BE674801A - - Google Patents

Description

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  Procédé de fabrication de filaments   crépis.   



   La présente invention se rapporte à des filaments à crêpage potentiel et à un procédé pour leur fabrication. 



   On connaît un procédé pour la fabrication de filaments à crêpage potentiel dans lequel on chauffe les filaments d'un coté seulement de façon continue sur leur longueur en les faisant passer sur une surface étroite chauffée à 270 C au moins et au-dessus de la température de fusion des filaments. 



   On a trouvé à présent que des filaments intéressants, quoique ayant un degré de crêpage légèrement réduit, peuvent être obtenus lorsque la température de la surface étroite est maintenue à une température égale ou inférieure à 270 C. 

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   Suivant la présente invention, une variante apportée au procédé de fabrication de filaments à crêpage potentiel filés à l'état fondu à partir de polymères linéaires synthétiques con- siste à faire passer continuellement un faisceau de filaments sur un dispositif chauffant présentant une extrémité plane, étroite ou une surface incurvée maintenue a une température comprise entre 170 et 270 C de façon que l'angle de déflexion sur la surface étroite soit inférieur à 45  les filaments étant sous une tension suffisante pour maintenir le faisceau contre la surface étroite de façon que les filaments passant sur la surface étroite soient chauffés d'un côté seulement, la vites- se, l'angle de contact et la largeur du dispositif chauffant étant combinés pour qu'un gradient de température soit appliqué à la section transversale des filaments .

   et que les filaments acquièrent un retrait potentiel différentiel. Cette opération peut être suivie d'une opération de relâchement par la chaleur, pour fa'e apparaître le crêpage. Tandis que le faisceau de fila- ments est chauffé sur toute sa longueur d'un côté, les filaments individuels du faisceau glissent l'un sur l'autre et le chauffage 'varie sur la longueur des filaments. Le gradient de température et le chauffage non uniformes produisent un crêpage désirable au cours du chauffage et du relâchement ultérieurs du filament et on obtient un fil volumineux dans lequel les filaments présentent sur toute leur longueur un crêpage en hélice in- terrompu par de courtes parties droites.

   Les hélices des frisures d'un filament quelconque peuvent être déplacées par rapport aux hélices de frisure des autres filaments au cours du passage de ces derniers dans une zone de relâchement chauffée et lorsqu'ils sont enroulés par des dispositifsappropriés, par exemple des rou- leaux alimentaires pinceurs. 

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   Le dispositif chauffant à surface étroite peut être rectangulaire et avoir une surface plane ou convexe pour entrer en contact avec les filaments. Le rayon de courbure de la surface convexe éventuellement utilisée affecte le nombre de frisures par pouce dans les filaments. Des diamètres de 0,25 à 2,5 mm conviennent. La surface étroite peut être un fil à résistance électrique relié à un thermostat et un transformateur. Le fil ou la surface peuvent être déplacés lentement, par exemple transversalement au trajet des filaments pour réduire l'usure dans la partie sur laquelle les filaments passent. 



  Les filaments peuvent passer sur la surface étroite chauffée, tandis qu'ils sont mouillés, par exemple d'une solution lubrifiante d'apprêt de   filature, en   prenant soin que la quantité de lubrifiant ne soit pas excessive par- que des quantités importantes de lubrifiant peuvent causer des casses fréquentes des filaments. 



   Les filaments doivent passer au moins une fois   ur   la surface étroite, avec aussi peu de changement de-direction que possible pour éviter les casses de filaments. on a   tr@@vé   comme on l'a indiqué, qu'un changement de direction de 45  ne doit pas être dépassé pour obtenir *un fonctionnement régulier sans casses. Les filaments, s'ils se trouvent dans un fil multifilamentaire ou un câble, doivent de préférence être étalés en un ruban lorsqu'on les fait passer sur la surface étroite afin d'obtenir le chauffage d'un côté seulement de chaque filament ou d'autant de filaments que possible. 



   L'invention procure également un appareil pour sa mise en oeuvre, comprenant un dispositif d'alimentation des filaments tel qu'un rouleau alimentaire entraîné, une.ou plusieurs surfaces étroites, par exemple un fil métallique, un doigt ou un barreau   chau&   fé électriquement, un dispositif pour chauffer la surface étroite 

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 et un dispositif pour faire avancer les filaments sous une ! tension qui peut être choisie pour étirer   lest   filaments de   10% au   maximum, tandis qu'on les fait passer sur la surface chauffée, c'est-à-dire avec un faible gradient de tension. 



   En variante, la surface chauffée peut être placée entre les rouleaux alimentaires' et les rouleaux étireurs qui sont utilisés pour étirer les filaments dans un procédé d'étirage du type employé pour les filaments de polymère linéaire synthétique étirables à froid, par exemple, suivant le procédé décrit dans la demande de brevet anglais n 42101/61
La surface étroite   chauffée   est de préférence munie d'un 'organe chauffé indirectement, comme décrit dans la demande ae brevet anglais n 20046/62.

   Cet élément constituant la sur- face peut être exécuté en une matière conductrice de la chaleur, résistant à l'abrasion, telle que le tungstène, le molybdène, le carbure de tungstène ou une matière céramique* En variante, l'élément peut être formé d'un métal moins dur tel que le fer, le laiton, l'aluminium ou des alliages contenant ces métaux et portant une couche extérieure du matériau résistant à l'abra- sion,qui constitue la surface étroite. Un dispositif sensible à la -chaleur peut être disposé près de l'élément chauffé indirecte- ment ou en contact avec lui, de préférence près de la surface en contact avec les filaments en déplacement,pour mesurer et/ou ré- gler la température atteinte par la surface de contact, par exemple la bande ou le fil métallique. 



   Après une certaine période de' fonctionnement, le pas- sage des filaments peut user des rainures dans la surface étroite comme décrit dans la demande de brevet anglais n    20046/62,   mais on utilise ici une gamme de températures différente. 



   La surface étroite chauffée peut être intercalée dans un processus   d'étirage,   avant les rouleaux étireurs ou de pré- 

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 férence après ces rouleaux. Si on le désire, les filaments peuvent être étirés au   coursde   leur passage sur la surface étroite. 



   Des taux d'étirage entre 2 :1 et 8:1 suivant le taux d'étirage naturel des filaments peuvent être utilisés dans le procédé; les filaments peuvent être relâchés avant ou après le renvidage. 



  En variante, les filaments peuvent être relâchés après avoir été, coupés en fibres. 



   Des vitesses d'au moins 100 m/minute peuvent être   utilisées,   mais les vitesses préférées sont celles qu'on utilise pour étirer les filaments. Des vitesses de 1000 m/minute ont donné de bons résultats. Du fait de ces vitesses élevées, le procédé peut être avantageusement combiné à l'étirage avant que les filaments soient renvidés comme on l'a déjà indiqué. 



   Les filaments peuven. avoir des sections transversales autres que des sections transversales circulaires massives, par exemple trilobées, circulaires creuses, cruciformes, en ruban ou   en 1.   Un certain avantage de volume spécifique ést obtenu en utilisant les formes à section transversale non circulaires. Le faisceau de filaments peut être constitué de filaments -ayant une gamme de deniers, mais dans laquelle chaque filament a de préférence un denier pratiquement constant sur toute sa longueur. 



   Les filaments de polymères linéaires synthétiques qui ont été filés à l'état fondu peuvent être soumis au procédé de l'invention et comprennent des polyesters, des polyamides, du polypropylène et des copolymères de ces composés contenant une proportion majeure des polymères précités . Les filaments traités peuvent être tissés ou tricotés pour obtenir des tissus avant ou après l'opération de relâchement par la chaleur qui fait apparaître le crêpage. Une surface chaude, des   flûtes   chauds, aes gaz chauds ou d'autres moyens de   chauffage   connus peuvent être utilisés dans   lerelâchement   par chaleur après 

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 passage sur la surface étroite,pour relâcher les filaments. 



  De préférence, des tubes par lesquels passe un courant d'air chaud régulier sont utilisés pour relâcher les filaments parce qu'ils assurent un échange de chaleur efficace à des   '   vitesses de filaments relativement élevées. 



   L'efficacité de l'augmentation de volume des fils de l'invention peut être'exprimée en termes de volume spécifique du fil. On le mesure avantageusement dans un appareil utilisant une roue présentant une Forge profonde de dimensions connues tournant à vitesse constante. Le fil soumis à l'essai est enroulé dan la gorge dans des conditions de tension fixes déterminées. La pesée de l'échantillon permet de calculer le volume spécifique. Par exemple, des fils de téréphtalate   @   de polyéthylène formés suivant le procédé du brevet anglais n 808.213 ont un volume spécifique dans la gamme de 1,8 à 2,2 cm3/g, tandis que des fils plats ont un volume spécifique de 1,0. 



   Le procédé pour mesurer le volume spécifique du fil peut être exécuté en utilisant une roue à Forge ou une bobine ayant un diamètre extérieur de 9,3 cm, un diamètre de 2,4 cm à la partie médiane et un écartement de   1,244   mm entre les joues, ce qui donne un espace d'enroulement ayant un volume de 7,89 cm3 La roue est placée dans un appareil qui peut l'entraîner positive- ment à une vitesse de broche constante de 600 tours/minute et l'ap- pareil est réglé pour que la tension initiale sur le fil amené sur la roue soit de 0,0933 g/denier. Au cours du fonctionnement, la tension augmente légèrement, l'importance de cette augmentation' dépendant du denier du fil soumis à l'essai. Lorsque la gorge est pleine, un microccntact de fin de course arrête la roue et le fil remplissant la orge est ensuite retiré et pesé. 



  Un calcul simple fournit le volume spécifique du fil soumis à l'essai. 

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   Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans la limiter. 



    EXEMPLE 1 -   
On file à l'état fondu des échantillons d'un fil de   téréphtulate   de polyéthylène de 360 deniers comptant 36 filaments à section circulaire massive traités par un apprêt lubrifiant humide et étiré à un taux d'étirage dé 3,65 pour 1, entre deux rouleaux,en utilisant un doigt chauffé à une température de 90 C pour situer la zone d'étirage. Chacun des fils passe sur le rouleau étireur à une vitesse de 1250 pieds/minute (375 m/min ) et subit un changement de direction de 30  par contact avec un fil à résistance électrique de 0,080 pouce ( 2 mm) de diamètre, avant de passer sur la surface d'un rouleau qui augmente la   vit@@e   linéaire au fil pour provoquer un étirage de 3% dans le fil passant sur le fil métallique chaud. 



   Le fil à résistance électrique porte un   etit   thermocouple brasé en un point voisin du contact du fil.On fait passer les échantillons de fil sur le dispositif à des températures différentes variant entre 170 et   270 C   comme l'indique le thermocouple attaché au fil métallique. Les fils produits ne présentent pas de crêpage utile mais sont enroulés sur des bobines pour un traitement de relâchement, comme  @écrit   pus loin. 



   Le fil de chaque bobine est déroulé d'un. :rouleau d'alimentation tournant à 150   pieds/minute   (45   m/min)   puis, pour   @   le chauffage et le relâchement, on fait passer le fil sur une plaque chaude pratiquement plane de 20 en de longueur à une température de 195 C avant de le faire passer sur un rouleau de renvidage qui permet un relâchement de 1,36 à   1,4:1   dans le fil passant sur la plaque chauffée. Le fil relâché est enroulé 

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 sur des bobines sous une tension de 7 à 9 g après avoir quitté le rouleau de renvidage.

   Les fils contiennent des filaments crê- pés dans lesquels la frisure pratiquement hélicoïdale   est ,     irrégulière; ,   sa fréquence et son amplitude variant au hasard dans chaque filament et les frisures étant décalées   d'un   filament à un autre. 



   Des essais de volume spécifique exécutés dans des con-   - dit ions   normales comme décrit sont appliqués aux échantillons de fils et donnent des résultats de 1,4   cm3/g   à 2,0 cm3/g direc- tement proportionnels à la température du fil métallique à laquel- le on a fait passer chaque échantillon. 



   EXEMPLE 2 - 
On file à   l'état   fondu les échantillons de fils de téréphtalate de polyéthylène de 360 deniers 36 filaments et après les avoir lubrifiés par un apprêt humide, on les enroule sur des bobines avant de les étirer à une vitesse de 1250 pieds/ minute   (375     m/min)   à un taux (retirage de 3,22:1, en les faisant passer d'abord sur un rouleau alimentaire chauffé à une températu- ' re de 93 C pour situer la zone d'étirage pratiquement sur le rouleau chauffé, puis en les faisant passer sur un guide étaleur pour former un ruban, le guide étant maintenu à une température de 60 à 65 C les filaments passant ensuite sous la tension d'étirage sur la surface étroite   d'une.bande   de tungstène, puis sur lerouleau étireur.

   Le guide de formation du ruban est isolé thermique ment de la banue de tungstène avec un espace vide de 
1/8 de pouce ( 3 mm ) entre l'extrémité du guide de formation du ruban   et   la bande. La surface de la bande en contact avec le fil a 0,030 pouce (   0,7   mm ) de largeur de telle sorte que la lon- gueur du fil en contact avec la bande à un moment quelconque ne dépasse pas 0,030 pouce (0,7 mm).

   Le fil attaque la surface de contact de la bande sous un angle de 5  avec la surface,       la surface de la bande étant rabattue de 15  par rapport à un 

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 profil rectangulaire et l'angle de fuite du fil sur la surface de la bande étant de 20 , ce qui constitue un angle de déflexion total de 25  La bande de tungstène est chauffée indirectement par contact avec un bloc chauffé électriquement contenant un thermocouple placé aussi près que possible du point central antérieur de la région de contact de la bande.

   Les échantillons de fil sont passés dans une gamme de températures constantes,   comme   l'indique le thermocouple du bloc de chauffage, de 180 à 270 C avec un intervalle   d'environ   5 C
Après avoir quitté le rouleau étireur, les fils étirés et traités par passage sur la bande sont suralimentés dans un tube à air où on fait circuler de l'air chaud à une températu- re de   205 C.   On laisse relâcher les fils dans le tube à air chaud en utilisant un taux de suralimentation de 1,5;1 réglé par un rouleau   envideur   avant d'enrouler les fils en bobines sous une tension de 7 à 9 g. Les échantillons enroulés présentent une frisure   d'uns   nature semblable à celle décrite dans l'exemple 2 ci-dessus.

   Des essais de volume spécifique exécutés sur ces fils en utilisant le procédé décrit donnent des résultats variant de 1,3 cm3/g à 1,7 cm3/g suivant la température de la band utilisée pour les échantillons,et en proportion directe avec cette température. 



    EXEMPLE   3 -
On file à l'état fondu et on traite comme décrit dans l'exemple 1 ci-dessus des échantillons de fil de téréphtalate de polyéthylène de 360 deniers 36 filaments. Les fils enroulés sont ensuite relâchés par la chaleur séparément en faisant passer chacun d'eux sur un rouleau alimentaire à 1250 pieds/min, à travers un tube dans lequel on fait circuler l'air à une température de 205 C et où on laisse se produire un retrait différentiel dans le fil et en faisant finalement passer le fil sur un rouleau renvideur tournant à une vitesse qui permet un taux de relâchement de   1,4:1   avant d'enrouler le fil sous une tension 

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 de 7 à 9 g. La frisure à présent apparente dans les fils est semblable par   '.ses   caractéristiques à celles que produit l'exemple 2.

   Des essais de volume spécifique exécutés sur ces fils utilisant le procédé normal donnent des résultats de   1,4   cm3/g à 2,07 cm3/g. 



    EXEMPLE .4 -      On   file à   l'état   fondu des échantillons de fil de polypropylène à 120 deniers, 12 filaments et après application d'un apprêt lubrifiant   humide   aux filaments, on les double pour former   'sa   fil à   24   filaments de 240   deniers*   Des échantillons de ce fil doublé sont étirés dans le rapport   3,04:

  1   et soumis à un traitement thermique comme décrit dans l'exemple 1 ci-dessus mais en utilisant une température du doigt chauffé de 75 C pour situer la zone d'étirage et en utilisant une gamme de températures constante du fil métallique de 210 à 270 C.   Connue   lorsqu'on utilise des fils de téréphtalate de polyéthylène, les fils de polypropylène ne pxésentent pas de frisures sur les enroulements. Lorsque des échantillons des fils traités sont laissés à rétrécir librement dans   ?eau   bouillante pendant 2 minutes, on observe dans les filaments une frisure semblable par ses caractéristiques à celles produites dans l'exemple 1 du brevet principal 552.936 (concernant les fils de téréphtalate de polyéthylène). 



  EXEMPLE 5 -
Des échantillons de fil de polypropylène enroulés mais non relâchés produits comme dans l'exemple 4 ci-dessus sont relâchés par la chaleur comme décrit dans l'exemple 1, mais en utilisant une plaque chaude chauffée à   150 C   et untaux de relâchement de 1,8 : 1. Une frisure semblable à celle produite dans l'exemple 2 apparaît dans les filaments. Des essais de volume spécifique exécutés dans les conditions normales comme décrit sont appliqués aux filaments relâchés et des résultats variant de 1,64   cm3/g   à 1,8   cm3/g   sont obtenus en proportions directes de la température 

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 du fil métallique utilisé pour obtenir les échantillons non relâchés. 



   REVENDICATIONS. 



   1 - Procédé de fabrication de filaments à crêpage potentiel filés à l'état fondu à partir de polymères linéaires synthétiques, caractérisé en ce qu'on fait passer de façon continue un faisceau de filaments sur un dispositif chauffant présentant une surface plane d'extrémité étroite, plane ou courbe maintenue à une température   comprise..   entre 170 C et 270 C de façon que l'angle de déflexion sur la surface étroite soit inférieur à   45 , et   sous une tension suffisante pour retenir le faisceau   @entre   la surface étroite de façon que les filaments passant sur la surface soient   chauf-   fés d'un côté seulement, la vitesse,

   l'angle de contact et la largeur du dispositif chauffant étant combinés pour obtenir un gradient de température d'un côté à l'autre de la section transversale des filaments, ceux-ci acquérant ainsi un crêpage potentiel différentiel.

Claims (1)

1. 2 - Procédé de fabrication de filaments à crêpage potentiel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement est suivi d'une opération de relâchement à chaud pour faire apparaître le crêpage.

   3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on déplace lentement la surface étroite pratiquement transversalement au trajet des filaments de façon à réduire l'usurede la partie sur laquelle passent les filaments.

   4 - Procédé suivantles revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les filaments passent sur la surface étroite chauffée tandis qu'ils sont mouillés d'une solution lubrifiante d'apprêt de filature. <Desc/Clms Page number 12>

   5 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les filaments passent au moins une fois sur la surface étroite, avec aussi peu de changement de direction que possible dans la mesure imposée par l'introduction d'une frisure potentielle, ceci pour éviter lescasses de filaments.

   6 - Procédé.suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les filaments d'un fil multifilamentaire ou d'un câble sont étalés en un ruban pour passer sur la surface étroite afin de 'ne chauffer qu'un côté de chaque filament ou d'autant de filaments que possible.

   7 - Procédé suivant l'un ou l'autre des revendications précédentes l à 6, caractérisé en ce que la surface chauffée est placée entre les rouleaux alimentaires et les rouleaux étireurs utilisés pour étirer les filaments au cours d'un procédé d'étirage.

   8 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface étroite chauffée est munie d'un élément de chauffage ind@rect.

   9 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface étroite chauffée est intercalée dans un processus d'étirage après le rouleau étireur.

   10 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments sont étirés au cours de leur passage sur la surface étroite.

   11 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise des taux d'étirage entre 2 :1 8:1.

   12 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments sont relâchés avant ou après le renvidage.

   13 - Procéda suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments sont relâchés après <Desc/Clms Page number 13> avoir été coupés en fibres, 14 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise aes vitesses d'au moins 100 à 1000 ni/minute.

   15 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 'précédentes, caractérisé en ce que les filaments ont une forme transversale autre que la forme circulaire massive.

   16 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments ont une 'section transversale trilobée, circulaire creuse, cruciforme en ruban ou en T.

   17 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments ont une gamme de deniers mais chaque filament a un denier pratiquement 'constant sur toute sa longueur.

   18 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments sont filés à l'état fondu à partir d'au moins un aes polymères suivants : polyester, polyamide, polypropylène et leurs copolymères contenant une proportion importante du polymère précité.

   19 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments sont tissés ou tricotés avant ou après le relâchement par la chaleur au cours duquel la frisure apparaît.

   20 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le relâchement par la chaleur est exécuté en utilisant au moins un des moyens suivants: une surface chaude, des liquides chauds et des gaz chauds.

   21 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise pour le relâchement par la chaleur des tubes par lesquels on fait passer un courant <Desc/Clms Page number 14> d'air chaud.

   22 - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, en' substance comme décrit avec référence aux exemples.

   23 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant d'une ou l'autre des revendications précédentes, comprenant un dispositif alimentaire pour les filaments, une ou plusieurs surfaces étroites, un dispositif pour chauffer la ou les surfaces étroites et un dispositif pour faire avancer les filaments sous tension et un dispositif pour renvider les filaments à une vitesse uniforme.

   24 - Appareil suivant la revendication 23, caractérisé en ce'que la surface étroite chauffée est munie d'un élément chauffé indirectement .

   25 - Appareil suivant la revendication 23 ou 24, caractérisé en ce que l'élément constituant la surface est exécuté en un matériau conducteur de la chaleur et résistant à l'abrasion.

   26 - Appareil suivant la revendication 25, caractérisé en 'ce que l'élément constituant la surface est formé d'au moins un des matériaux suivants; tungstène, molybdène, carbure de tungstàne et céramiques.

   27 - Appareil suivant les revendications 23 à 26, caracté- risé en ce que l'élément est formé de fer, laiton, aluminium ou alliages contenant ces métaux et portant une couche extérieure de matériaux résistant à 3 'abrasion qui constituent la surface étroite.

   28 - Appareil suivant l'une ou l'autre des revendications 23 à 27, caractérisé en ce qu'on dispose un dispositif sensible à la chaleur près de l'élément chauffé indirectement, ou en contact avec lui au voisinage de la surface en contact avec les filaments en déplacement afin de mesurer et/ou de régler la température atteinte par cette surface.

   29 - Appareil suivant l'une ou l'autre des revendications 23 à 28, caractérisé en ce que la surface étroite présente des rainures. <Desc/Clms Page number 15>

   30 - Appareil suivant l'une ou l'autre des revendications 23 à 29, en substance comme décrit avec référence aux exemples.

   31 - Fils multifilamentaires composés de filaments crêpés en hélice sur au moins une partie de leur longueur obtenus par un procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 22, ou en utilisant un appareil suivant les revendications 23 à 30.