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"Perfectionnements à la production de fils de polypropylène"
L'invention concerne la production d'un fil élastique, à partir de polypropylène ayant un degré élevé de cristallinité.
On sait que les fibres synthétiques diffèrent essentielle- ment de la laine par leur état lisse caractéristique et leur manque de frisure, ainsi que par une certaine dureté et froideur au toucher ; on a essayé divers traitements pour produire un changement fondamental de ces propriétés.
On a déjà trouvé que, pour obtenir, à partir de polymères synthétiques, des fibres qui sont semblables à la laine, il
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de donner aux fibres une frisure intrinsèque permanente par un traitement mécanique, un traitement chimique, un chauffage ou un refroidissement vigoureux, ou un chauffage régulier ou irrégulien du récipient contenant la solution de filage ou le bain depréci- pitation.
L'invention se rapporte à un procédé pour augmenter l'élas- ticité des fils formés de polypropylène fortement cristallin, ou en contenant ; ce procédé consiste à tordre le fil jusqu'à une valeur au moins quatre fois plus grande que normalement, à fixer le fil ainsi tordu, à le sécher, et ensuite à le détordre et à continuer la détorsion jusqu'au delà du point initial.
A titre de comparaison, on donne ci-après un tableau co-pa- rant les valeurs de l'élasticité d'un fil de polyproylèneet de "Nylon 66".
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<tb>
Nylon <SEP> "Polypropyléne:
<tb>
<tb>
<tb> . <SEP> Récupération <SEP> élastique
<tb> immédiate <SEP> 16,6 <SEP> 58,2
<tb>
<tb> Récupération <SEP> élastique
<tb>
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retardée ...................¯.. 78,6 59,5
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<tb> Déformation <SEP> permanente <SEP> 4,8 <SEP> 2,3
<tb>
Comme on le voit d'après ces chiffres qui ont été détenmi- nés en appliquant aux fils des charges suffisantes pour provoquer un allongement de 10 % et ensuite en enlevant les charges, les propriétés élastiques des fibres de polypropylène sont beaucoup meilleures que celles des fibres de "Nylon" qui sont elles-mêmes considérées comme excellentes, de sorte que ces chiffres montrent
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clairement les avantages des traitements élastifi ant et fris sut.
Il est possible d'obtenir des indices de torsion très élevés,
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et les difficultés que l'on rencontre souvent, telles que déchi- rement et rupture, peuvent être réduites à un minimum. On obtient aussi une beaucoup plus longue conservation de l'élasticité de la fibre. La première phase du traitement élastifiant auquel on sou- met la fibre de polypropylène consiste à tordre la fibre, tout en contrôlant le nombre de tours par mètre suivant le numéro de la fibre initiale ainsi que suivant le résultat final qui est deman- dé.
En principe, la formule générale suivante s'applique :
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dans laquelle n est le nombre de tours par mètre, Y est le numéro en deniers de la fibre de départ, et X est un nombre compris entre 0,7 et 1,1 d'après la viscosité du polypropylène employé.
L'appareil préféré est une machine à tordre à anneau, niais on peut aussi bien employer n'importe quel dispositif analogue, tel qu'une machine à tordre à eilettes, une machine à fausse torsion, ou des fuseaux à double torsion.
Le fil ainsi tordu et enroulé sur des canettes demetal percées, ou autre matière résistant à l'eau et à la chalear, est ensuite soumis à un traitement de fixation qui comprend de préfé- rence l'humidification de la fibre à température élevée.
Le traitement le mieux approprié est celui par la vapeur sous pression produite dans un autoclave à une température d'en- viron I30 C. Il est important que la fibre, après la fixation, soit complètement séchée alors qu'elle est encore sur la bobine.
La fibre est ensuite déroulée en utilisait un dispositif de torsion, et la détorsion est continuée au delà du point initial, jusqu'à une valeur de 50 à 300 tours par mètre. Les fibres ren- dues élastiques peuvent être ultérieurement traitées par
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blanchiment, teinture, ou moulage, etc, et peuvent être utili- sées pour de nombreux buts, par exemple, la fabrication de gants, de ruban élastique, de tissus et de bonneterie. Elles convien- nent particulièrement bien à ces buts en raison de la structure chimique du polypropylène qui est absolument inerte vis-à-vis des agents inorganiques.
Les exemples ci-après sont donnés à titre d'illustration de l'invention et ne sont pas limitatifs.
Exemple 1.
Un fil de polypropylène ayant une viscosité intrinsèque de 0,94, consistant en 7 filaments parallèles et ayant un numéro de 20 deniers, @ tordu à 4300 tours par mètre, puis fixé ther- miquement dans un autoclave par la vapeur directe, pendant une heure, à I30 C, et ensuite soumis à une torsion, dans la direc- tion opposée, de 4400 tours pan mètre. On trouve que le fil obte- nu est très volumineux ; après qu'il a été étiré, puis laissé libre, il revient à sa longueur initiale.
Un écheveau obtenu avec ce fil a des caractéristiques très agréables en ce qui concerne le toucher et le brillent.
Exemple 2.
Deux fils qui ont été tordus en direction opposée l'un de l'autre à 4300 tours par mètre sont associés en parallèle, puis tordus à 150 tours par mètre ; on obtient un fil élastique bien équilibré.
Exemple 3.
On tord un fil de polypropylène, ayant une viscosité intrin- sèque de 1,2, consistant en 18 filaments et ayant un numéro de 40 deniers, à 3000 tours par mètre, on le fixe à la vapeur pen- dant 1/2 heure à I35 C, et on le tord à nouveau à 3250 tours par mètre.
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Ce fil, et un deuxième fil qui a été traité de la même manière, mais qui a été tordu en direction opposée, sont alors reliés en parallèle et tordus à 100 tours par mètre. Le fil obte- nu est d'apparence très volumineuse et très élastique.
Exemple 4 .
Un fil de polypropylène ayant une viscosité intrinsèque de 1,1, consistant en 30 filaments et ayant un numéro de 90 deniers, est tordu à 2000 tours par mètre, fixé pendant 2 heures à 110 C et ensuite tordu à 2200 tours par mètre. Le fil obtenu, ainsi qu'un deuxième fil qui a été traité de manière analogue, mais tordu dans la direction opposée, sont reliés et tordus à 1@0 taurs par mètre.
Dans ce cas également, le fil apparaît très élastique et volumineux.
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"Improvements in the production of polypropylene yarns"
The invention relates to the production of an elastic yarn from polypropylene having a high degree of crystallinity.
It is known that synthetic fibers differ essentially from wool in their characteristic smooth state and lack of crimp, as well as in a certain hardness and coolness to the touch; various treatments have been tried to produce a fundamental change in these properties.
It has already been found that in order to obtain fibers which are similar to wool from synthetic polymers, it is
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to give the fibers a permanent intrinsic crimp by mechanical treatment, chemical treatment, vigorous heating or cooling, or regular or irregular heating of the container containing the spinning solution or the precipitation bath.
The invention relates to a method for increasing the elasticity of yarns formed from, or containing highly crystalline polypropylene; this process consists in twisting the yarn to a value at least four times greater than normal, in fixing the yarn thus twisted, in drying it, and then in untwisting it and continuing the untwisting until beyond the initial point.
For comparison, a table showing the elasticity values of a yarn of polyproylene and "Nylon 66" is given below.
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<tb>
Nylon <SEP> "Polypropylene:
<tb>
<tb>
<tb>. <SEP> Elastic <SEP> recovery
<tb> immediate <SEP> 16.6 <SEP> 58.2
<tb>
<tb> Elastic <SEP> recovery
<tb>
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delayed ................... ¯ .. 78.6 59.5
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<tb> Permanent <SEP> deformation <SEP> 4.8 <SEP> 2.3
<tb>
As can be seen from these figures which have been determined by applying loads sufficient to the yarns to cause an elongation of 10% and then removing the loads, the elastic properties of polypropylene fibers are much better than those of fibers. of "Nylon" which are themselves considered excellent, so these figures show
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clearly the advantages of elasticizing and frizz treatments.
It is possible to obtain very high torsion indices,
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and the difficulties that are often encountered, such as tearing and breaking, can be reduced to a minimum. A much longer retention of the elasticity of the fiber is also obtained. The first phase of the elasticizing treatment to which the polypropylene fiber is subjected consists in twisting the fiber, while controlling the number of turns per meter according to the number of the initial fiber as well as according to the final result which is requested.
In principle, the following general formula applies:
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where n is the number of turns per meter, Y is the denier number of the starting fiber, and X is a number between 0.7 and 1.1 depending on the viscosity of the polypropylene used.
The preferred apparatus is a ring twist machine, but any analogous device can also be employed, such as a wing twist machine, a false twist machine, or double twist spindles.
The yarn thus twisted and wound on cans of pierced metal, or other water and chalear resistant material, is then subjected to a fixing treatment which preferably comprises humidifying the fiber at elevated temperature.
The most suitable treatment is that by steam under pressure produced in an autoclave at a temperature of about I30 C. It is important that the fiber, after fixing, is completely dried while it is still on the spool. .
The fiber is then unwound using a twisting device, and untwisting is continued beyond the initial point, to a value of 50 to 300 turns per meter. The fibers made elastic can be further processed by
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bleaching, dyeing, or molding, etc., and can be used for many purposes, for example, the manufacture of gloves, elastic tape, fabrics and hosiery. They are particularly suited for these purposes because of the chemical structure of polypropylene which is absolutely inert to inorganic agents.
The examples below are given by way of illustration of the invention and are not limiting.
Example 1.
A polypropylene yarn having an intrinsic viscosity of 0.94, consisting of 7 parallel filaments and having a number of 20 denier, @ twisted at 4300 turns per meter, then heat fixed in an autoclave by direct steam, for one hour , at I30 C, and then subjected to a twist in the opposite direction 4400 turns per meter. The yarn obtained is found to be very bulky; after it has been stretched and then left loose, it returns to its original length.
A skein obtained with this yarn has very pleasant characteristics as regards the touch and the shine.
Example 2.
Two wires that have been twisted in the opposite direction of each other at 4300 turns per meter are paired in parallel, then twisted at 150 turns per meter; a well balanced elastic thread is obtained.
Example 3.
A polypropylene yarn, having an intrinsic viscosity of 1.2, consisting of 18 filaments and having a number of 40 denier, is twisted at 3000 turns per meter, steamed for 1/2 hour at I35 C, and twisted again at 3250 turns per meter.
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This wire, and a second wire which has been treated in the same way, but which has been twisted in the opposite direction, are then connected in parallel and twisted at 100 turns per meter. The yarn obtained is very bulky in appearance and very elastic.
Example 4.
A polypropylene yarn having an intrinsic viscosity of 1.1, consisting of 30 filaments and having a number of 90 denier, is twisted at 2000 turns per meter, set for 2 hours at 110 C and then twisted at 2200 turns per meter. The resulting yarn, as well as a second yarn which has been treated analogously, but twisted in the opposite direction, is tied and twisted at 1 @ 0 taurs per meter.
In this case also, the thread appears very elastic and bulky.