secondes dans la seconde zone et

à 230 o C sous une tension de 25,5 N/corde pendant 40 secondes.

La quantité de l'adhésif appliqué était de 4,5 % Les propriétés physiques de la corde traitée sont montrées

au tableau 2.

On peut voir qu'avec une vitesse de filage supérieure à 1000 m/mn, l'indice de perfection du cristal augmente et la température de crête Tmax baisse, et que l'on peut obtenir une excellente stabilité dimensionnelle et une excellente résistance à la fatigue On peut également voir que plus la vitesse de filage est élevée, d'autant meilleuressont la stabilité dimensionnelle et

la résistance à la fatigue.

Tableau I

Essai N

1 2 3 4 5 6 7

Vitesse de filage (m/mn)

500 1000 1500 2000 3000 4000 4500 5000

Biréf Lringence An(x 10-3) du fil non étiré

32 38 42 43 43 44

Propri Rapport d'étirage

,8 4,4 3,3 3,1 2,5 2,1 2,1 2,0

Résistance à la traction -3 N/d

98,1 93,2 91,2 89,2 86,3 84,4 82,4 79,5

étés du fil étiré Allonge Allongement ment intermédiaire à 52 x 10 '-3 N/d

16,5 9,0

16,7 8,0

16,4 7,6

,4 7,4

,3 7,4

,0 7,3

14,7 7,3

14,0 7,3

.0 r 1 o L Ml Ln wq, I 94 t No Tableau I (suite) Essai Propriétés du fil étiré Facteur de rétrécissement (%) en conditions de chaleur sèche 6,3

,3 4,5 4,4 4,2 4,0

3,8 3,8

Stabilité dimensionnelle (%) ,3

13,3 12,1

11,8 11,6 11,3 11,1 11,1

91, 4 90,7 91,3 91,0 91,2 90,2 89,8 88,1

Degré d'orientation cristalline Indice de perfection du cristal (%)

61,3 67,2

71,3 73,7 73,8

73,6 73,3 73,9

max (Oc)

119 114 111 110 108 107 108 106

t'-> o II Un '",,,q

Tableau 2

Propriétés de la corde traitée Essai No Résistance à la traction ( 10-3 N/d)

,4 79,5

78,5 77,5 76,5 74,5 73,6 70,6

Allongement

21,4 20,0 20,0 19,7 19,7 19,5 19,0 18,5

Allongement intermédiaire

8,8 8,5 8,4 8,3 8,2 8,0 8,0 8,0

Facteur de rétrécisse Stabilité ment (%) dimensionen conditions nelle de chaleur (%) sèche

4,7 13,5

4,0 12,5

3,5 11,9

3,3 11,6

3,1 11,3

3,1 11,1

3,0 11,0

2,8 10,8

Durée de vie à la fatigue GY (minutes)

480 750 980 1350 1590 1610 1460 1490

t.m Ul Ln en o.

EXEMPLE 2

On a préparé un fil non étiré de la même façon que décrit à l'exemple 1 à l'exception que la vitesse de filage a été modifiée à 1 500 m/mn ou 3 000 m/mn, et que le fil non étiré a été étiré selon la méthode d'étirage décrite à l'exemple I à une vitesse d'étirage montrée aux tableaux 3 et 4 Une corde traitée a été préparée à partir

du fil étiré ainsi obtenu de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 1 Les résultats sont montrés aux 10 tableaux 3 à 6.

On peut voir que si la vitesse d'étirage dépasse m/mn, l'indice de perfection du cristal, la résistance à la traction, l'allongement, la stabilité dimensionnelle et la résistance à la fatigue diminuent. 15 EXEMPLE DE COMPARAISON N 01 Un fil non étiré a été préparé de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple I à l'exception que la

vitesse de filage a été modifiée à 1 500 m/mn ou 3 000 m/mn.

Le fil non étiré a été enroulé sur le premier rouleau de 20 Nelson et ensuite guidé vers les second à quatrième rouleaux de Nelson o la vitesse de rotation périphérique augmentait graduellement, de façon à effectuer une fixation à l'étirage à chaud en trois stades Le fil étiré résultant a été envidé à une vitesse de 1 500 m/mn. 25 Les premier à quatrième rouleaux de Nelson se composaient

de paires de rouleaux de Goddet G 1 à G 4 respectivement.

Les paires de rouleaux de Goddet G 1 à G 4 étaient maintenues à la température ambiante, à 80 C, à 2201 C et à 230 C, respectivement Le rapport des vitesses périphériques 30 G 2/G 1 entre les paires de rouleaux de Goddet G 2 et G 1 était de 1,01, le rapport des vitesses périphériques G 3/G 2 entre les paires de rouleaux de Goddet G 3 et G 2 était variable, le rapport des vitesses périphériques G 4/G 3 entre les paires de rouleaux de Goddet G 4 et G 3 35 était de 1,6 et le rapport de la vitesse d'envidaqe à la vitesse périphérique de la paire de rouleaux de Goddet G 4 était de 0,95 Le fil étiré a été traité de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 1 pour obtenir une corde traitée Les résultats sont montrés aux

tableaux 3 à 6.

On peut voir que l'indice de perfection du 5 cristal, la résistance à la traction, la stabilité dimensionnelle et la résistance à la fatique sont plus

faibles que ceux obtenus à l'exemple 2.

Tableau 3

Essai Vitesse de filage NO (m/mn)

9 1500

1500

11 1500

12 1500

13 1500

14 1500

Vitesse d' étirage (m/mn)

20 30 50 100 500

Rapport d'étirage

3,3 3,3 3,3 3,3

3,25 3,20

Propriétés du fil étiré Résistance à la traction ( 10-3 N/d)

91,2 91,2 91,2 90,2 88,3 85,3

Allongement (% 6)

16,6 16,4 16,3 16,0 15,7 14,3

Allongement intermédiaire (%)

7,5 7,6 7,6 7,7

7,8 7,9

M Comparaison 1 3,20 88,3 14,0 8,3 IN) Lfl t Lfl w o Tableau 3 (suite)

1, 1

Propriétés du fil etire Essai I I N Facteur de rétrécissement (%) en conditions de chaleur sèche 11 12 13 14 Comparaison I

4,3 4,4 4,4 4,6 5,0 5,7 5,2

Stabilité dimensionnelle

11,8 12,0 12,0 12,3 12,8 13,6 13,5

Degré d' orientation cristalline

91,4 91,2 90,8 91,0 90,7 89,3 89,8

Indice de perfection du cristal(%)

72,5 71,0 70,8 68,6 61,4 50,6 51,7

Tmax

( C) 110 111 110 111 112 113 113

r O n rl Ln Ln I W J no

Tableau 4

Essai Vitesse de filage N (m/mn)

3000

16 3000

17 3000

18 3000

19 3000

3000

Compa 3000 raison 2 Vitesse d'étirage (m/mn)

20 30

100 500 1500

Rapport d'étirage 2,5

2,5 2,5

2,45 2,4 2,3 2,3

Propriétés du fil étiré Résistance à la traction ( 10-3 N/d)

86,3 86,3 85,3 84,4 82,4 81,4 82,4

Allongement (% 6)

,8 15,4 15,3 15,0 14,7 13,9 14,0

Allongement intermédiaire (%)

7,4 7,4 7,4 7,6 7,8 8,0 8,6

r N ol ul W 1 t 0 Tableau 4 (suite) Essai Propriétés du fil étiré No Facteur de rétrécissement (%) en conditions de chaleur sèche Stabilité dimensionnelle Degré d'orientation cristalline 3,9 11,3 11,6

4,2 4,3

11,7 4,3 11,9 12,4

91,4 91,2 90,9 90,7 90,8 88,9 89,6

Indice de perfection du cristal(%) 73,4

73,5 72,4 69,2 62,7

52,5 54,3

Tmax (OC)

108 108 107 107 107

i, -4- 4,6 ,3 13,3 Comparaison 2 4,7 13,3 ra Ln n 4 1 oj r I >1 n u.L un 0 fl o J C\j OLL

09 L 099

0; 6 086 966

(saonu Tm) ÀD ep e TA ap ea zntj 9 'Z L'LI 6 ' 11 t ?Ln 6/ t-t( 96) 8 '11 5 '11 0 e I Ie UUOTS -ieuuoe Tp -uem Tp 9 i:T'I Fq Ie S t-' '9 9 d 9 0 '61, 9 'i Z,

*L'61; ' L

9 '61 G'LL

V o? g 'ez

O''O '

9 '0 ? o '9 L

(X) (P/Nó_OL)

lzu Gm Uo Tqo, -eauo TIV e eoues Ts 9 I UOS Te - uos Te -e dmop o'. o N Tess eqos anel Bqo op suo Tq Tpuoo ue ( 9) q.uepmss To Jqe o ap fnalose (%) ae Te TP 9 mue u T q.uamobuo T Ty t aase 9 Taq ep Joo m I ep S 9 qg Tadoaa n-elq T

Tableau 6

Propriétés de la corde traitée Essai N

16 17 18 19 20

Comparaison 2 Résistance à la Allonge Allongement traction ment intermédiaire ( 10-3 N/d) (%) (%) Facteur de rétrécissement en conditions de chaleur sèche 76,5

76,5 76,5 75,5 73,6 71,6

73,6

,2 19,8 19,8

19,6 19,4

18,5 18,0

8,2 8,1 8,1 8,2

8,3 8,6 8,6

2,9 3,1 3,2 3,2 3,4 3,8 3,5

Stabilité dimensionnelle (% 6)

11,1 11,2 11,3 11,4 11,7 12,4 12,1

Durée de vie à la fatigue GY (minutes

1750 1500 1420 1320 1100 920

r.> Ln Ul u 1 %O

EXEMPLE 3

Le fil non étiré obtenu à une vitesse de filage de 1 500 m/mn, utilisé à l'exemple 2, a étéétiré de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple I à l'exception que la température du réchauffeur a été modifiée comme indiqué au tableau 7 On a préparé une corde traitée avec le fil étiré résultant de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 1 Les résultats sont montrés au

tableau 8.

On peut voir qu'en élevant la température d'étirage, on améliore l'aptitude à l'étirage ainsi que l'indice de perfection du cristal et la stabilité dimensionnelle.

Tableau 7

Propriétés du fil étiré Essai Température du réchaufNO feur (N C)

21 180

22 200

23 220

24 230

240

Rapport d'étirage 3,0 3,1

3,2 3,3

3,3 3,4 3,4

3,3 Résistance à la traction ( 10-3 N/d) Allongement Allongement intermédiaire (%)

81,4 83,4 87,3 91,2 91,2 92,2 93,2 90,2

(%) 16,7 16,3

16,3 16,4 16,6 16,0 16,0 16,2

8,0 7,8 7,7 7,6

7,6 7,5 7,3 7,6

26 27 28

255 258

r D Ln L Ji

U 1 04

-j NO Tableau 7 (suite) Propriétés du fil étiré Essai N 21 22 Facteur de rétrécissement (%) en conditions de chaleur sèche

,0 4,7

4,5 4,5 4,4 4,3

Stabilité dimensionnelle (%) 13,0

12,5 12,2

Degré d'orientation cristalline

88,8 89,4 90,4 91,2 91,3 91,8 91,8 90,4

Indice de perfection du cristal (%) 61,5

63,3 68,7 70,4 71,5

73,3 74,7

,4 Tmax ( C)

108 109 110 111 111 110 110 109

24 25 12,1 12,0 26 27 11,8 4,3

11,6 11,7

4,1 u 1 o ol

Tableau 8

Propriétés de la corde traitée Essai NO

21 22 23 24 25 26 27 28

Résistance à la Allongetraction ment ( 1 O-3 N/d) (%)

72,6 20,3

73,6 20,5

,5 20,0

78,5 19,8

78,5 20,0

79,5 19,9

,4 20,0

78,5 20,1

Allongement intermédiaire (M) Facteur de rétrécissement (%) en conditions de chaleur sèche

8,5 8,5 8,4 8,3 8,3 8,1 7,9 8,3

3,7 3,6 3,6 3,5 3,5 3,4 3,3 3,1

Stabilité dimensionnelle

12,2 12,1 12,0 ' 11,8 11,8 11,5 11,2 11,4

Durée de vie à la fatigue GY (minutes

930 910 970 995 980

960 890

Ln Ln U

EXEMPLE 4

Le fil non étiré obtenu à une vitesse de filage de 1 500 m/mn, utilisé à l'exemple 2, a été étiré selon la méthode d'étirage décrite à l'exemple 1 Un réchauf5 feur 17, ayant une gorge 18 du fil formée à sa surface, et thermiquement isolé par un organe d'isolement thermique 19 l'entourant, comme le montre la figure 4, était agencé entre les premier et second rouleaux d'étirage La longueur du réchauffeur était de 500 mm 10 et le fil se déplaçait à travers la gorge du fil dans le réchauffeur de façon que le fil ne soit pas en contact avec le réchauffeur La température du réchauffeur était ajustée comme le montre le tableau 9 Une corde traitée a été préparée avec le fil étiré résultant de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 1 Les résultats sont

montrés au tableau 10.

On peut voir que dans le cas d'un chauffage du

type sans contact, la température a pu être élevée et l'aptitude à l'étirage était meilleure en comparaison 20 du chauffage du type avec contact.

Tableau 9

Propriétés du fil étiré Essai Température du réchaufN feur N ( C N 29 2 (Oc)

29 200

Rapport d'étirage Résistance à la traction ( 10-3 N/d) Allongement Allongement intermédiaire (%) 31 32 33 34 36

220 240 250 260 270 275 280

3,1 3,2 3,3 3,4 3,4 3,5 3,5 3,4

84,4 88,3 91,2 92,2 93,2 96,1 95,2 93,2

(% 6)

16,3 16,2 15,8 14,6 14,9 14,0 13,9 13,8

7,7 7,5 7,3 7,1 7,0 6,7 6,8 6,9

Un Un U 4 % O Tableau 9 (suite) Propriétés du fil étiré Essai N

29 30 31 32 33 34 35 36

Facteur de rétrécissement (%) en conditions de chaleur sèche

4,8 4,6 4,5 4,5 4,3 4,3 4,2 3,9

Stabilité Degré dimension d'oriennelle tation (%) cristalline

12,5 12,1 11,8 11,6 11,3 11,0 11,0 10,8

89,3 90,4 91,2 91,0 91,4 91,8 91,8 90,9

Indice de perfection du cristal (%)

,5 65,8 70,6 70,5 71,8 73,9 75,5 75,8

Tmax ( C)

11.1 111 111 111 110 109 108

oa' roa u 1 Ln u O -Io

Tableau 10

Propriétés de la corde traitée Essai N

29 30 31

32 33 34 35

Résistance à la traction (o 10-3 N/d)

74,6 76,5 78,5 78,5

,4 82,4 80,4 78,5

Allongement (A%)

,3 20,0 19,8 19,0 19,1 18,9 18,5 18,9

Allongement intermédiaire (%)

8,5 8,4 8,1 8,0 7,8

7,6 7,6 7,8

3,6 3,6 3,6

3,5 3,4 3,4 3,2 3,0

Facteur de rétrécissement (o) en conditions de chaleur sèche Stabilité dimensionnelle (%)

12,1 12,0 11,7

11,5 11,2 11,0 10,8 10,8

Durée de vie à la fatigue GY (minutes

900 965 950 970 870

900 850 880

Lfl% (J.J

EXEMPLE 5

On a fait fondre un morceau mince de polyhexaméthylène adipamide ayant une viscosité relative dans l'acide formique indiquée au tableau 11, dans une extrudeuse, et le produit fondu a été filé dans une filière ayant 624 orifices d'un diamètre de 0,25 mm à 3050 C On a fait passer le fil filé à travers un cylindre chauffant, chauffé à 350 C et d'une longueur de 150 mm, et ensuite on l'a refroidi et on l'a traité à la vapeur. 10 Alors, un agent d'ensimage a été appliqué au fil, et le fil a été enroulé sur un rouleau d'enroulement tournant à une vitesse de 1 400 m/mn puis a été envidé à la même vitesse que la vitesse d'enroulement Alors, le fil non étiré a été tendu de 1 % entre un rouleau d'alimentation 15 maintenu à la température ambiante et le premier rouleau d'étirage maintenu à 105 C, et le fil a été étiré à un rapport d'étirage montré au tableau 11 entre le premier rouleau d'étirage et le second rouleau d'étirage maintenu à 220 C Un réchauffeur à plaque chaude du type à contact, 20 maintenu à 240 C et d'une longueur de 250 mm était agencé entre les premier et second rouleaux d'étirage La vitesse d'étirage était de 12 m/mn Les propriétés du fil étiré obtenu sont montrées au tableau 11 Une corde traitée a été préparée avec le fil étiré ainsi obtenu 25 de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 1 Les

résultats sont montrés au tableau 12.

On peut voir que la résistance à la fatigue était améliorée avec une augmentation de la viscosité et que la résistance à la traction obtenue était sensiblement saturée à une viscosité relative dans

l'acide formique de 80 à 90.

Tableau 11

Propriétés du fil étiré Essai NO

37 38 39 40 41 42

Viscosite relative Rapport dans d'étirage l'acide formique

3,4

3,3

3,2

3,0

Résistance à la traction ( 10-3 N/d) 89,3

,3 92,2 93,2 91,2

,3 Allongement

,9 16,2 16,6 16,6 16,8 17,0

Allongement intermédiaire (o M 7,2

7,4 7,6 7,6

7,7 8,0

ra Ul LA 4 o Tableau 11 (suite) Propriétés du fil étiré Essai N Facteur de rétrécissement (%) en conditions de chaleur sèche Stabilité dimensionnelle (%) Degré d 'orientation cristalline Indice de perfection du cristal (%) Tmax (o C)

4,2 4,4 4,6 4,6 4,7 4,6

11,8 11,4 12,2

91,2 91,1 91,3 91,6 91,0 88,9

73,9 71,8 71,0 68,9 67,8 65,6

111 112

111 109

o 12,2 12,4 12,6 ru Ln u 1 (, o.

Tableau 12

Propriétés de la corde traitée Essai N Résistance à la traction ( 10-3 N/d) Allongement (%) Allongement intermédiaire (à) Facteur de rétrécissement (%) en conditions de chaleur sèche Durée de Stabilité vie à la dimen fatigue sionnelle GY (o) (minutes)

76,5 77,5

78,5

79,5 78,5 75,5

18,5 20,0 20,3 20,2

,5 21,5

8,1,8,3 8,4 Z 8,4 8,5 8,9

3,3 3,4

11,4 11,7 12,0

3,6

490 880 1310 1930 2450 2230

3,7 12,1 12,3 3,8 3,8 12,7 Ui Ln \ O en

EXEMPLE DE COMPARAISON N 2

Le fil non étiré préparé à l'exemple 5 a été enroulé par le premier rouleau de Nelson et ensuite guidé vers les second à quatrième rouleaux de Nelson o la vitesse périphérique de rotation augmentait graduellement afin que la fixation du fil étiré à la chaleur soit accomplie en trois stades Le fil a été envidé à une vitesse de 1 500 m/mn Les premier à quatrième rouleaux de Nelson se composaient de paires de rouleaux de Goddet G 1 à G 4 respectivement Les paires de rouleaux

de Goddet G 1 à G 4 étaient maintenues à la température ambiante, à 80 C, à 220 C et à 230 C, respectivement.

Le rapport des vitesses périphériques G 2/G 1 entre les paires de rouleaux de Goddet G 2 et G 1 était de 1,01, 15 le rapport des vitesses périphériques G 3/G 2 entre les paires de rouleaux de Goddet G 3 et G 2 était variable, le rapport des vitesses périphériques G 4/G 3 entre les paires de rouleaux de Goddet G 4 et G 3 était de 1,6 et le rapport de la vitesse d'envidage à la vitesse périphérique de la paire de rouleaux de Goddet G 4 était de 0,95 Le fil étiré obtenu a été traité de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple 1 pour obtenir une corde traitée Les résultats sont montrés aux tableaux

13 et 14.

On peut voir que la résistance à la traction, l'indice de perfection du cristal, la stabilité dimensionnelle et la résistance à la fatigue sont plus

faibles que ceux obtenus à l'exemple 5.

Tableau 13

Propriétés du fil étiré Essai N Viscosité relative dans l'acide formique Rapport d'étirage Résistance à la traction ( 10-3 N/d) Allongement (%) Allongement intermédiaire (M) Comparaison 3 Comparaison 4 Comparaison 5 Comp araison 6 Cormparaison 7 Comparaison 8

60 70 80

100

3,3 3,2

3,2 3,1 3,1 2,8

,3 86,3 88,3 87,3 87,3 80,4

13,5 13,6

13,8 14,0 13,9

14,5

8,0 8,2 8,4 8,5

8,5 8,9

-P uo N r%) vi Oq 1 \ 4 Tableau 13 (suite) Propriétés du fil étiré Essai N Facteur de rétrécissement (%) en conditions de chaleur sèche Stabilité dimensionnelle ( Degré d'orientation cristalline Indice de perfection du cristal (%) Tmc (max ( C) Comparaison 3 Comparaison 4 Comparaison 5 Comparaison 6 Comparaison 7 Comparaison 8 ,0 ,1 ,3 13,0

13,3 13,7 13,8 14,0 14,4

89,5 89,3 89,9 90,3 90,7 87,9

58,8

,8 52,1

,9 49,7 43,8

113 113 113 113 112 109

,3

,5 5,5

r' u 1 u 1 Ln L 4 l > 1 % -J O%

Tableau 14

l Propriétés de la corde traitée Essai N Résistance à la traction ( 1 o3 N/d) Allongement (CA) Allongement intermédiaire (%) Facteur de rétrécissement 04) en conditions de chaleur sèche Durée de vie à la fatigue GY (minutes Stabilité dimensionnelle (%) Comparaison 3 Comparaison 4 Comparaison 5 Comparaison 6 Compa-r raison 7 Comparaison 8 _

72,6 73,6 74,6 74,6 73,6 68,7

18,0 18,3 18,5

18,8 18,8 18,5

8,2 3,8 12,0 8,5 3,9 12,4 8,6 4,1 12,7

700 980 1260 1510 1430

en un 8,6 4,7 13,3 8,8 ,0 13,8 8,8 ,2 14,0 - Ln Ln N 4 "ON

EXEMPLE 6

Le fil non étiré utilisé à l'exemple 3 a été tendu de 1 % entre un rouleau d'alimentation maintenu à la température ambiante et le premier rouleau d'étirage 5 maintenu à 90 C et a été étiré à un rapport d'étirage de 2,0 entre le premier rouleau d'étirage et le second rouleau d'étirage maintenu à 200 C Alors, le fil étiré a été encore étiré à un rapport d'étirage de 1,6 entre le second rouleau d'étirage et le troisième rouleau d'étirage 10 maintenu à 200 C puis envidé Un réchauffeur à plaque chaude du type à contact maintenu à 235 C et d'une longueur de 250 mm était agencé entre les premier et second rouleaux d'étirage et un réchauffeur à plaque chaude du type à contact maintenu à 245 C et d'une 15 longueur de 250 mm était agencé entre les second et troisième rouleaux d'étirage La vitesse d'étirage était de 20 m/mnn Le fil étiré obtenu avait une résistance à la traction de 92,2 x 10 N/d, un allongement de 16,0 %, un allongement intermédiaire de 7,5 %, un facteur de rétrécissement de 4,4 % en conditions de chaleur sèche et une stabilité dimensionnelle de 11,1 % Le fil étiré a été traité par immersion de la même façon qu'on l'a décrit à l'exemple I pour obtenir une corde traitée ayant une résistance à la traction de 78,5 x 10-3 N/d, 25 un allongement de 20,2 %, un allongement intermédiaire de 8,2 %, un facteur de rétrécissement de 3,5 % en conditions de chaleur sèche, une stabilité dimensionnelle de 11,7 % et une durée de vie à la fatigue GY de

980 minutes.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1. Fibre de polyhexaméthylène adipamide de haute ténacité ayant une viscosité relative dans l'acide formique de 50 à 150 et une résistance à la traction d'au moins 73,57 x 10-3 N/d, ladite fibre étant caractérisée en ce qu'elle a ( 1) un allongement intermédiaire ne dépassant pas 8 % sous un effort de 52 x 10-3 N/d, ( 2) une différence entrel'allongement (%) à la rupture et l'allongement intermédiaire (%) à 52 x 10-3 N/d d'au moins 10 6 % et ( 3) un facteur de rétrécissement ne dépassant pas % en conditions de chaleur sèche à 160 C.

2. Fibre selon la revendication 1, caractérisée

en ce que l'allongement est compris entre 12 et 20 %.

3. Fibre selon l'une quelconque des revendications 15 1 ou 2, caractérisée en ce que la viscosité relative dans

l'acide formique est comprise entre 60 et 100.

4. Fibre selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée de plus en ce qu'elle a un

indice de perfection du cristal d'au moins 60 %.

5 Fibre selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisée en ce qu'elle a de plus un degré d'orientation cristalline d'au moins 0,85 mais ne

dépassant pas 0,92.

6. Fibre selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisée de plus en ce qu'elle a une

température de crête Tmax de la tangente à la perte mécanique dynamique (tan S), en mesurant à une fréquence de 110 Hz, qui satisfait à la condition de la formule qui suit: 100 \< Tmax + 4 ( 9,5 DS) < 116 o DS indique la résistance à la traction

( 9,81 x 10-3 N/d).

7. Procédé de préparation d'une fibre de polyhexaméthylène adipamide, caractérisé en ce qu'il consiste à faire fondre du polyhexaméthylène adipamide ayant une viscosité relative dans l'acide formique de à 150, à extruder le produit fondu dans une filière ( 1), à refroidir (en 3) l'extrudat pour ainsi le solidifier, à envider (en 8) le fil en filament résultant à une vitesse d'enroulement de 1 000 à 6 000 m/mn puis à étirer à la chaleur (en 11 et 13) le fil en filament à une

vitesse d'étirage ne dépassant pas 100 m/mn.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé

en ce que la viscosité relative dans l'acide formique du 10 polyhexaméthylène adipamide est comprise entre 60 et 100.

9. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'étirage à

chaud est accompli en effectuant un chauffage avec contact du fil en filament dans un dispositif d'étirage comprenant 15 un réchauffeur du fil avec contact ( 12) agencé entre les

premier et second rouleaux d'étirage.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réchauffeur du fil est maintenu à une

température de 180 à 260 C.

11 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réchauffeur du fil est maintenu à une

température comprise entre 230 et 255 C.

12. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'étirage 25 à chaud est accompli en effectuant un chauffage du type

sans contact du fil en filament dans un dispositif d'étirage comprenant un réchauffeur ( 17) du fil agencé

entre les premier et second rouleaux d'étirage.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le réchauffeur du fil est maintenu

à une température de 200 à 280 C.

14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le réchauffeur du fil est maintenu

à une température de 240 à 275 C.

15 Procédé selon l'une quelconque des

revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'étirage

à chaud est accompli en effectuant un chauffage du type avec contact du fil en filament dans un dispositif d'étirage comprenant au moins deux réchauffeurs du fil avec contact agences parmi les premier, second, troisième

et rouleaux d'étirage subséquents.

16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les réchauffeurs du fil sont

maintenus à une température de 180 à 260 C.

17. Procédé selon la revendication 15,

caractérisé en ce que Les réchauffeurs du fil sont 10 maintenus à une température de 230 à 255 C.

18. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'étirage

à chaud est accompli en effectuant un chauffage du type sans contact du fil en filament dans un dispositif d'étirage comprenant au moins deux réchauffeurs du fil agencés parmi les premier, second, troisième et rouleaux

subséquents d'étirage.

19. Procédé selon la revendication 18,

caractérisé en ce que les réchauffeurs du fil sont 20 maintenus à une température de 200 à 280 C.

20. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que les réchauffeurs du fil sont

maintenus à une temperature de 240 à 275 C.