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La présente invention a pour objet la fabrication de fil volumineux, formé à partir de filaments synthétiques continus.
On sait que les fils continus obtenus à partir de fi- bres synthétiques ne conviennent pas pour être utilisés dans les tissus doux, légers et à pouvoir couvrant élevé. A cet
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effet, il convient particulièrement d'employé du fil obtenu à partir de filaments courts, se formant au cours d'un des cycles de traitement des fibres naturelles.
C'est pourquoi la plupart des fibres synthétiques obtenues sont coupées et
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<rarx3brmées aa Sibrea de ménko pour étme filée.s' uiW,:tér:re#e-- ment en fils.. On ne contestera certes pas. l'utilité d'un pro- céde permettant d'obtenir, à partir de fibres cortinues, des fils ayant les mêmes caractéristiques que les fils obtenus à partir de fibres- de mèche, évitant ainsi- les opérations de crêpage et de coupage ainsi que les traitements ultérieurs, longs et onéreux. Toutefois, les procédés utilisés jusqu'à présent pour augmenter le volume des fils continus, n'ont pas donné des résultats entièrement satisfaisants.
En effet, car- tains de ces procédés sont basés sur des cycles opératoires complexes, qui les rendent très coûteux, tandis que d'autres, moins complexes, donnent des fils pauvres en ce qui concerne leur volume, qui n'est pas permanent, ou en ce qui concerne leurs caractéristiques mécaniques qui sont très faibles, c'est-à-dire qu'ils sont pratiquement identiques aux fils non étirés.
La présente invention a pour objet la fabrication d'un fil formé de filaments synthétiques continus, d'un volume égal ou supérieur à celui d'un fil formé de fibres de mèche.
La présente invention a également pour objet la fabri- cation d'un fil volumineux continu ayant une ténacité beaucoup plus grande que celle des fils formés de fibres de mèche.
La présente invention met au point un procédé pour la fabrication d'un fil volumineux comprenant des filaments syn- thétiques continus. Ce procédé consiste à soumettre un fil continu, formé par ces filaments, à une opération d'étirage, à une température de-20 à 80 C et à la vitesse d'alimentation maximum permise par la résistai ce mécanique des filaments à
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cette température, et à soumettre ensuite ce fil étiré à un . traitement thermique rapide, à une température comprise entre 50 C et le point de fusion des filaments.
La présente invention s'applique particulièrement aux fils formés de filaments de polymères très cristallins et à poids moléculaire élevé d'alpha-oléfines de formule CH2=CHR, où R est un groupe alcoyle, en particulier du polypropylène.
Le procédé suivant la présente invention permet de donner, aux filaments de ces polymères à poids moléculaire élevé, un crêpage réparti irrégulièrement le long de la fibre, avec des boucles dans différents plans. Ces crêpages contri- buent à rendre le fil volumineux et léger, tout en lui donnant un pouvoir isolant, car ils maintiennent les filaments espacés les uns des autres, formant ainsi les espaces d',air nécessai- res. De plus, ils donnent au fil une forte élasticité, car ils peuvent s'étirer sous l'action d'un effort de traction et re- prendre leur forme initiale dès que l'effort cesse. De plus, le crépage est permanent, comme le prouvent les essais qui seront décrits ci-après.
Les facteurs déterminants de l'opération d'étirage sont la vitesse d'alimentation et la température à laquelle on ef- fectue l'étirage. D'une manière plus particulière, il faut travailler à une vitesse d'alimentation élevée et à une tempé- rature relativement faible, c'est-à-dire travailler à la vi- tesse maximum' permise, pour chaque température, par la résis- tance mécanique des filaments.
Une caractéristique du procédé suivant la présente in- vention consiste en ce que l'orientation des cristaux dans le filament n'est pas détruite et que, par conséquent, on obtient un fil ayant une forte résistance à la traction, particulière aux fils cristallins orientés. Cette caractéristique contraste avec les procédés basés sur un rétrécissement important, dans
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lesquels la majeure partie de l'orientationau fil est dé- truite, de sorte que, dans son état final, le fil a une téna- cité du même ordre que les fils non étirés.
A présent, on a découvert que les meilleures conditions opératoires étaient une vitesse d'alimentation de 30 à 150 mètres par minute (comparativement à une vitesse d'alimentation de 10-20 mètres/minute pour un étirage normal) et une tempéra- ture de 20 à 80 C (l'étirage est effectué normalement entre 80 et 145 C).
Le rapport d'étirage peut varier de 1:2,5 à 1:5,5.
Les caractéristiques des fils volumineux obtenus sui- vant la présente invention, sont illustrés par les dessins en annexe, dans lesquels : les figures lA et 1B montrent les effets du procédé suivant la présente invention sur un fil continu de polypropy- lène à 18 filaments, pour autant qu'il s'agisse du crêpage.
La figure lA représente un fil continu non-orêpé et la figure 1B représente le même fil après le traitement thermique.
L'agrandissement est d'environ 15 fois.
La figure 2 représente l'effet de volume obtenu en pré- parant un fil retors à 6 bouts (comme décrit à l'exemple 2 ci-après), ayant un numéro du même ordre que des fils de laine normaux. Dans ce cas, l'agrandissement 'est de 8 fois.
Dans le tableau ci-après, on compare les propriétés d'un fil continu de polypropylène avec celles.d'un fil volumineux continu obtenu suivant la présente invention et avec celles d'un fil obtenu en filant des fibres de mèche de polypropylène.
Pour déterminer le volume du fil, on a enroulé, sur des bobines, une quantité constante prédéterminée de différents types de fils, sous tension constante, puis on a déterminé géométrique- ment le volume. Ce dèrnier est exprimé en cm3 par gramme.
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<tb>
Type <SEP> de <SEP> fil <SEP> N <SEP> ténacité <SEP> retors <SEP> volume
<tb> deniers <SEP> g/den. <SEP> tours <SEP> par <SEP> cm3/g
<tb> mètre
<tb>
<tb>
<tb> Fil <SEP> continu <SEP> 430 <SEP> 4,5 <SEP> 200 <SEP> 1,93
<tb>
<tb> Fil <SEP> volumineux
<tb> continu <SEP> 435 <SEP> 2,9 <SEP> 200 <SEP> 4,2
<tb>
<tb> Fil <SEP> de <SEP> mèche <SEP> 432 <SEP> 1,5 <SEP> 200 <SEP> 4,0
<tb>
Des essais effectués avec un dynamomètre d'Instrom ont montré que le fil volumineux continu ainsi obtenu et soumis aux cycles 'de déformation analogues à ceux appliqués au cours des opérations textiles, ne subissait aucune modi- fioation ni dans sa forme, ni dans son volume, ni dans la fréquence des boucles par unité de longueur. Ils ont égale- ment montré que le crêpage était permanent.
On peut obtenir un fil particulièrement volumineux en filant une mèche obtenue en coupant un fil volumineux réalisé par le procédé suivant la présente invention.
Le procédé suivant la présente invention comprend, en principe, deux étapes: 1) l'étirage du fil dans des conditions particulières; 2) le chauffage rapide du fil étiré,
Suivant une autre forme de réalisation du procédé, on peut doubler ou retordre des fils préalablement soumis aux traitements 1 et 2, avec des fils n'ayant subi que le trai- tement 1. Le fil oomposite obtenu peut être alors soumis au traitement thermique 2. De même, on peut retordre ou doubler des fils continus normaux avec des fils continus préalablement soumis uniquement à l'étirage 1. Le fil composite obtenu est rétréci à des températures élevées.
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Le fil volumineux suivant la présente invention peut être utilisé pour la fabrication de tissus doux et volumineux ayant un pouvoir couvrant élevé ainsi qu'un haut degré d'i- solation thermique.
Ces tissus peuvent être préparés par les procédés ha- bituels tels que le tricotage, en tenant toutefois compte du fait que le fil volumineux peut être utilisé à la fois pour la chaîne et la trame ou qu'il peut être utilisé pour la trame uniquement, tandis que la chaîne peut consister en un fil con- tinu normal ou en une fibre de mèche (ou vice-versa). Une au- tre forme de réalisation consiste à employer dans la trame et/ou dans la chaîne, un fil étiré préparé suivant le procédé (1) ci-dessus, puis à soumettre le tissu ainsi préparé au traitement thermique (2).
On appréciera sans aucun doute les avantages économiques du procédé de la présente invention, ces avantages provenant principalement du fait qu'on applique un cycle opératoire ab- solument normal, sans utiliser des machines ou procédés spé- ciaux ou onéreux.
Les exemples suivants illustreront la présente invention.
Exemple 1.
On étire, sur une plaque chaude (température de la pla- que : 70 C), à une vitesse de 50 mètres par minute, avec un rapport d'étirage de 1 à 4, un fil à 18 filaments, obtenu à partir de polypropylène cristallin ayant une viscosité in- trinsèque de 0,9 (la viscosité intrinsèque est déterminée dans une solution de tétrahydronaphtalène à 135 ).
Après l'étirage, le fil, sous forme d'un écheveau, est placé dans un autoclave, dans lequel on introduit de la vapeur à 120 C. Le fil ae rétrécit immédiatement et il est crêpé d'une manière caractéristique. Le traitement est effectué en 5 minutes.
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Le tableau, suivant donne une comparaison entre les ca- ractéristiques d'un fil continu et celles d'un fil volumineux continu obtenu suivant la présente invention :
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<tb> Type <SEP> de <SEP> fil <SEP> K <SEP> deniers <SEP> Volume <SEP> cm3/g
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fil <SEP> continu <SEP> 60 <SEP> 1,8
<tb>
<tb>
<tb> Fil <SEP> volumineux
<tb>
<tb> continu <SEP> 60 <SEP> 4,5
<tb>
Exemple 2.
On étire, à 55 C, sur une plaque chaude, avec un rapport d'étirage de 1 à 3,5, à une vitesse de sortie de 175 mètres par minute, un fil à 18 filaments, obtenu en filant du polypropy- lène cristallin ayant une viscosité intrinsèque de 1,1. On double et retord six bouts du fil obtenu, à 40 tours par mètre.
Le fil, sous forme d'écheveaux, est ensuite traité dans un autoclave à 115 0, pendant 5 minutes.
On obtient un fil très volumineux, comme représenté à la figure 3 des dessins en annexe (agrandissement d'environ 8 fois), ce fil ayant les caractéristiques données dans le ta- bleau ci-après :
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<tb> Retors, <SEP> Volume, <SEP> cm3/g
<tb>
<tb>
<tb> Fil <SEP> uniquement <SEP> soumis
<tb> à <SEP> l'étirage <SEP> 40
<tb>
<tb> Fil <SEP> soumis <SEP> à <SEP> l'étirage <SEP> et
<tb> au <SEP> traitement <SEP> thermique <SEP> 40 <SEP> 4,1
<tb>
Exemple 3.
On prépare un.tissu à -tissage en "nid d'abeilles",avec des fils- de polypropylène cristallin ayant une viscosité in-
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trinsèque de 1,3, en utilisant, comme chaîne, un fil continu avec un numéro de 320 deniers et, comme trame, un fil continu avec un numéro de 350 deniers, uniquement soumis à l'étirage et non au traitement thermique.
On traite le tissu ainsi obtenu, dans un autoclave, à 115 C, pendant 5 minutes. On obtient un tissu doux et parti- culièrement volumineux.
Le tableau suivant reprend les caractéristiques finales du tissu, comparativement à celles d'un tissu non soumis au traitement thermique. (L'épaisseur a été déterminée suivant les normes ASTM D 76/49).
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<tb>
Type <SEP> de <SEP> tissu <SEP> Epaisseur <SEP> Poids <SEP> Volume
<tb> mm. <SEP> g/mètre <SEP> em3/g
<tb>
<tb>
<tb> Avant <SEP> traitement <SEP> dans
<tb> l'autoclave <SEP> 0,63 <SEP> 195,6 <SEP> 3,00
<tb>
<tb> Après <SEP> traitement <SEP> dans
<tb> l'autoclave <SEP> 1,05 <SEP> 231,6 <SEP> 4,55
<tb>
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.