<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte aux matières textiles comprenant des mélanges de deux ou plusieurs sortes de fibres coupées, et plus spécialement à,la filature de ces mélanges pour obtenir des fils nouveaux et utiles présentant des propriétés améliorées.
Il est connu dn textile de mélanger deux sortes de fibres différentes pour obtenir'certaines propriétés spécifiques dans les tissus. Lorsque deux fibres différentes sont mélangées, il arrive presque toujours que la fibre présente en proportion importante donne au fil et au tissu mélangés les propriétés physiques qui lui sont caractéristiques, tandis que les propriétés physiques in- hérentes à la fibre présente en proportion mineure sont masquées
<Desc/Clms Page number 2>
ou diluées au point qu'elles n'apparaissent pas dama le fil ou le tissu.
Un but de l'invention est de procurer des matières texti- les à partir de mélanges de fibres coupées pour obtenir une combi- naison de propriétés améliorées au'on n'avait pu obtenir jusqu'à présent. Un autre but est de procurer des matières textiles à haut degré d'extensibilité présentant des propriétés élastiques et composées de fils formés d'un mélange de fibres durés coupées avec une proportion mineure d'une fibre synthétioue élastomère coupée. Un autre but est de procurer des matières textiles présen- tant le faible allongement de la fibre dure et la reprise élevée d'un élastomère à partir d'un mélange d'une fibre dure coupée avec une proportion mineure d'une fibre synthétique élastomère coupée.
Un autre but encore est de procurer un procédé nouveau pour la filature de fil à haut degré d'extensibilité présentant des propriétés élasti ques, à partir d'un mélange d'une fibre dure coupée avec une propor- tion mineure de fibre synthétique élastomère coupée.
Suivant l'invention,de nouvelles matières textiles con- tiennent un mélange intime de fibres dures coupées et de fibres synthétiques élastomères coupées. Ces matières textiles comprenneni des fils, des brins, des tissus et des tricots, des tissus non tissés, des feutres, etc., constitués par ou contenant des quantité; importantes de fibres coupées. L'invention comprend également un mélange de fibre, une mèche, une nappe de fibres cardées, un câble, un toron, un matelas ou d'autres formes de matières textiles qui peuvent être traitées par des machines textiles ordinaires.
Les fibres dures utilisées suivant l'invention peuvent être des fibres naturelles ou synthétiques de longueur bu de denier quelconque susceptible d'être traitées par des machines textiles ordinaires. Elles sont généralement caractérisées par un module compris entre 18 et 85 environ et ne s'allongent normalement pas de plus de 20 à 40% avant de se casser.
Les fibres élastomères utilisées suivant l'invention.peu- vent être n'importe quelle fibre synthétique élastomère cou-
<Desc/Clms Page number 3>
pée susceptible de s'allonger d'au moins 100% avant de se casser.
Elles seront appelées ci-après "fibres élastiques".
Dans une forme de l'invention,la matière textile n'est pas extensible au-delà de l'extension inhérente à une matière tex- tile uniquement composée de fibres dures, et elle présente des propriétés de reprise dues à la présence des fibres élastomères.
Dans une autre forme de l'invention, la matière textile est extensible dans au moins un sens au-delà de l'extension inhé- rente à une matière textile uniquement composée des fibres dures et elle présente une large gamme d'élasticité, l'allongement maximum étant cependant déterminé par les fibres dures. D'autre part, les dimensions à l'état relâché de la matière textile sont déterminées par la longueur relâchée ou contractée des fibres élastomères. Dans la matière textile relâchée ou exempte de tensions les fibres coupées dures forment des ondulations ou des convolutions produites et maintenues par les forces de rétraction des fibres élastomères.
Les nouveaux fils à taux de reprise élevé de l'invention peuvent être préparés en mélangeant d'abord des fibres dures coupées . et des fibres élastomères coupées pour obtenir une mèche, ou un ru- ban, ou un élément analogue et en le transformant en un fil à l'aide d'un appareil connu. Toutefois, l'appareil de filature utilisé doit être soigneusement réglé suivant l'invention pour obtenir les résultats désirés. On y arrive en faisant passer un mélange des fibres dures coupées et des fibres élastomères coupées dans une passe de retenue placée entre les deux paires de rouleaux étireurs, cette passe de retenue étant séparée de la passe de la paire de rouleaux étireurs située le plus en avant d'une distance inférieure à la longueur des fibres élastomères coupées.
Le terme "passe de retenue" utilisé dans le présent mémoire peut désigner n'importe quel dispositif approprié pour retenir les fibres élasto- mères tout en permettant à la paire suivante de rouleaux étireurs d'étirer la fibre élastomère sur toute la'distance qui la sépare du ' dispositif de retenue.
La mise en oeuvre du procédé de:l'invention sera bien
<Desc/Clms Page number 4>
comprise en se référant aux dessins annexés. Dans ces dessins, Big. 1 représente d'une manière générale une vue schématique de côté du système de filature Saco Lowello Un faisceau approprié de fibres coupées 1 (mèche, ruban ou analogue) passe dans la passe 13 de rouleaux étireurs postérieurs 2 et 3 et sur un tablier 4 qui se déplace autour de la poulie de tension 5, le cylindre étireur postérieur inférieur 3, le cylindre fou 6 et la barre avant 7.
Le faisceau de fibres coupées passe alors sous un cylindre de rete- nue flottant 8 qui repose sur le tablier et roule parce qu'il,est entraîné par frottement par le tablier et le faisceau de fibres.
Après être passé sous ce rouleau, le faisceau de fibres coupées se déplace dans la passe 14 des cylindres d'étirage antérieurs 9 et 10, puis par la queue de cochon 11 et est enroulé avec torsion sur la bobine 12, Comme indiqué sur le dessin, le cylindre de retenue flottant 8 peut être situé à différentes distances "y" de la passe 14 des rouleaux étireurs antérieurs 9 et 10, la distance étant mesurée"de la passe 14 jusqu'au point de contact du cylindre de retenue flottant avec le faisceau de fibres. La distance "y" est appelée ici la "zone d'étirage effectif".
La distance "x" qui est la distance entre les passes des paires successives de cylindres étireurs positivement entraînés dans le système de filature et situés le plus en avant (dans le sens de déplacement du faisceau de fibre) est appelée lanzone d'étirage des fibres dures".
La Fig- 2 montre une vue de côté schématique du système de filature Casablanca. Un faisceau de fibres 15 passe dans la passe 29 de cylindres étireurs 16 et 17 puis entre les tabliers supérieur et inférieur 18 et 19. Le tablier 18 passe autour du cylindre positivement entraîné 20 (entraîné par frottement sous pres- sion, par un engrenage, etc.) et la barre 21. Le tablier inférieur 19 passe autour du cylindre positivement entraîné 22 et de la barre 23. Après avoir quitté les tabliers 18, 19, le faisceau de fibres passe par la passe 30 des rouleaux d'étirage antérieurs 24 et 25, par la queue de cochon 26 puis est enroulé sous la forme de fil
<Desc/Clms Page number 5>
tordu 27 sur la bobine 28.
Comme indiqué sur la Fig. 2, la position des tabliers 18 et 19 peut être déterminée longitudinalement sur le trajet du faisceau de fibres à différentes distances de la passe-30 des rouleaux étireurs antérieurs 24 et 25. Cette distance est réglé suivant les effets désirés sur le fil. La distance "x" entre les passes des paires successives de cylindres étireurs positivement entraînés et situés le plus en avant dans le système de filature est appelée ici la 9'zone d'étirage des fibres dures".
La distance "y" entre la passe 31 formée par les tabliers 18 et 19 passant au- tour des barres 21 et 23 et la passe 30 est appelée la "zone d'éti- rage effectif". '
Dans les opérations de formation de la mèche et d'étirage qui précèdent la filature dans la formation du fil une zone d'éti- rage est définie comme la distance entre deux paires succes- sives d'éléments d'étirage, et chaque zone d'étirage doit être plus longue que toute fibre dure ou élastique entrant dans la machine.
Dans la phase de filature, la "zone d'étirage des fibres dures" est la distance entre les passes de chaque paire successive d'élé- ments étireurs et chacune de ces zones d'étirage des fibres dures doit être plus longue que la plus longue fibre dure entrant dans le métier de filature. La "zone d'étirage effectif" (pour la fibre élastique dans la phase de filature) est la distance de la passe dE la paire d'éléments d'étirage située le plus en avant sur la machi- ne à la passe la plus voisine du dispositif précédent de retenue des fibres élastiques, cette dernière passe étant toujours le point situé le plus en avant où la mèche est maintenue en contact avec lE tablier, ou le rouleau de filature, ou d'autres dispositifs de support de la mèche.
Ce dispositif de retenue des fibres élastique: peut être n'importe quel dispositif textile ordinaire utilisé pour l'étirage ; pr exemple des.cylindres entraînés, des cylindres flottants, des tabliers simples ou doubles, des cylindres de frei- nage etc., ou en d'autres mots n'importe quel dispositif retenant la fibre élastique en permettant à la paire suivante d'éléments étireurs d'étr cette fibre sur toute la longueur comprise
<Desc/Clms Page number 6>
entre cette paire d'éléments étireurs et le dispositif de retenue.
Aucun dispositif n'est prévu pour retenir les fibres dures en ce point. Dans la formation de la mèche, l'étirage et la filature, les éléments.d'étirage peuvent comprendre des paires de cylindres ou de tabliers positivement entraînés,, placés dans différents rapports géométriques, se déplaçant à des vitesses successivement croissantes pour réduire le diamètre du faisceau de fibres et paralléliser les fibres qu'il contient.
Les propriétés des fils et des tissus de l'invention peu- vent être réglées pour obtenir d'une part des produits très élasti- ques à taux de reprise élevé et d'autre part, des produits à faible capacité d'allongement et taux de reprise élevé (produits durs).
Ce faitest spécialement surprenant puisque tous ces fils et tissus peuvent avoir la même composition de fibres et ne comprendre qu'une petite proportion de fibres élastomères coupées.
La proportion de fibres élastiques dans les nouveaux mélan ges de l'invention peut varier de 5 à 50% en poids du total des fibres dans le mélange. Comme on le comprendra bien par les exemples donnés plus loin, même de petites proportions de fibres élastiques déterminent une amélioration frappante de certaines propriétés des fibres et des tissus obtenus à partir de ces mélanges. Pour le traitement des mélanges de fibres sur des machines textiles ordi- naires, on a trouvé plus pratique d'utiliser de 10 à 25% de la fibre élastique dans le mélangebien que des appareils spéciaux puissent être choisis pour travailler plus facilement des gammes plus étendues de fibres élastiques.
Si la proportion de fibres élastiques dans le mélange est portée à plus de 30% environ, les opérations de traitement des fibres pour les transformer en fils deivennent plus difficiles et la qualité du fil ou du tissu finale- ment obtenu en souffre: par exemple, c'est le cas lorsqu'on utilise 50% de fibres élastiques. Toutefois, il peut être désirable dans certains cas de travailler des mélanges contenant plus de 30% de fibres élastiques pour obtenir des tissus non tissés.
Quelque soit
<Desc/Clms Page number 7>
la proportion de fibres élastiques utilisée dans le mélange de dé- 'part, des fils peuvent être tissés, tricotés, ou transformés d'une autre manière en différents tissus contenant moins que la proportio initiale de fibres élastiques, en les diluant de façon appropriée avec un ou plusieurs fils formés de fibres dures.
Les nouveaux mélanges de fibres de l'invention peuvent êtr. transformés en fils et en tissus présentant une large gamme de propriétés différentes. La capacité d'allongement des fils et des tissus est déterminée par le réglage approprié de la zone d'étirage pendant la f.ilature et est presqu'entièremént indépendante de la proportion de fibres élastiques coupées présente dans le mélange initial,qui est de 5 à 30% en poids de fibres élastiques. Toute- fois, deux variables critiques doivent être maintenues pendant la filature du fil.
Pour préparer des fils a grand allongement et taux élevé de reprise suivant l'invention, la "zone d'étirage effectif" doit être maintenue plus courte que la longueur des fibres élasti- ques traitées, et la "zone d'étirage des fibres dures" doit être plus longue que la longueur des fibres dures coupées travaillées.
On n'obtient pas les propriétés d'allongement optimum du produit si ces deux limitations de zone d'étirage ne sont pas observées.
D'autre part, le même mélange de fibres peut être transformé en un fil possédant une faible capacité d'allongement et un taux élevé de reprise en maintenant la "zone d'étirage effectif" au moins aussi longue que les fibres élastiques travaillées, et la "zone d'étirage des fibres dures" plus longue que les fibres. dures travaillées.
De préférence, lorsque la chose est possible, la lon- gueur des fibres élastiques doit être égale à la longueur des fibres dures ou plus courte, de telle sorte que dans l'étirage avant la filature, (c'est-à-dire l'étirage en gros et la formation de la mèche), les segments de fibres élastomères plus courtes sont en- traînés dans le travail du mélange et n'affectent pas le traitement du mélange avant la filature. Pour la même raison, il est préférable que la "zone d'étirage des fibres dures" soit plus longue que la
<Desc/Clms Page number 8>
"Zone d'étirage effectif" dans la filature de fils à fort allonge- 'ment.
Les fibres coupées élastomères synthétiques et dures peuvent.être mélangées pour la présente invention en utilisant n'importe quel appareil ou procédé textile connu, par exemple les mélangeurs de laine à alimentation par trémie, les mélangeurs- ouvreurs de coton, le Rando-webber, le mélange sur carde, le mélan- ge au banc d'étirage ou au banc de filature, le doublage de deux ou plusieurs fils sur un retordoir, ou le mélange au moment du tissage ou du tricotage.
Les mélanges de fibres de l'invention peuvent être trans- formés en câbles, en mèches, en nappes, en fils et en d'autres formes de matières textiles sur des machines textiles connues, tant que les conditions détirage décrites ci-dessus sont respec- tées. Ces mélanges peuvent être filés sur n'importe quel système de filature de fibres coupées; c'est-à-dire, le système coton, coton américain, laine cardée ou laine peignée (métier français ou anglais). Dans une série typique de phases de traitement des fibres, les proportions désirées de fibres élastiques et de fibres dures peuvent être initialement mélangées dans un mélangeur-ouvreur. de fibres du type cardé, travaillées dans une machine à coton pour obtenir une nappe uniforme, cardées pour ouvrir les fibres et obtenir une nappe cardée puis condensées en une mèche.
La mèche passe alors dans un banc d'étirage connu comportant les phases d'é- tirage, formation du ruban et filature dans les limites indiquées plus haut. Le fil ainsi filé peut être transformé en différents tissus tricotés et tissés, ou bien le mélange de fibre peut être transformé en nappes, puis en tissus non tissés, si on le désire.
Il est préférable dans le traitement des mélanges de fi- bres de l'invention de maintenir toutes les zones d'étirage avant filature plus longues que les fibres coupées dans les mélanges.
Bien que dans des circonstances spéciales, une ou les deux zones d'étirage ("fibre dure!! et "effectif") puissent être plus courtes
<Desc/Clms Page number 9>
que les fibres correspondantes pour obtenir des effets spéciaux dans les fils formés. Ayant la filature, aucun étirage des fibres élastomères ne se produit normalement. Avec cet agencement, il est possible de traiter des mèches ou rubans en mélange de la même manière que des fibres dures à 100%, conservant ainsi une bonne uniformité et réduisant au minimum les casses et une tension exces- sive de la mèche ou du ruban.
Un appareil d'étirage typique normal pouvant être utilisé pour les mélanges de fibres de l'invention comprend les doubles tabliers du type Casablanca (Fig. 2) pour retenir la mèche ou le ruban, ainsi que différents types de rouleaux d'un. appareil d'étirage avec ou sans rouleau flottant avec un seul tablier pour maintenir la mèche ou le ruban, par exemple du modèle Saco Lowell (fig. 1), Avant la filature, le faisceau de fibres élastiques et dures est aminci pour former un faisceau de plus petit diamètre sans aucun changement du diamètre ou de la longueur des fibres coupées.
En d'autres mots, tout étirage individuel des fibres est exclu dans les phases d'étirage et de préparation de la mèche. Cependant, dans la phase filature, les fibres élastiques dans le mélange sont de préférence étirées par un réglage approprié de la "zone d'étira- ge effectif" lorsqu'on désire obtenir un produit à allongement élevé.
Lorsqu'on désire obtenir un fil à faible allongemènt, la "zone d'étirage effectif" dans l'opération de filature est réglée pour que les fibres élastiques du mélange ne soient pas intention- nellement étirées-
Dans la filature des mélanges de fibres de l'invention, il est préférable de maintenir le point d'insertion de la torsion (c'est-à-dire le point focal du fil) aussi près que possible de la passe des rouleaux étireurs situés le plus en avant afin d'obtenir la tension maximum admissible dans les fibres élastiques étirées au moment où elles sortent de la zone d'étirage effectif, ou en d'autres mots, pour obtenir l'étirage maximum possible dans les fils formés.
Ceci revient à dire que la tension de filature du fil sera. plus élevée et les curseurs un peu plus lourds que ce qu'on
<Desc/Clms Page number 10>
utilise normalement pour traiter des fils formés de fibres entière- 'ment dures. Il est évident pour les spécialistes en la ma- tièrè que le point focal du fil peut être réglé si on le désire pour obtenir différentes propriétés dans les fils et les tissus, par exemple des changements de toucher, d'aspect visuel, de volume etc. Dans le cas de fils très fins, la tension de filature du fil reste plus grande que la tension normale pour des fils de fibres dures mais le curseur peut avoir le poids normal.
En outre, lorsqu'on file un mélange donné de fibres coupées sur un appareil de filature identique avec des zones d'étirage effectif et total constantes, les'variables suivantes affectent l'élasticité du fil obtenu de la manière indiquée :
1.- Pour un coefficient de torsion constant, l'élasticité du fil augmente avec le numéro coton.
2. - Pour une torsion constante du fil, un numéro coton croissant (autrement dit un coefficient de torsion dé- croissant) diminue l'élasticité du fil.
3.- Pour un numéro coton constant, une augmentation de la torsion du fil (c'est-à-dire une augmentation du coefficient de torsion) augmente l'élasticité du fil.
4.- L'élasticité du fil varie directement avec le poids de) rouleau flottant.
Dans le,doublage, l'élasticité du fil diminue initialement et ra- pidement lorsqu'on ajoute une torsion en sens opposé (par exemple une torsion "Z" dans les fils unitaires, et une torsion "S" dans le fil doublé'),. puis s'équilibre à mesure qu'on se rapproche d'une torsion équilibrée et ensuite l'élasticité augmente graduellement à mesure qu'on ajoute de la torsion.
Une des caractéristiques importantes de l'invention-.est qu'elle procure des mélanges de fibres qui permettent de fabriquer - des tissus et des fils à taux de reprise élevé présentant une lar- ge gamme d'allongements depuis le faible allongement jusqu'à l'allon- gement élevé.
Par exemple, il est à présent possible pour la pre-
<Desc/Clms Page number 11>
mière fois de préparer une large gamme de tissus légers ou lourds 'formés de fibres coupées et présentant l'aspect, le toucher, le pouvoir couvrant et le porter agréable des tissus normaux formés de fibres coupées, plus les propriétés de reprise et d'élasticité désirées, On n'a pu disposer jusqu'à présent de tissus élastiques légers présentant cette composition ou cette combinaison de pro- priétés. Par un réglage approprié de la composition et du procédé d'étirage suivant l'invention,' on peut obtenir une large gamme de matières textiles élastiques en plus de diverses matières textiles à haut pouvoir de reprise présentant certains autres avantages.
Les fils susceptibles d'être allongés ont un volume beaucoup plus important que les fils formés de 100% de la même fibre dure et les fils, ae l'invention susceptibles d'être allongés peuvent être ob- tenus en évitant nombre dés phases de traitement habituellement requises pour obtenir des fils allongeables formés de filaments continus; par exemple des étirages spéciaux, une augmentation du pouvoir couvrant, des retordages, crèpages, fixages à la chaleur ou retraits.
La différence significative entre les mélanges de l'in- vention présentant des propriétés d'allongement élevé et ceux présentant des propriétés de faible allongement est que dans le cas des mélanges ayant un allongement élevé, la fibre élastomère est l'élément qui supporte la charge au cours de rallongement tandis que dans le cas des mélanges à faible allongement la fibre dure.est l'élément qui supporte la charge au cours de-la partie allongement'du cycle. Pendant la partie reprise du cycle, la fibre élastomère est le facteur.principal contribuant au haut degré de reprise présenté par les deux types de produits.
Les termes "allon-' gement élevé et "faible allongement" sont des termes utilisés pour comparer les propriétés d'allongement des fils et des tissus de l'invention relativement aux propriétés d'allongement des fils ou des tissus de la même structure mais ne contenant que des fibres dures. En d'autres mots, .un tissu préparé à partir d'un mélange de
<Desc/Clms Page number 12>
fibres élastiques et dures et filé avec la zone d'étirage effectif critique correct pour obtenir des propriétés d'allongement élevé, présente une capacité d'allongement plus élevée que celle d'un tissu de même structure préparé à partir de 100% de fibres dures.
En réglant la zone d'étirage pour obtenir un tissu ayant un fai- ble allongement, on obtient un tissu qui s'étire du même ordre de . grandeur qu'un tissu témoin formé à 100% de fibres dures bien que le tissu contenant la fibre élastique possède bien entendu une re- prise plus élevée que le tissu témoin.
Des exemples de produits élastiques ou allongeables de ,l'invention sont des tissus, des tricots et des tissus non tissés pouvant être utilisés dans les vêtements "sans pointure" (chausset- tes, maillots, sous-vêtements., costumes de bain, gants, poignets élastiques, pull-overs, ceintures élastiques, costumes., manteaux, robes, jupes, vêtements de sport, vêtements type léotard, et acces- soires tels que rubans, nappes et autres tissus, ou tricots, ou tissus non tissés), produits d'ameublement (tissés de décoration, housses,draps, tapis, couvre-matelas, et rubans et nappes étroits pour différentes applications), produits industriels (tissu de garnissage pour véhicules, feutres tissés et non tissés, bandes et nappes pour différentes applications), et produits médicaux (bandages' chirurgicaux, supports médicaux, pansements élastiques,
bas chirur- gicaux, et rubans pour éclisses).
Les tissus à faible allongement et à haute reprise de l'invention peuvent être transformés en vêtements (pull-overs, jersey tricoté et tissé, vêtements tricotés ou non tissés et costumes), articles ménagers (carpettes, tapis et tissus d'ameublement) et produits industriels (structures tissées., non tissées,. et tricotées supportant la compression ou choc)
Dans le cas de produits à faible allongement et à haute reprise, une sollicitation extérieure déforme le tissu,dans les limites de sa structure jusqu'à la limite des fibres dures suppor- tant la charge présentes dans le tissu. La faibre élastomère pré- sente étant une matière à faible module d'élasticité, ne parti-
<Desc/Clms Page number 13>
cipe pas à cette déformation.
Par conséquent, dans les emplois où il est désirable que le tissu résiste à l'allongement par applica- tion d'une sollicitation extérieure, le groupe à faible allongement des produits tend à conserver sa forme. Toutefois, lorsque la force extérieure est supprimée, la fibre élastomère intervient et contri- bue à un degré de reprise plus élevé dans le mélange ou le tissu que le degré que l'on obtient lorsque l'élastomère n'est pas présent.
Les fibres coupées dures utilisées dans l'invention peuvent être n'importe quelle fibre coupée dure pouvant être traitée sur des machines textiles ordinaires et peuvent être préparées à partir de n'importe quelles matières synthétiques, telles que des polyesters (par exemple le téréphtalate de polyéthylène), des polyamides (par exemple la polyhexaméthylène adipamide, la poly- hexaméthylène sébaçamide, la polycaproamide, et des copolymères de différentes amides), des polymères et copolymères acryliques (par exemple le polyacrylonitrile, les copolymères d'acrylonitrile avec le chlorure de vinyle, le cyanure de vinylidène, la vinyl- pyridine, l'acrylate de méthyle), des polymères vinyliques (par exemple les copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de viny- le), les polymères et copolymères de tétrafluoréthylène,
le monochlorotrifluoréthylène, et l'hexafluoropropylène, le polyéthy- lène, les dérivés de cellulose (par exemple l'acétate de cellulose, la cellulose régénérée, l'éthylcellulose,dle triacétate de cellu- lose), le verre, ou de n'importe quelle fibre naturelle comme le coton, la laine, la soie, le jute, le lin ou un mélange de deux ou plusieurs de ces fibres dures-
Le terme "élastique" utilisé dans le présent contexte possède le sens généralement accordé à ce terme dans l'industrie textile et est utilisé ici pour décrire une fibre coupée synthéti- que élastomère susceptible de s'allonger d'au moins 100% avant de se rompre.
Des fibres élastiques utilisées dans la présente in- vention supportent de préférence 500 à 800% d'allongement avant de j se rompre et ont un module (force nécessaire pour les allon-
<Desc/Clms Page number 14>
ger d'une valeur déterminée) d'environ 0,05 ou moins. Ceci contrasta avec les fibres dures qui sont généralement caractérisées par un module compris entre 18 et 85 et qui en général ne s'allongent pas de plus de 20 à 40% avant de se rompre. Les fibres élastiques de l'invention sont non seulement caractérisées par une capacité d'allongement très élevée mais également par une reprise très rapide (presqu'instantanée) à l'état initial non crépé. La capacité d'allongement de la fibre élastique ne provient pas d'un crêpage ou d'une torsion..
La fibre élastique utilisée dans l'invention peut être n'importe quelle fibre synthétique élastomère coupée ayant un denier compris entre 3 et 30 environ et une longueur de fibre comprise entre 3/4 de pouce (20 mm) et 4 pouces (100 mm) environ.
De préférence, le denier de la fibre élastomère est compris entre
3 et 12. Un élastomère de condensation forme généralement des fibres ayant une reprise de traction d'environ 75% et une dégradation de la force appliquée inférieure à 35% environ lorsqu'on les mesure par les procédés d'essai décrits plus loin.
Les élastomères segmentés qui comprennent la plus grande partie des polymères correspondant à ces conditions, sont préparés au départ d'un polymère à bas poids moléculaire (c'est-à-dire ayant un poids moléculaire de 700 à 3500 environ), de préférence un polymère bi-fonctionnel avec des groupes terminaux comprenant de l'hydrogène actif, et en le faisant réagir avec une petite molécule susceptible de réagir avec lui dans des conditions telles qu'on obtienne un nouvel intermédiaire bi-fonction- nel avec des groupes terminaux susceptibles de réagir avec de l'hydrogène actif. Ces intermédiaires sont alors accouplés ou bien on allonge leur chaîne en les faisant réagir avec les compo- sés contenant de l'hydrogène actif.
Le polymère de départ à bas poids moléculaire peut être un polyester ou une polyesteramide et la petite molécule réagissant avec ce polymère est un diisocyanate.
Une large variété de composés hydrogénés réagissant avec les poly- mères peut être utilisée pour préparer les élastomères de condensa-
<Desc/Clms Page number 15>
tion segmentés. Parmi les agents les plus pratiques d'allongement des chaînes on compte l'eau, les diamines et les acides dibasiques.
Le brevet américain n 2.692.873 décrit des produits semblables dans lesquels les polyesters de départ ont été remplacés par des polyéthers d'une gamme de poids moléculaire correspondante.
Un certain nombre de composés macro-moléculaires comme les poly-' hydrocarbures, les polyamides, les polyuréthanes etc, avec des poids moléculaires appropriés, des caractéristiques de point de fusion appropriées, et des groupes terminaux appropriés, peuvent servir de point de départ pour la préparation d'élastomères segmen- tés de ce type. Le diisocyanate peut être remplacé par d'autres composés bi-fonctionnels tels que les halogénures de diacide qui sont susceptibles de réagir avec l'hydrogène actif. Les fibres d'es- ters de copolyéthers élastiques sont obtenues en condensant un polyéther glycol, un glycol aliphatique et un acide aromatique dibasique, ou un dérivé approprié et en formant une fibre à partir du polymère. L'emploi d'une fibre d'un élastomère de ce type est illustré dans les exemples.
Des fibres d'autres types d'élastomères de condensation conviennent également. Le brevet américain n 2. 670.267 décrit des copolyamides N-alkyl substituées qui sont très élastiques et pré- sentent un module suffisamment faible. Une copolyamide de ce type, obtenue en faisant réagir de l'acide adipique avec un mélange d'hexaméthylènediamine, de N-isobutylhexaméthylène diamine, et de
EMI15.1
N,N'-isobutylhexaméthylènedia.mine, produit un élastomère qui est particulièrement satisfaisant pour les buts de l'invention. Le brevet américain n 2. 623.033 décrit des copolyesters élastiques linéaires préparés en faisant réagir des glycols avec un mélange d'acides dicarboxyliques aromatiques et acycliques.
Les copolymères préparés à partir d'éthylène glycol, d'acide téréphtalique, et d'acide sébacique sont particulièrement utiles. Une autre classe d'élastomères de condensation utiles est décrite dans le brevet américain n 2.430.860..Les polyamides élastiques de ce brevet sont obtenues en faisant réagir des polycarbonamides avec de la
<Desc/Clms Page number 16>
formaldéhyde.
Des fibres élastiques possédant le denier et la longueur appropriés comme décrit ci-dessus et préparées à partir de poly- mères d'addition susceptibles de former des fibres, par exemple des copolymères de butadiène/styrène, de butadiène/acrylonitrile, et de butadiène/2-vinylpyridine, de polychlorobutadiène, des copolymères d'isobutylène avec de petites proportions de buta- diène, du polyéthylène chlorosulfoné, des copolymères de mono chlorotrifluoréthylène avec le fluorure de vinyle etc. peuvent être utilisées.
Les mélanges de fibres, fils, tissus et autres produits textiles préparés suivant l'invention peuvent recevoir les traite- ments d'achèvement habituels lorsque la chose est nécessaire ou dé- sirée, tels que dégraissage, lavage, nettoyage à sec, pressage, teinture, traitement thermique et adoucissement de la surface.
Les exemples qui suivent illustrent des formes d'exécu- tion particulières de l'invention pour préparer des produits à grand allongement et taux de reprise élevé, ainsi qu'à faible allongement et taux de reprise élevé. Toutes les proportions sont en poids sauf indication contraire.
EXEMPLE I . -
On utilise un mélange de fibres acryliques coupées et de fibres de copolyester élastomères coupées pour fabriquer un pull- over possédant un taux de reprise élevé. Le mélange contient (1)
30% d'une fibre coupée (2 pouces (5 cm) de longueur, 2 deniers par filament,, étirés 4X) formée d'un copolymère de 94% d'acrylonitrile et 6% d'acrylate de méthyle ayant un retrait résiduel d'environ 15%, (2) 45% de la même fibre coupée acrylique mais ayant un retrait résiduel d'environ 2% et (3) 25% d'une fibre coupée élastomère copolyétherester 1-1/2 pouce (38 mm) de longueur et 3 deniers par filament). La fibre de copolyétherester est composée de 40% de téréphtalate d'éthylène glycol et de 60% d'oxyde de tétraméthylène de téréphtalate de glycol.
On pulvérise sur les trois fibres 1% d'une composition lubrifiante et antistatique convenable puis on les mélange par couches, on les transforme ennappe sur une
<Desc/Clms Page number 17>
machine à coton et par cardage en un ruban qu'on étire pour le transformer en mèche. La mèche est filée à un numéro coton de 18,5/1 (10 torsions "Z" par pouce) et doublée avec une torsion de
5 tours "S" par pouce. Dans toutes les zones d'étirage des opérations précitées, tant la zone d'étirage effectif que la zone d'étirage des fibres dures est plus longue que toute fibre coupée dans le mélange. Le fil est tricoté pour former un pull-over avec 13 rangs par pouce sur une machine Jacquard 12-cut, gauge 36, 17 pouces (425 mm), 4 fils d'alimentation.
Un til témoin composé de 100% de fibres acryliques (2 pouces (50 mm) de longueur, 2 deniers par filament, 70% desquelles ont un retrait résiduel de 2% et 30% un retrait résiduel de 15%) est tricoté pour obtenir un pull-over sur la même machine, également avec 13 rangs au pouce. Les deux tricots sont débouillis à l'état relâché puis vaporisés à l'état relâché pendant 30 secondes pour éliminer les plis. A l'examen subjectif, le tricot contenant la fibre élastomère de copolyéther- ester est beaucoup plus doux au toucher et a un meilleur pouvoir couvrant, une meilleure compression et une meilleure reprise que le tricot témoin ne contenant pas de fibre élastomère.
Le tableau I montre les propriétés de reprise du tricot contenant la petite proportion de fibre coupée élastomère, sensiblement supérieure au tricot témoin.
TABLEAU I.
EMI17.1
<tb>
Témoin <SEP> Essai
<tb> (Rang <SEP> -.côtes) <SEP> (Rangs <SEP> x <SEP> côtes)
<tb>
<tb> Structure <SEP> du <SEP> tricot <SEP> 23 <SEP> x <SEP> 17 <SEP> 26 <SEP> x <SEP> 17
<tb>
<tb> Reprise <SEP> de <SEP> forme <SEP> après
<tb> traction <SEP> (%)
<tb> (50% <SEP> d'allongement) <SEP> 49% <SEP> 38% <SEP> 79% <SEP> 70%
<tb>
EXEMPLE II .
-
On prépare sur une petite machine à carder et on fait passer dans une machine industrielle à tricoter les fourrures synthétiques, un mélange de fibres coupées contenant 50% de fibre coupée de polyacrylonitrile (3/2 (38 mm) pouce de long, et 3 deniers par filament, étirée environ 4 x) et 50% de fibre coupée d'élasto-
<Desc/Clms Page number 18>
mère (6 deniers, 3/2 pouce de longueur) obtenue à partir d'un copoly- ester de 40% de téréphtalate de polyoxyde d'éthylène et 60,1 la de téréphtalate d'éthylène. Des fibres coupées (3/2 pouce de longueur, 3 deniers par filament) composées de 100% de polyacrylonitrile sont traitées de même à titre de témoin.
Le mélange d'essai et le témoin sont alors tondus pour imiter la fourrure du mouton. A l'examen subjectif, l'échantillon d'essai est plus doux au toucher que le témoin composé de 100% de fibre dure traditionnelle. Les essais de reprise après compression montrent que la fourrure contenant 50% d'élastomère est sensiblement supérieure au témoin comme l'indique le tableau II.
TABLEAU II.
EMI18.1
<tb>
Témoin <SEP> Essai
<tb>
<tb> Fourrure <SEP> de <SEP> mouton <SEP> Fourrure <SEP> de <SEP> mouton
<tb> 100% <SEP> de <SEP> fibres <SEP> 50% <SEP> de <SEP> fibres <SEP> dures
<tb> dures <SEP> 50% <SEP> d'élastomère
<tb>
<tb> % <SEP> de <SEP> reprise <SEP> après
<tb> compression <SEP> sous
<tb> poids <SEP> fixe <SEP> 82% <SEP> 98%
<tb>
EXEMPLE III. -
On prépare un tissu convenant pour la confection de vê-- . tements en utilisant les fils de chaîne et de trame suivants:
EMI18.2
<tb> Fil <SEP> de <SEP> trame <SEP> d'essai <SEP> Fil <SEP> de <SEP> chaîne <SEP> d'essai
<tb>
<tb> 80% <SEP> de <SEP> fibres <SEP> coupées <SEP> de <SEP> poly- <SEP> 100% <SEP> de <SEP> polyhexaméthylène <SEP> adipahcxaméthylène <SEP> adipamide <SEP> mide <SEP> (3 <SEP> deniers <SEP> par <SEP> filament <SEP> et <SEP>
<tb> (3 <SEP> deniers <SEP> par <SEP> filament <SEP> 2 <SEP> 3/2 <SEP> pouce <SEP> (38 <SEP> mm) <SEP> de <SEP> longueur)
<tb> pouces <SEP> (50 <SEP> mm) <SEP> de <SEP> longueur)
<tb>
20% de fibres coupées délasto- Achèvement mère de copolyétherester (comme dans l'exemple I mais 6 deniers par filament)
EMI18.3
<tb> Achèvement <SEP> appliqué <SEP> aux <SEP> deux <SEP> Système <SEP> coton <SEP> américain
<tb> fibres <SEP> coupées
<tb>
<tb> Système <SEP> coton <SEP> américain <SEP> Numéro <SEP> du <SEP> fil <SEP> 20/2 <SEP> (n <SEP> coton)
<tb>
<tb> ..Numéro <SEP> du <SEP> fil <SEP> 25/2 <SEP> (n <SEP> coton) <SEP> Torsion: <SEP> fil <SEP> simple <SEP> 20 <SEP> "Z"
<tb> fil <SEP> doublé <SEP> 12 <SEP> "S"
<tb>
Torsion: fil simple 25 "Z" fil doublé.12 "S"
On utilise ces fils, filés sur un métier de filature Casablanca Whitin avec une zone d'étirage de fibres dures réglée à
<Desc/Clms Page number 19>
4-11/16 pouces (118 mm) et une zone 'd'étirage effectif de 7/8 pouce (22 mm) pour former des tissus armure toile (30 fils de chaîne et 36 fils de trame).
Toutes les zones d'étirage avant la filature sont plus longues que les fibres coupées dans le mélange.
Un tissu témoin de la même armure .et du même nombre de fils est préparé sur la machine à partir de-fibres coupées de 100% de polyamide (3/2 pouce (38 mm) de longueur, 3 deniers par filament pour les fils de chaîne et 2 pouces (50 mm) de longueur, 3 deniers par filament pour les fils de trame).
Armure; Toile Nombre de fils sur métier : fils de chaîne - 36 fils de trame
Fil de chaîne Témoin: identique au fil de chaîne d'essai mais formé de 100% de polyamide
Les tissus obtenus sont achevés simultanément par un lavage en barque de 30 minutes, suivi d'extraction et-séchage Palmer à l'aide de vapeur à 10 psi (0,7 kg/cm2). Après achèvement, le tissu d'essai présente un plus grand allongement dans le sens de la trame
40% d'allongement comparé à 12,5% d'allongement, essai à la main) et présente une reprise supérieure à celle du témoin, composée de polyamide à 100%.
En .plus, ce tissu présente une plus grande capaci- té de conserver sa résistance à la déformation (c'est-à-dire moins grande dégradation de l'effort de déformation) que le tissu témoin pour un allongement donné, ce qui indique une meilleure conservatior de la forme au porter du tissu d'essai par rapport au tissu témoin.
TABLEAU III.
EMI19.1
<tb>
Tissu <SEP> témoin <SEP> Tissu <SEP> d'essai
<tb>
<tb>
<tb> Reprise <SEP> de <SEP> traction <SEP> (%) <SEP> 41% <SEP> 78%
<tb>
<tb>
<tb> allongement <SEP> de <SEP> 25%
<tb>
EXEMPLE IV. -
On prépare un mélange de fibres coupées contenant (1) 60% de fibre coupée acrylique (2 deniers par filament, 2 pouces (50 mm) de longueur) ayant un retrait résiduel d'environ 2%, (2)
25% de fibre coupée acrylique (3 deniers par.filament et 2 pouces (50 mm) de longueur) ayant un retrait résiduel d'environ 15%, et
<Desc/Clms Page number 20>
(3) des fibres de copolymère élastiques (6 deniers par filament .et 3/2 pouce (38 mm) de longueur). Les deux fibres coupées acry- liques sont les mêmes que celles utilisées dans l'exemple I.
Le copolymère élastique est préparé en condensant du poly(oxyde de tétraméthylène)glycol (40 parties) ayant un poids moléculaire de
1000 avec 20 parties de méthylène bis(4-phénylisocyanate). Le polyéther diuréthane ayant des groupes terminaux isocyanate réagit avec 2 g de monohydrate d'hydrazine dans la N,N-diméthyl- formiamide pour obtenir un copolymère ayant une viscosité inhérente de 2,2 dans une solution de méta-crésol. Les filaments sont filés à sec à partir de ce copolymère et coupés à la longueur de fibre désirée.
On pulvérise sur chacune des fibres 2% d'un apprêt lubrifiant et antistatique. Les trois fibres sont mélangées sur une machine à mélanger la laine et travaillées suivant le système coton américain de la manière suivante : passes au Whitin picker; cardage au cylindre., 2 passes au banc d'étirage (Saco Lowell),
1 passe au banc à mèche (Saco Lowell). A ce point, la mèche est divisée en deux lots séparés pour être traitée sur un banc de. fila- ture Saco Lowell (figure 1). Toutes les zones d'étirage avant la filature sont plus longues que n'importe quelle fibre du mélange.
Le lot A est filé avec des rouleaux d'étirage réglés de la manière suivante:
Zone d'étirage des fibres dures - 3-3/4 pouces (95 mm)
Zone d'étirage effectif -3/2 pouce (38 mm)
On obtient un fil pour pull-over à faible allongement, d'aspect habituel, de taux de reprise élevé, numéro de coton 18/1 avec un étirage de filature total de 14X.
Le lot B est filé avec des rouleaux d'étirage réglés de la manière suivante :
Zone d'étirage des fibres dures - 3 3/4 pouces (95 mm)
Zone d'étirage effectif 1/2 pouce (13 mm)
On obtient un fil pour chaussettes numéro de coton 30/1,étirable, en utilisant mm étirage. de filature total de 25,8X.
<Desc/Clms Page number 21>
Le tableau IV montre plusieurs propriétés de fil indi- quant les nombreuses possibilités d'application d'un seul mélange de fibres coupées de l'invention travaillé avec différents réglag critiques des zones d'étirage effectif; deux fils entièrement différents sont obtenus à partir du même mélange initial de fibre coupées. Le lot A est un fil présentant un haut coefficient de re. prise et un faible allongement, et le lot B ùn fil présentant une reprise élevée et un allongement élevé.
TABLEAU IV
EMI21.1
<tb> Fil <SEP> à <SEP> faible <SEP> allon- <SEP> Fil <SEP> à <SEP> allonge
<tb>
<tb>
<tb> gement <SEP> ment <SEP> élevé
<tb>
<tb> Lot <SEP> A <SEP> Lot <SEP> B
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Numéro <SEP> coton <SEP> 18/2 <SEP> 30/2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Coefficient <SEP> de <SEP> torsion
<tb>
<tb>
<tb> fil <SEP> simple <SEP> , <SEP> 2,4 <SEP> 3,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Coefficient <SEP> de <SEP> torsion
<tb>
<tb>
<tb> fil <SEP> doublé <SEP> 1,6 <SEP> 2,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Coefficient <SEP> de <SEP> torsion
<tb>
<tb>
<tb> Rapport <SEP> 3/2 <SEP> 3/2 <SEP> . <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Ténacité <SEP> (grammes <SEP> par <SEP> denier) <SEP> 1,4 <SEP> 1,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> de <SEP> capacité <SEP> d'allongement;
<tb>
<tb>
<tb> après <SEP> filature <SEP> 2,3 <SEP> 56
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> de <SEP> capacité <SEP> d'allongement
<tb>
<tb>
<tb> après <SEP> débouillissage <SEP> 9,8 <SEP> 140
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> de <SEP> reprise <SEP> d'allongement
<tb>
<tb>
<tb> après <SEP> filature <SEP> 92 <SEP> 77
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> de <SEP> reprise <SEP> d'allongement
<tb>
<tb>
<tb> après <SEP> débouillissage <SEP> 82 <SEP> 90
<tb>
Un fil témoin filé dans les cernes conditions que le lot A est préparé à partir d'un mélange de 60% de fibre acrylique coupée de 3 deniers par filament et 2 pouces (50 mm)
de longueur (2% de retrait résiduel) et de 40% de fibre acrylique coupée de 3 deniers par filament et 2 pouces (50 mm) de longueur (15% de retr résiduel), les deux fibres coupées acryliques ayant la même compo sition que dans l'exemple I.
On tricote deux pull-overs sur une machine Transfer Lieghton 12-cut, l'un à partir du fil à faible allongement et à reprise élevée du lot l'et l'autre à partir d'un fil témoin .
<Desc/Clms Page number 22>
à 100% de fibre acrylique. Le pull-over d'essai et le pull-over témoin sont teints en beige et achevés simultanément par les procé- dés commerciaux pour obtenir une structure finale rang X point de 18 x 16. Comparé au pull-over témoin, le pull-over d'essai pré- sente une reprise de'traction sensiblement améliorée indiquant une meilleure conservation de la forme du corps, du col, de la taille et des poignets du pull-over.
En outre, le pull-over d'essai conte- nant des fibres élastiques n'exige que -la moitié de la force requi- se par le pull-over témoin pour s'allonger dans le sens de la lar- geur (sens des rangs) de 50%. Il est donc beaucoup plus facile à mettre et plus agréable à porter par des personnes de taille diffé- rente que le pull-over témoin. D'autre part, le pull-over d'essai a un toucher plus doux, plus "cachemire" que le pull-over témoin.
EXEMPLE V.-
On prépare une série de sept fils composés de' fibres diffé- rentes comme indiqué dans le tableau V, en utilisant essentielle- ment les mêmes conditions que pour le fil de l'exemple III.
Les zones d'étirage effectif pour la filature des fils E, F et G sont plus courtes que les fibres de copolymère élastiques de cha- que mélange. Après filature, tous les fils sont lavés pendant 30 minutes dans le tétrachlorure de carbone puis débouillis pendant
30 minutes dans de l'eau contenant 1% d'agent mouillant et séchés.
Le volume du fil est déterminé pour chaque échantillon de fil sous les deux charges indiquées dans le tableau V. Le tableau montre que les fils obtenus à partir de mélanges de fibre dure et de fibre élastique (c'est-à-dire les fils D, E, F et G) ont un volume supé- rieur qu'ils soient filés en fils à grand allongement ou faible allongement, comparés aux fils témoins correspondants ne contenant pas de fibre élastique.
<Desc/Clms Page number 23>
TABLEAU V.
EMI23.1
<tb> chantil- <SEP> - <SEP> Composition <SEP> Type <SEP> de <SEP> fil <SEP> Numéro <SEP> Volume <SEP> de <SEP> fil <SEP> (cm3/g)=
<tb> lon <SEP> nominal <SEP> sous <SEP> une <SEP> charge <SEP> de <SEP> 0,1 <SEP> g <SEP> sous <SEP> une <SEP> charge
<tb> tendu <SEP> de <SEP> 0,5g
<tb> A <SEP> Coton <SEP> Ordinaire <SEP> 40/1 <SEP> 1,54 <SEP> 1,41
<tb> B <SEP> 100% <SEP> de <SEP> fibre <SEP> acrylique <SEP> à <SEP> Ordinaire <SEP> 25/2 <SEP> 3,65 <SEP> 3,36
<tb> faible <SEP> retrait <SEP> (Ex. <SEP> 1) <SEP> ,
<tb> C <SEP> 60% <SEP> de <SEP> B <SEP> et <SEP> 40% <SEP> de <SEP> fibre <SEP> Volume <SEP> élevé <SEP> 18/2 <SEP> 6,90 <SEP> 5,98
<tb> acrylique <SEP> à <SEP> retrait <SEP> élevé
<tb> (Ex.
<SEP> 1)
<tb> D <SEP> 60% <SEP> de <SEP> B, <SEP> 25% <SEP> de <SEP> fibre <SEP> Faible <SEP> allongement <SEP> 18/2 <SEP> 7,48 <SEP> 7,01
<tb> ( <SEP> acrylique <SEP> à <SEP> retrait <SEP> élevé
<tb> f <SEP> (Ex. <SEP> 1) <SEP> et <SEP> 15% <SEP> de <SEP> fibre <SEP> de
<tb> copolymère <SEP> (Ex. <SEP> IV)
<tb> E <SEP> Comme <SEP> D <SEP> Allongement <SEP> élevé <SEP> 30/2 <SEP> 8,83 <SEP> 7,81
<tb> F <SEP> 85% <SEP> de <SEP> coton <SEP> et <SEP> 15% <SEP> de <SEP> Allongement <SEP> élevé <SEP> 40/1 <SEP> 5,36 <SEP> 2,96
<tb> fibre <SEP> copolymère <SEP> (Ex.IV)
<tb> "G <SEP> 80% <SEP> de <SEP> coton <SEP> et <SEP> 20% <SEP> de <SEP> Allongement <SEP> élevé <SEP> 40/1 <SEP> 5,79 <SEP> 4,45
<tb> fibre <SEP> copolyère <SEP> (Ex. <SEP> IV)
<tb> x <SEP> centimètre <SEP> cube <SEP> par <SEP> gramme.
<tb>
<Desc/Clms Page number 24>
EXEMPLE VI . -
On introduit simultanément dans un banc de filature Saco Lowell, un bout de mèche (2 écheveaux) préparés comme dans l'exemple IV à partir d'un mélange de 60% de fibre acrylique à faible retrait, 25% de fibre acrylique à retrait élevé et 15% de fibre élastique, et deux mèches (4 écheveaux) composées d'un Mé- lange de 80% de fibre coupée acrylique de 2 dpf et 5/2 pouces (63 mm) et de 20% de fibre coupée acrylique 4 2/2 dpf, 2 1/2 pouces de l'exemple 1 ayant tous deux un retrait résiduel d'environ 2;.
Les réglages du banc de filature sont les suivants:
EMI24.1
<tb> Zone <SEP> d'étirage <SEP> de <SEP> fibre <SEP> dure <SEP> - <SEP> 3 <SEP> 1/8 <SEP> pouce <SEP> (80 <SEP> mm) <SEP> (plus <SEP> long <SEP> que
<tb>
<tb> les <SEP> fibres <SEP> dures)
<tb>
<tb>
<tb> Zone <SEP> d'étirage <SEP> effectif- <SEP> 3/4 <SEP> pouce <SEP> (19 <SEP> mm) <SEP> (plus <SEP> court <SEP> que
<tb>
<tb> les <SEP> fibres <SEP> élastiques)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Etirage <SEP> - <SEP> 17,2X
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Torsion- <SEP> 19 <SEP> "Z"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Curseur <SEP> - <SEP> N <SEP> 24
<tb>
Comme l'indique le Tableau VI, un fil à allongement élevé n coton 17/1 contenant. 92,5% de fibre acrylique, 7,5% de fibre élastique est formé à partir de ce mélange.
Ce fil à allongement élevé est particulièrement utile pour tricoter des chaussettes courtes pour hommes. Sans la fibre élastique coupée ou sans le réglage approprié de la zone d'étirage effectif, on n'obtient pas un fil à capacité d'allongement élevée, comme l'indique le tableau VI.
TABLEAU VI.
EMI24.2
<tb>
Propriété <SEP> Fil <SEP> à <SEP> capacité <SEP> Fil <SEP> témoin
<tb> d'allongement <SEP> élevée <SEP> (sans <SEP> fibre <SEP> élastiaue)
<tb>
<tb> Numéro <SEP> coton <SEP> 17,1 <SEP> 17,1
<tb>
<tb> Coefficient <SEP> de <SEP> torsion <SEP> 4,6 <SEP> 4,6
<tb>
<tb> Torsion <SEP> 19 <SEP> "Z" <SEP> 19 <SEP> "Z"
<tb>
<tb> Ténacité <SEP> (gr <SEP> par <SEP> denier) <SEP> 1,6 <SEP> 1,6
<tb>
<tb> % <SEP> de. <SEP> capacité <SEP> d'allongement:
<tb> à <SEP> la <SEP> filature <SEP> 163 <SEP> inférieur <SEP> à <SEP> 10
<tb>
<tb> % <SEP> de <SEP> capacité <SEP> d'allongement
<tb> après <SEP> débouillissage <SEP> 233 <SEP> inférieur <SEP> à <SEP> 15.
<tb>
<Desc/Clms Page number 25>
EXEMPLE VII.-
Cet exemple montre comment un.fil à capacité d'allonge- ment élevée contenant 20% de fibre élastique peut être dilué en le tissant de façon à obtenir un tissu ne contenant pas plus de 4% de fibre élastique tout en donnant à ce tissu un taux de re- prise élevé et une grande capacité d'allongement.
On prépare un mélange à partir d'une fibre acrylique coupée (2 dpf, 5/2 pouces (63 mm)) obtenu à partir des mêmes compo- sitions que dans l'exemple I et ayant un retrait résiduel d'environ 2%, et de 20% de fibre coupée élastique (6 dpf, 2 1/16 pouce (52 mm)) obtenu à partir de la même composition copolymère élastique que dans l'exemple IV.
On applique aux deux fibres un apprêt lubrifiant et antistatique approprié. On donne à la fibre élastique une ouvraison préliminaire puis on la mélange à la fibre acrylique dans un mélangeur pour laine cardée et on la travaille suivant le système à coton américain de la manière suivante : 2 passes Whitin picker, cardage au cylindre, 2 passes au banc d'étirage (Saco Lowell), 2 passes au banc à mèche (Saco Lowell). Les réglages des rouleaux étireurs sont 1-2 = 3", (76 mm) 2-3 = 2-13/16" (70 mm) et les régla- ges des rouleaux à mèche sont 1-2 = 2-7/8", (72 mm) 2-3 = 3-1/16" (78 mm). Tous les réglages de la zone d'étirage avant filature sont plus longs que n'importe quelle fibre du mélange.
La filature s'ef- fectue sur un métier Saco-Lowell avec les réglages suivants:
EMI25.1
<tb> Zone <SEP> d'étirage <SEP> des <SEP> fibres <SEP> dures <SEP> - <SEP> 3 <SEP> pouces <SEP> (76 <SEP> mm)
<tb>
<tb> Zone <SEP> d'étirage <SEP> effectif <SEP> - <SEP> 3/4 <SEP> pouce <SEP> (19 <SEP> mm)
<tb>
<tb> Etirage- <SEP> 20,4X
<tb>
<tb> Torsion- <SEP> 30 <SEP> "Z"
<tb>
<tb> Curseur- <SEP> n <SEP> 23
<tb>
Ces réglages donnent un fil de numéro coton 40/1 à grande capacité d'allongement qui est alors.doublé avec 10 tours "S", Ce fil a une capacité de 1,4 g par denier et une capacité d'allongement de 234%.
<Desc/Clms Page number 26>
avec une reprise de 86% après relâchement (débouillissage). Le fil ' est teint en jaune sous forme d'écheveau.
Des tissus sont alors tissés en utilisant ce fil et un fil-témoin identique au fil témoin composé à 100% de fibre acrylique de l'exemple IV comme fil de trame avec une chaîne en acétate noire de 75 deniers.
TISSU I
Chaîne - acétate noire de 75 deniers (fil du commerce)
Trame - fil jaune de 270 deniers (n coton 40/2) suscepti- ble d'allongement (20% de fibre élastiques-
Structure - 180 fils de chaîne x 50 fils de trame
Armure - satin de 5.
TISSU II.
Chaîne - acétate noire de 75 deniers (fil du commerce)
Trame - A. Fil jaune susceptible d'allongement de 270 deniers (40/2 numéro coton)
B. Fil témoin acrylique (non teint) de 550 deniers (numéro du coton 18/2)
Structure - 180 fils de chaine x 50 fils de trame
Armure - satin de 5, en alternant 20 duites de A et 20 duites de B.
On lave les tissus à 140 F (60 C) dans de l'eau et du détergent, on les sèche sur une rame à picot à 250 F (121 C), on les relâche, on les soumet à un semi-décatissage pendant 3 minutes à la vapeur, et on les traite sous vide pendant 1 minute. Le tissu achevé I pèse 7,2 onces par yard carré et a un allongement à la main de 95%. Le tissu achevé II pèse 10 onces par yard carré et a un allongement à la main de 50-60%. Les deux tissus présentent un taux de reprise élevé et un grand allongement qui les. rend parti- culièrement appropriés comme tissus pour costumes de bain, pour sous-vêtements du type gaine, et-pour housses à glisser sur des fauteuils.
La composition du tissu 1 est 40% de fibre acrylique, 50% d'acétate, 10% de copolymère élastique tandis que celle du, tissu II est 56% de fibre acrylique, 40% d'acétate et 4% de copoly- mère élastique. Les deux tissus ont une reprise de forme de 50%
<Desc/Clms Page number 27>
pour un allongement de 88% En mélangeant diverses proportions de fils à allongement élevé avec des fils à faible allongement, on peut obtenir des tissus présentant différentes textures super-
EMI27.1
ficielles, par exempleletissuld#rjtcj-dessus est plat et lisse d'aspect tandis que le tissu II présente des bandes alternantes., cloquées et plates.
EXEMPLE VIII. -
On prépare deux feutres non tissés l'un de poil de lapir et l'autre d'un mélange de poil et d'un copolymère élastique synthétique. Avant la formation du feutre chaque fibre est ouverte et mélangée par cardage à la main. Le mélange de poil ou de fibres est feutré en faisant passer les fibres coupées.dans une machine à feutrer Abbott qui travaille simultanément les fibres mécaniquemer tout en appliquant de la chaleur et de l'humidité pendant les cycles indiqués ci-dessous.
L'échantillon A est composé de 75% en poids de poil de lapin mélangé à 25% en poids d'une fibre élastomère de 3 dpf, 1/2-3/4 pouce (13-19 mm), cette fibre élastomère ayant la même com- position que la fibre copolymère élastique décrite dans l'exemple 14. Ce mélange de poil et de copolymère élastique est travaillé au mouillé par la machine à feutrer Abbott pendant 10 minutes à 70 C. L'échantillon B est constitué de 100% de fourrure de lapin et est utilisé comme témoin, cette fourrure étant traitée au mouillé dans la machine à feutrer Abbott pendant 5 minutes à 55 C puis pendant 10 minutes à 51 C.
A l'essai l'échantillon A donne une densité de feutre de 0,23 g par centimètre cube tandis que l'échantillon B donne une densité de 0,16 g par cm3. Lorsqu'on COIT pare qualitativement les tendances des deux feutres à se séparer, . l'échantillon A ne présente aucune tendance à se séparer par couct 'tandis que l'échantillon B montre une légère tendance à se séparer par couches sous l'effet de la flexion.
Les tendances relatives à se séparer en couches des deux feutres montrent que le copolymère élastique n'empêche pas le'feu- trage comme la plupart des fibres synthétiques mais améliore
<Desc/Clms Page number 28>
le feutrage du poil. L'addition du copolymère élastique au poil augmente la densité et par conséquent la dureté et la compacité de la structure du feutre. Il est important qu'aucune des structures de feutre contenant le copolymère élastique ne présente de tendance à se séparer par couches ce qui est un défaut commun à la plupart des mélanges de poil avec des fibres synthétiques dures travaillées par les procédés normaux de feutrage comprenant la chaleur, l'humi- dité et le travail mécanique.
Il y a lieu de noter que même le feutre à 100% de poil montre une légère séparation par couches dans les conditions d'essai indiquées et' que cette tendance est éliminée en ajoutant le copolymère élastique au poil.
EXEMPLE IX.-
On prélève plusieurs échantillons de fibres coupées-des rubans de carde au cours du traitement des fibres,et ces échan- tillons sont façonnés à la main pour former une boule de fibres et soumise à l'essai Busse de reprise après compression.
TABLEAU VII.
EMI28.1
<tb>
Composition <SEP> des <SEP> fibres <SEP> % <SEP> de <SEP> reprise <SEP> % <SEP> de <SEP> reprise
<tb> coupées <SEP> (après <SEP> 15 <SEP> minutes) <SEP> (après <SEP> 24 <SEP> heures)
<tb>
<tb> A <SEP> 100% <SEP> de <SEP> fibre <SEP> coupée
<tb> acrylique <SEP> (témoin <SEP> de
<tb> l'exemple <SEP> I) <SEP> 40 <SEP> 60
<tb>
<tb> B <SEP> 75% <SEP> de <SEP> A <SEP> et <SEP> 25% <SEP> d'élastomère <SEP> de <SEP> copolyétherester
<tb> de <SEP> l'exemple <SEP> 1 <SEP> 55 <SEP> 73
<tb>
<tb> C <SEP> 100% <SEP> de <SEP> fibre <SEP> coupée <SEP> de
<tb> polyamide <SEP> (trame <SEP> témoin
<tb> de <SEP> l'exemple <SEP> III)
<SEP> III <SEP> 133
<tb>
<tb> D <SEP> 50% <SEP> de <SEP> C <SEP> et <SEP> 50% <SEP> de <SEP> fibre
<tb> coupée <SEP> de <SEP> copolyétherester <SEP> de <SEP> l'exemple <SEP> III <SEP> 200 <SEP> 229
<tb>
Comme l'essai de Busse établit un rapport entre le maintien de la hauteur d'un tissu et la reprise élastique, ces chiffres donnent des indications sur l'amélioration qu'une fibre élastique apporte à la résistance à l'écrasement et à la reprise élastique des tapis, des fourrures, des feutres, des rembourrages et d'autres structures non tissées où les fibres coupées sont comprimées ou pliées les unes sur les autres et où il est désirable qu'elles reprennent
<Desc/Clms Page number 29>
leur position initiale après compression.
On trouvera ci-après une description de chaque essai utilisé dans les exemples pour mesurer les propriétés indiquées des mélanges, des fils et des tissus.
La ténacité à la rupture en grammes par denier est la force de traction appliquée à un spécimen de fil à la rupture.
Cette valeur est mesurée à l'aide d'un appareil de traction Suter Tous les échantillons de fil sont conditionnés et essayés à 65% d'humidité relative et 70 F (21 C). La longueur de l'échantillon est de 10 pouces (250 mm). L'échantillon de fil est monté à la longueur spécifiée sous approximativement une charge de 0,1 g par denier et la mâchoire inférieure de l'appareil d'essai tombe à la vitesse de 12 pouces (300 mm) par minute.
La reprise de forme après traction est la reprise d'all gement exprimée en pourcentage de l'allongement donné à des fibre fils et tissus. Cette propriété est mesurée sur des tissus, par exemple en utilisant un appareil de traction Instron et des échan tillons qui ont un pouce (25 mm) de largeur et en plaçant une longueur de un pouce éntre les mâchoires de l'appareil d'essai, Tous les échantillons de tissu sont conditionnés au point de vue - hwnidité et essayés à 65% d'humidité relative et 70 F (21 C).
Toutes les vitesses d'allongement des échantillons sont 100% par minute. L'échantillon soumis à l'essai est mécaniquement conditio' né en l'allongeant de 10% de sa longueùr initiale puis en le lais sant reprendre immédiatement avant l'essai. L'échantillon est alo allongé dans la mesure indiquée, maintenu à cet allongement pen- dant 1 minute, puis on le laisse reprendre sa forme à la même vit se que la vitesse à laquelle on l'a allongé.
La dégradation de traction d'une fibre, d'un fil ou d'u tissu est déterminée en utilisant le même appareil qu'on utilise ci-dessus pour déterminer la reprise de forme après traction et e: utilisant les mêmes échantillons. Pendant le temps que l'échantil Ion textile est maintenu à l'allongement spécifié,¯1 minute comme indiqué dans l'essai ci-dessus, la force nécessaire pour
<Desc/Clms Page number 30>
maintenir cet allongement varie avec le temps. Le rapport de ce changement incrementiel de force à la force initiale nécessaire pour obtenir l'allongement spécifié, exprimé en pourcentage, est appelé la dégradation de traction de l'échantillon.
Le volume du fil en cm3 par gramme est l'équivalent du volume spécifique d'un fil qui est égal à l'inverse de la densité du fil en gramme/cm 3. La mesure est effectuée à 65% d'humidité relative et 70 F (21 C). Le diamètre moyen du fil est mesuré optiquement sous les charges indiquées. Le poids moyen du fil est mesuré sous les mêmes charges. En connaissant la longueur du fil utilisé, le volume spécifique est alors calculé en cm3 par gramme du fil sous la charge désignée.
La reprise de compression par un poids mort en pour-cent est la capacité d'une structure du type à poil de reprendre sa forme après écrasement par un poids. L'essai est effectué à 65% d'humidité ,relative, à 70 F (21 C). On applique une pression de 15 psi (1 kg/cm2)à l'échantillon sur une surface horizontale plane pendant 18 heures. On supprime alors la pression et l'épaisseur de l'échantillon est mesurée après une durée de reprise indiquée (48 heures), la reprise étant exprimée en proportion de l'épaisseur initiale de l'échantillon. Toutes les mesures d'épaisseur sont effectuées à l'aide d'une jauge Ames sous une pression de 0,32 p.s.i.g..
(0,022 kg/cm2)
La capacité d'allongement d'un fil et la reprise d'un fil tous deux exprimés en % sont des mesures de la capacité d'un fil de s'allonger ou de s'étirer sous une charge ou une force indiquée et de reprendre sa longueur après cet étirage. Le fil est préparé (venant de filature ou débouilli) en écheveaux en enroulant le fil sous une charge d'environ 0,1 g par denier. Le nombre de tours par écheveau est égal à denier 5000 du fil. Ceci donne un renier total de 10000 pour le faisceau de fils lorsque les ,éche- Veaux sont suspendus à des crochets de deux grammes et qu'on accroche un autre crochet de deux grammes à la boucle inférieure de
<Desc/Clms Page number 31>
chaque écheveau. La longueur initiale de l'écheveau est désignée par IL.
On ajoute un poids de 1000 grammes au crochet inférieur de l'écheveau pendant 30 secondes. Aussitôt que possible après cet intervalle de 30 secondes, on mesure la longueur de 1'écheveau et on la désigne par EL. On supprime le poids de 1000 g, on laisse le crochet de deux grammes sur l'écheveau et on le laisse reprendre pendant.15 minutes. La longueur de reprise de l'écheveau est appelée RL. Les calcule suivants sont alors effectués: % de capacité d'allongement (sous une charge de 0,1 g par denier)
EL-IL/ILX 100
EMI31.1
% de reprise de l'allongement=É ¯ x 100
La densité du feutre est une mesure du poids par unité de volume en grammes par centimètre cube du feutre qui indique sa compacité et sa dureté.
La densité est calculée à partir de l'épais- seur de l'échantillon mesurée à 3,2 psi (0,22 kg/cm2) à l'aide d'une jauge Ames et le poids par unité de surface du feutre.
La tendance à la séparation par couches de l'échantillon de feutre est une appréciation qualitative de la tendance du feutre à se séparer en différentes couches lorsque il est fléchi à la main, comme si les fibres étaient simplement placées les unes contre les autres en une masse temporairement agglomérée sans feutrage réel de ces fibres.
L'essai de reprise de compression Busse mesure la capacité d'une boulette ou d'un bouchon de fibres coupées de reprendre ses dimensions initiales après qu'une force de compression lui a été appliquée et s'exprime en %. L'appareil utilisé est l'appareil de Busse décrit dans le Textile Research Journal, 23. 84 (1953).
L'essai est effectué à une humidité relative de 65; et à 70 F (21 C). Une touffe de fibres coupées pesant 0,3 g est prélevée sur une mèche ou une nappe et placée dans un cylindre métallique qui a une surface de 0,2 pouce carré. La touffe de fibres coupées est transformée en une boulette peu serrée en la- comprimant à l'aide d'une légère baguette de bois à 0,2 psi (0,014 kg/cm2) environ.
<Desc/Clms Page number 32>
La hauteur initiale de la boulette non comprimée est alors mesurée sous cette charge. La baguette de bois est alors remplacée par une baguette métallique et on applique une force de 1000 psi (70/kg/cm2) à la boulette pendant 1 minute. Cette boulette de fibre comprimée est alors retirée du cylindre et on la laisse reprendre sa forme pendant un laps de temps déterminé. La reprise en % après ce laps de temps est calculée d'après le rapport entre la hauteur de la boulette après reprise et la hauteur de la boulette au début de l'essai. A cause de l'enlèvement de la baguette avant la mesure finale, la reprise peut être dans certains cas plus 'grandi que la hauteur de départ.
REVENDICATIONS.
----------------------------
1. - Matière textile telle que fils, brins, tissus, tricot; ou tissus non tissés, feutres, etc., constituée par-ou contenant de; quantités importantes de fibres coupées, caractérisée en ce qu'elle contient un mélange intime de fibres coupées dures et de fibres coupées synthétiques élastomères.