CH414056A - Elément filiforme et procédé de fabrication dudit élément - Google Patents

Elément filiforme et procédé de fabrication dudit élément

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CH414056A
CH414056A CH650261A CH650261A CH414056A CH 414056 A CH414056 A CH 414056A CH 650261 A CH650261 A CH 650261A CH 650261 A CH650261 A CH 650261A CH 414056 A CH414056 A CH 414056A
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CH
Switzerland
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temperature
fiber
treated
section
transition temperature
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Application number
CH650261A
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Inventor
Richards George
Wright George
Donald Parkey William
Original Assignee
Ici Ltd
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J1/00Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
    • D02J1/22Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch
    • D02J1/221Preliminary treatments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/14Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent

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Description


      Elément        filiforme    et procédé de fabrication dudit élément    La présente invention a pour objets, d'une     part,     un élément     filiforme    tel qu'un filament, une fibre,  constitué d'un polyester dérivé de l'acide     terephthali-          que,    tel que le     terephthalate    de polyéthylène et,  d'autre part, un procédé de fabrication dudit élément.  



  On sait que les fibres synthétiques étirées consti  tuées de polyester dérivés de l'acide     terephthalique     présentent une constitution     uniforme    sur toute leur  section, de sorte que leurs propriétés telles que la  résistance mécanique, la résistance à l'abrasion, la       colorabilité,    etc., sont également uniformes sur toute  leur section.  



  Or, les fils textiles formés de filaments de polyes  ters aromatiques tels que le     terephthalate    de polyé  thylène sont plus difficiles à teindre que les fils faits  de fibres naturelles, de     cellulose    régénérée ou de  fibres de protéines. Cette difficulté provient de la  structure cristalline fortement orientée de la fibre de  polyester, qui est peu perméable aux molécules d'eau  et aux matières colorantes pendant le traitement de  coloration usuel. Toutefois, on sait que l'on peut aug  menter considérablement les     qualités    de coloration  d'une fibre de     terephthalate    de polyéthylène en tei  gnant ces fibres à température élevée.  



  Bien que les étoffes constituées entièrement de  fibres de polyesters puissent être teintes à des tem  pératures atteignant 120 à 1300 C, celles qui contien  nent des mélanges de     fibres    de polyesters et de fibres  naturelles telles que la laine, peuvent ne pas supporter  une telle température, de sorte qu'il est préférable  de les teindre selon les procédés usuels. Ces derniers  font usage de bains de teinture aqueux portés à ce  qu'on appelle commercialement le point d'ébullition,  c'est-à-dire 90 à 950 C et jusqu'à 100  C.

   C'est pour  quoi il est désirable qu'une fibre principale en polyes-    ter, surtout si elle est destinée à être mélangée à des       fibres    d'autre constitution, puisse être teinte à une  température inférieure ou égale à environ 1000 C, en  un temps acceptable du point de vue commercial.  



  On sait     (T.        Vickerstaff      The     Physical        Chemistry     of     dyeing     ) que l'amélioration des qualités de     colo-          rabilité    d'une     fibre    avec la température est due à une  augmentation du taux de diffusion de la matière colo  rante dans la     fibre    étirée et orientée, cette augmenta  tion du taux de     diffusion    étant lui-même dépendant  d'une augmentation de la mobilité des molécules de  la     structure        fibreuse    considérée, avec la température.

    On a pu constater, par des mesures physiques, que  dans une fibre sèche, la molécule de     terephthalate     de polyéthylène est     approximativement    immobile jus  qu'à une température de 1200 C.  



  Cependant, à une température supérieure à 120  1250 C, cette molécule peut se libérer, dans les  régions non cristallines de la     fibre,    et devenir     libre     de se déplacer et de tourner sur elle-même.     Ainsi,     certaines parties de la     fibre    quittent leur état  rigide, vitreux, et prennent une     structure    mobile ou    caoutchouteuse  . Cette     modification    de structure  est connue sous le nom de transition       verre-          caoutchouc     . Elle se produit à une température net  tement     déterminée    appelée la température de transi  tion (Tg).  



  Nos recherches ont aussi montré que la     tempé-          ture    de transition d'une     fibre    étirée et orientée de       terephthalate    de polyéthylène     humide    est d'environ       115,1    C, c'est-à-dire inférieure de 100 C, à celle de  la     fibre    sèche, cette différence étant due à     l'influence     des molécules d'eau.  



  Les     modifications    physiques qui se produisent  dans la     structure    de la     fibre    de     terephthalate    de polyé-           thylène    à ladite température de transition ont encore  pour     effet    de     modifier    d'autres     propriétés    de cette       fibre    que sa     colorabilité    ou son taux de diffusion.

    Ainsi, une     fibre    qui a été     pliée,    comme par exem  ple, certaines     fibres    d'un vêtement présentant des plis  permanents reprend sa forme primitive si elle est  chauffée au-dessus de la température de transition  et le pli est ainsi entièrement effacé.

   Il est important  que la température de transition des fibres de polyes  ter de polyéthylène ne soit pas abaissée à une valeur  trop proche de celle à laquelle peuvent se faire les  lessives domestiques, puisqu'un vêtement en     fibre    de  polyester présentant une température de transition  peu élevée peut perdre au moins en partie ses plis  permanents s'il est lavé à plusieurs reprises ou traité  d'une autre façon, à une température proche ou supé  rieure à cette température de transition.  



  Il est donc désirable que la température de tran  sition de la     fibre    de     terephthalate    de polyéthylène  soit abaissée de façon à augmenter la     colorabilité    de  cette     fibre,    mais en même temps il faut prendre garde  que les autres     propriétés    de cette fibre, la rétention  des plis, par exemple, ne soient pas diminuées d'une  façon désavantageuse.  



  Pour remédier aux inconvénients mentionnés       ci-dessus,    il est donc désirable de pouvoir     obtenir     une     fibre    de     terephthalate    de polyéthylène présentant  une couche extérieure de bonne     colorabilité    dans  laquelle les     propriétés    physiques du     terephthalate    sont  modifiées dans le sens d'un abaissement de la tem  pérature de transition, et une région centrale formant  l'âme de la     fibre,    dont les propriétés ne sont pas  modifiées.

   Une telle     fibre    doit en effet présenter une  bonne     colorabilité    et une bonne rétention des     plis     permanents au lavage.  



  L'élément     filiforme    selon l'invention est caracté  risé en ce que sa section comprend une portion cen  trale non modifiée formant une âme et une portion  extérieure     modifiée    entourant ladite âme, une frac  tion de la section dudit élément comprise entre 45 et       70        %        étant        formée        par        ladite        portion        extérieure        et     cette dernière présentant une température de transi  tion inférieure de 15 à 450 C à celle de la     portion     centrale.  



  De préférence, la portion extérieure     modifiée    de  la     fibre        forme    une fraction comprise entre 50 et 60 0l0  de la section de cette fibre la différence des tempé  ratures de transition étant de préférence comprise  entre 20 et     40,)    C. L'élément     filiforme        ainsi    défini  présente des propriétés     particulièrement    intéressantes.  Il peut, notamment, être plié facilement.  



  Pour que l'élément selon l'invention puisse être  fabriqué d'une façon rationnelle, il est particulière  ment avantageux que la température de transition de  ce produit puisse être mesurée et     déterminée    exacte  ment. Cette température est définie comme la tempé  rature à laquelle les propriétés de la     fibre    cessent  d'être celles d'un     solide    semblable au verre pour deve  nir celles d'un     solide    semblable au caoutchouc. Cette  température de transition peut être déterminée par    la mesure du module d'élasticité, du module de tor  sion, du coefficient de     dilatation,    de la chaleur spé  cifique, etc.

   La valeur que l'on obtient par des mesu  res dynamiques, dépend de la fréquence des mesures.  



  On a constaté que la détermination de la tem  pérature de transition par la mesure du module d'élas  ticité dynamique et du module de torsion dynamique,  est particulièrement avantageuse.  



  Ainsi, la mesure du module d'élasticité dynami  que peut être effectuée selon une méthode sembla  ble, en principe, à celle qui a été décrite par       Thompson    et     Woods        (Trans.    Far. Soc. 2, 1383, 1956).  Quant au module de torsion dynamique, il peut être  mesuré par une méthode dérivée de celle décrite par       Wakelin    et autres (J.     Appl.        Phys.    26, 786, 1955) qui  permet d'effectuer ces mesures dans une large gamme  de température et à une fréquence comparable à  celle des mesures du module d'élasticité.  



  La température de transition verre-caoutchouc,  dont il est question ci-dessous, est     définie    comme  étant la température à laquelle la courbe de module       dynamique,    en fonction de la température, présente  un point     d'inflexion,    les mesures étant faites à une  cadence de 10     c.p.s.    environ. Dans une fibre homo  gène, la température de transition obtenue par les  mesures du module d'élasticité est la même que celle  qui est obtenue par les mesures du module de torsion.

    Toutefois, dans une fibre dont la couche périphéri  que présente une température de transition inférieure  de 15 à     45()    C à celle de la portion centrale, on peut  montrer mathématiquement que la température de  transition (Tg) mesurée par le moyen du module  d'élasticité n'est pas très     différente    de celle de l'âme  non modifiée seule, tandis que la température de  transition mesurée par le moyen du module de torsion  est toujours beaucoup plus basse.

   Cette différence  provient de ce que, sous l'effet d'un     effort    de torsion,  la couche périphérique de la fibre se déforme beau  coup plus que l'âme, tandis que ces deux portions  de la section de la fibre se déforment sensiblement  de la même façon lorsque la     fibre    est soumise à un  effort de traction.  



  Les filaments ou les fibres de polyester faisant  l'objet de l'invention présentent de bonnes propriétés  de     colorabilité    alliées à une bonne capacité de con  server des plis permanents. De cette façon, ils présen  tent des propriétés meilleures que celles de produits  à structure fibreuse uniforme tels que les     polythe-          rephthalates        d'hexa-hydro-paraxylylène    ou que les       copolyesters    d'acide     terephthalique    et d'acide     séba-          cique,    d'acide     terephthalique    et d'acide     adipique,

       d'acide     terephthalique    et d'acide     isophthalique,    etc.,  qui présentent bien des propriétés de     colorabilité    amé  liorées, mais en même temps sont     inférieures    en ce  qui concerne la rétention des plis permanents si on       les        compare    à     des        fibres        composées        de        100        %        de          terephthalate    de polyéthylène.

   Toutefois, il est parti  culièrement intéressant de remarquer que des     copo-          lyesters    de structure fibreuse, comprenant au moins  75 moles pour cent de     terephthalate    de polyéthylène      peuvent aussi être modifiés de la même façon par le  procédé selon l'invention.  



  Pour fabriquer l'élément selon l'invention, de  préférence on traite l'élément non     modifié    à l'état  filé, non étiré, avec un liquide organique inerte  chauffé à une température     maximum    de 1500 C, puis  on l'étire de façon à lui donner une longueur com  prise entre deux et six fois sa longueur à l'état filé.  



  Tout liquide capable de produire dans ladite  fibre une modification de la couche superficielle  abaissant la température de transition du polyester  constituant cette fibre d'au moins     151,    C et de     modi-          fier        de        cette        façon        au        moins        45        %        de        la        section        de     la     fibre,    peut être utilisé pour ce traitement.

   Toute  fois, on a constaté que des liquides tels que les polyé  thylènes glycols et les éthers     nonyl        phényl    polyéthy  lène glycol sont particulièrement avantageux.  



  L'action de ces     liquides    au cours de ce procédé  dépend dans une large mesure de la température et  de la durée du traitement. Elle dépend en outre,  mais dans une moindre mesure, des dimensions molé  culaires du liquide traitant.  



  On peut ainsi déterminer des conditions dans les  quelles la formation d'une couche extérieure aux pro  priétés modifiées peut être obtenue à des tempéra  tures allant jusqu'à 1500 C, et cela en un temps  allant jusqu'à une minute et en     utilisant    des liquides  à base de polyéthylène glycol et     d'esthers        nonyl        phé-          nyl    équivalents ayant un poids moléculaire     allant    jus  qu'à 6000.

   Toutefois, on a constaté que les     liquides     les plus avantageux sont les polyéthylène glycols d'un  poids moléculaire compris entre 200 et 2000, conte  nant une     certaine    proportion d'un produit condensé  d'oxyde d'éthylène de poids moléculaire analogue. En  effet, ces liquides ont un point de fusion inférieur  à     40,1    C et peuvent donc être éliminés de la fibre  après le traitement d'étirage simplement au moyen  d'eau chaude.  



  On peut aussi mélanger les     polyglycols    éthers  cités et les utiliser conjointement dans le bain de  traitement.  



  L'immersion d'une     filasse    non étirée de     terephtha-          late    de polyéthylène dans un tel bain produit des  changements complexes dans la structure de la fibre  et ces changements peuvent rendre la     fibre        inétira-          ble    si la température de traitement n'est pas infé  rieure à 1500 et si le temps d'immersion dépasse en  général une minute. Pour obtenir un résultat satisfai  sant, il faut notamment que le temps d'immersion soit  d'habitude inférieur à une minute tout en étant supé  rieur à une seconde.  



  Pour que le procédé puisse être mis en     aauvre     commercialement, il est nécessaire que le produit  final, une fois étiré, ait des caractéristiques mécani  ques satisfaisantes. Ainsi sa ténacité doit être au  moins égale à 3-3,5     g.p.d.    Il faut en outre que le  produit final soit pratiquement exempt du liquide  utilisé pour le traitement.

   Pour ces raisons, dans un  exemple de     mise    en     pauvre        particulièrement    intéres  sant du procédé selon l'invention, on opère à une    température comprise entre 110 et     125,1    C durant  un temps de 5 à 10 secondes, en utilisant un poly  éthylène glycol d'un poids moléculaire de 400 à 1000  ou l'un des éthers     nonyl        phényl    équivalents.

   Dans     ces     conditions, le produit     final    obtenu, une fois étiré,  présente des propriétés de résistance satisfaisantes et  les liquides de traitement peuvent être éliminés par  lavage après l'étirage et avant les opérations de     pliage.     



  Les conditions du traitement doivent toujours  être déterminées de façon à obtenir une couche exté  rieure modifiée dont la section soit dans le     rapport     voulu avec la section totale de la     fibre.    Cette pro  portion doit être d'au moins de 45 0/0, sinon l'amé  lioration de la     colorabilité    est relativement faible, et  de plus, la stabilité de la couleur de la     fibre    colorée  n'est pas absolue.

   Si cette dernière est     soumise    à un  traitement ultérieur à haute température, tel par  exemple qu'un repassage à une température de 1800,  il peut se produire un changement de teinte de la  couleur, ce changement de teinte étant dû à une  pénétration de la couleur dans la portion centrale  non modifiée de la     fibre.     



  D'autre part, si la couche extérieure     modifiée          occupe        plus        du        70        %        de        la        section        de        la        fibre,        cer-          taines    des     propriétés    de cette     dernière    peuvent se per  dre. II en est ainsi, par exemple, de la rétention des  plis dans les vêtements contenant la fibre traitée.

    Dans les cas extrêmes, une couche extérieure modi  fiée de dimensions trop considérables peut entraîner  de grandes difficultés ou même l'impossibilité d'étirer  la     fibre    traitée à une longueur supérieure à deux  fois la longueur initiale. Il est donc     nécessaire    de  tenir compte de nombreux facteurs pour déterminer  la valeur optimum de la section de la couche modi  fiée et on a trouvé que cette valeur optimum était       comprise        entre        45        et        70        %.     



  Après le traitement de     modification    de la cou  che extérieure, les éléments     filiformes    peuvent être  étirés à une longueur égale à au moins deux fois  leur longueur filée, mais pouvant atteindre six fois  cette longueur     primitive.    Pour     effectuer    cet étirage,  on peut     chauffer    les     fibres    à une température de 75  à 1000. Toutefois, si le traitement décrit a été effec  tué d'une façon     effective,    il est possible d'étirer les       fibres    traitées sans les     chauffer,    à condition que l'éti  rage se produise dans des conditions adiabatiques,  à grande vitesse.

    



  Comme on l'a déjà     indiqué,    ces -éléments     filifor-          mes    peuvent être traités par fournées dans des. bains  à l'état relaxé. Toutefois, on peut aussi effectuer ce       traitement    d'une façon continue, en faisant passer les       fibres    à traiter dans le liquide de traitement. Cas  échéant, on peut les soumettre à une certaine tension  pendant ledit traitement, toutefois cette tension ne  doit pas être suffisante pour provoquer un allonge  ment de ces     fibres    dépassant leur     limite    élastique.  



  En général, le traitement est     effectué    par immer  sion des     fibres    dans un bain en présence d'un excès  de liquide, mais d'autres méthodes de     traitement    peu  vent aussi être utilisées, en     variante.    On peut par      exemple amener le liquide de traitement en contact  avec les fibres à traiter par des rouleaux ou par des  jets.

   Il faut alors prendre garde qu'une quantité de       liquide    atteignant     avantageusement    au moins le 10 0/0       mais        de        préférence        le        40        %        du        poids        sec        de        la        fibre     soit mise en contact, à la température voulue, avec  toute la     surface    extérieure de cette fibre.

   On peut,  à volonté, introduire de faibles quantités d'agents  d'activation de la surface de la     fibre    dans le liquide  de traitement, afin d'assurer une action homogène de  ce liquide. Pendant le traitement, il faut aussi éviter  les risques d'inclusions de bulles d'air entre la fibre  et le liquide de traitement.  



  Dans une autre variante, on peut aussi appliquer  le liquide de traitement à basse température, par  exemple à la température ambiante. Dans ce cas, la  fibre peut être chauffée après coup à la température  désirée et maintenue à cette     température    pendant le  temps voulu,

   à condition que la quantité de liquide  en contact avec la fibre pendant que cette dernière  se trouve à la     température    de traitement soit suffi  sante pour assurer une transformation d'au moins le       45        %        de        la        section        de        la        fibre        pendant        la        durée        du     traitement.  



  Cinq exemples de mise en     aeuvre    du procédé  selon l'invention sont décrits ci-dessous.  



  Pour     apprécier    ces exemples, il est toutefois indis  pensable d'indiquer tout d'abord de quelle façon les  propriétés physiques des éléments traités ont été  mesurées. La température de     transition        verre-caout-          chouc    a été déterminée par la mesure du module  d'élasticité     dynamique    et par celle du module de tor  sion dynamique à différentes températures.  



  Pour mesurer le module d'élasticité dynamique,  on a     utilisé    un faisceau de     fibres    de 500 deniers  auquel on a appliqué un     effort    de traction sinusoïdal.  La valeur de la tension appliquée a été mesurée au  moyen d'un détecteur du type       strain        gauge      atta  ché à l'une des extrémités du     faisceau.    Pour assurer  une variation sinusoïdale de la tension appliquée au  faisceau, on a utilisé un     ressort    élastique soumis aux  mêmes     efforts    que le faisceau et rattaché à un second  détecteur de tension.

   Les     amplitudes    des signaux pro  venant de deux détecteurs de tension ont été com  parées électriquement, ce quia permis de déterminer  le module d'élasticité du faisceau. Pendant la mesure,  ce dernier était enfermé dans un cryostat et sa tem  pérature a été réglée par un courant d'air qui pou  vait être chauffé à volonté.  



  De     cette    façon, on a pu relever la courbe de  variation du module d'élasticité en fonction de la  température et déterminer la température de transi  tion par le point d'inflexion de cette courbe. Pour  déterminer le module de torsion, on a     utilisé    un seul       filament    de trois deniers, d'une longueur de dix cen  timètres, au centre duquel a été     fixée    une barre trans  versale de trois     millimètres    de longueur et de 100  deniers, en   TÉRYLÈNE   (marque déposée). Ledit  filament était disposé verticalement et l'extrémité de  la barre transversale interposée entre les deux élec-         trodes    d'un oscillateur à fréquence audible.

   La fré  quence de l'oscillateur a été ajustée de telle façon  que la barre transversale de   TÉRYLÈNE   vibre  en résonance. La fréquence à laquelle cette réso  nance se produit est une mesure directe du module  de torsion.     (Wakelin   <I>et al, J.</I>     Phys.        Appl.        Phys.,    26,  786, 1955.) De même que pour la mesure du module  d'élasticité, l'ensemble du filament servant à la  mesure du module de torsion a été     porté    successive  ment à différentes températures par un courant d'air  chaud et on a déterminé la température de transition  d'après la courbe de     variation    du module de torsion  en fonction de la température.  



  Pour mesurer les dimensions relatives de l'âme  non     modifiée    et de la couche extérieure modifiée de  la fibre traitée, on a utilisé deux méthodes différen  tes. La première est basée sur des études de la péné  tration des matières colorantes dispersées à l'intérieur  des fibres traitées, études qui ont montré que lors  que ces fibres sont teintes au point d'ébullition, la  couleur dispersée     (         Dispernol      fast     Scarlet    B) pénè  tre rapidement dans toute la couche extérieure de la  fibre. Ainsi, après une heure de traitement de tein  ture, la couleur a pénétré dans toute la couche  externe de la     fibre    et cette dernière a pris une teinte  stable, satisfaisante.

   Si l'on continue le traitement de  coloration à partir de ce moment, la quantité de cou  leur prise par la couche extérieure augmente sans  que la couleur ne pénètre plus loin à l'intérieur de la  fibre. Ainsi, par exemple, une fibre traitée a été  colorée au moyen de       Dispernol      Fast     Scarlet    B  dans un bain de dimensions pratiquement infinies  pendant une, quatre et sept heures.

   Après une heure,  la fibre avait pris une quantité de 15,8 mg de couleur  par gramme de fibre et l'examen au microscope de  la section de la fibre a montré que la couleur avait       atteint        le        50        %        de        la        section        totale        de        la        fibre.        Une     fibre non traitée, de contrôle, teinte dans les mêmes  conditions, avait pris une quantité de couleur de  2,

  7 mg par gramme de fibre et la couleur n'avait       atteint        que        de    1 à 2     %        de        la        section        de        la        fibre.     



  Après quatre heures de traitement de coloration,  la fibre traitée avait pris une quantité de couleur de  20     mg/g    et la pénétration était de 52 0/0, tandis que  la fibre de contrôle, non traitée, n'avait pris que  5,3 mg de couleur par gramme de fibre et que la       pénétration        n'était        que        de        15        %        environ.     



  Enfin, après sept heures, la fibre traitée avait  pris 24 mg de     couleur/g    de fibre et la pénétration       était        de        55        %        tandis        que        la        fibre        de        contrôle        avait     pris 6,

  5 mg de     couleur/g    de fibre avec une     péné-          tration        de        30        %        environ.     



  Dans tous les cas, l'âme de la     fibre    traitée res  tait pratiquement vierge de couleur tandis que, dans  les     fibres    non traitées, la pénétration était très diffi  cile à mesurer du fait du peu de précision des limites  de la zone de diffusion.  



  La seconde méthode utilisée pour mesurer les  dimensions relatives de la couche externe modifiée  de la fibre traitée repose sur le fait que les alcalis      caustiques tels que l'hydroxyde de sodium exercent  sur des filaments de     terephthalate    de polyéthylène  une     action    qui est localisée exclusivement à la sur  face de ces filaments. En faisant agir un tel alcali  de façon continue sur une     fibre,    il est possible d'éro  der progressivement sa     surface    sans que le poids  moléculaire de la portion restante ne soit modifié.

    On a constaté que l'action de la soude caustique sur  les fibres traitées présentait le même aspect que sur  les fibres non traitées, mais que le taux d'érosion  était beaucoup plus grand du fait que la     structure    de  la couche extérieure de la     fibre    était modifiée.

         L'action    de la soude caustique sur les fibres traitées  diminuait brusquement au moment où la     portion        éro-          dée        atteignait        environ        50        %        de        la        section        totale        de     ladite fibre et le taux d'érosion devenait ensuite le  même que celui que l'on observe sur des filaments  de     terephthalate    de polyéthylène de mêmes dimen  sions, non traitées.  



  <I>Exemple 1</I>  On a fait passer une     filasse    non     étirée    de filaments  de     terephthalate    de polyéthylène (220     filaments,    10  deniers par     filament)    à travers un bain contenant du  polyéthylène glycol (poids moléculaire 600) chauffé  à     1251,    C, à une vitesse telle que la filasse était traitée  en 5 secondes. La filasse non     étirée,    mouillée de  polyéthylène glycol 600 passait ensuite sur un jeu de  rouleaux d'entraînement, puis à travers un bain d'eau  bouillante à 950 C et enfin sur un jeu de rouleaux  d'étirage tournant plus lentement.

   Elle subissait alors  un étirage augmentant sa longueur à quatre fois sa  longueur originale. Des jets d'eau chaude dirigés sur  les trois premiers rouleaux d'étirage et un rouleau  d'essorage recouvert d'une couche de caoutchouc,  pressant la filasse contre le dernier rouleau d'étirage  éliminaient le polyéthylène     glycol    et l'eau en excès.  Ensuite, on a séché la filasse ainsi étirée pendant  5 minutes à 950 C et on l'a recuite pendant 10 minu  tes dans un four à air chaud (pour obtenir un degré  de tension égal à zéro) dans l'eau bouillante.  



  Une seconde     filasse    non étirée de     filaments    de       terephthalate    de polyéthylène, identique à celle qui  est décrite ci-dessus, a été humidifiée à l'eau froide  et conduite directement sur les rouleaux     d7alimenta-          tion    de l'installation     d'étirage,    étirée à quatre fois  sa longueur originale, puis séchée pour former une  filasse non traitée, de contrôle.  



  Après un traitement de teinture d'une heure à       ébullition    dans un bain de dimensions pratiquement  infinies contenant du       Dispernol      Fast     Scarlet    B;  la filasse traitée et étirée avait pris 15 mg de     cou-          leur/g    de fibre, tandis que la     filasse    non traitée  n'avait pris que 2,4 mg de couleur par gramme de  fibre.  



  La filasse traitée présentait une température de  transition de 110  C, mesurée par la méthode du  module     d'élasticité,    et de 910 C, mesurée par la  méthode du module de torsion. Les     fibres    de la  filasse de contrôle, de leur côté, présentaient une    température de transition de 1200 indépendante de  la méthode de mesure. Ainsi la couche extérieure de  la     fibre    traitée avait une température de transition  de<B>910</B> à l'état sec, ce qui correspond à environ     801)     dans un état humide tel qu'on le trouve pendant le  traitement de teinture.

   L'âme non modifiée de la  fibre traitée avait une température de transition cor  respondant presque exactement à celle de la fibre de  contrôle non     modifiée.    En examinant la     fibre    traitée  par la méthode de la pénétration de la couleur ou de  l'érosion par un     alcali,

      on a constaté que la     portion          modifiée        de        la        section        de        la        fibre        s'étendait        sur        53        %     de la     section    totale.  



  <I>Exemple 2</I>  Une filasse semblable à celle de l'exemple 1, de       terephthalate    de polyéthylène, non étirée, a été traitée  pendant 5 secondes dans un     bain    contenant du  polyéthylène glycol 400     chauffé    à     1251,    C puis étirée  et teinte comme dans l'exemple 1.  



  On a     constaté    que la quantité de couleur prise  par les     fibres    de cette filasse était de 14 mg de     cou-          leur/g    de     fibre    alors que la quantité correspondante  prise par les fibres de contrôle était de 2,5     mg/g.    La  détermination de la température de     transition    a donné  une valeur de 930 pour la couche extérieure (à (état  sec), obtenue par la mesure du module de torsion,  et de 1100 par la méthode du module d'élasticité.  



  La pénétration de la couleur et l'érosion par un       alcali    montrèrent que la couche extérieure     modifiée          s'étendait        sur        58        %        de        la        section        de        la        fibre.     



  <I>Exemple 3</I>  Le même traitement que dans les exemples 1 et 2  dans lequel on a     utilisé    du       Tergitol          (RTM    NP 35  (un éther     nonyl        phényl    polyéthylène glycol) comme  liquide de traitement, a produit une fibre traitée pre  nant une quantité de couleur de 15,5     mg/g    de fibre,  ayant une couche extérieure modifiée couvrant 51 0/0  de la     section    de la     fibre    et présentant une température  de transition de 900.  



  <I>Exemple 4</I>  Deux     fils    non traités formés chacun de 336 fila  ments de 12 deniers chacun, constitués de     terephtha-          late    de polyéthylène ont été     immergés    dans du       Car-          bowax      600 (polyéthylène glycol ayant un poids       moléculaire        moyen        de        600)    à     100        %        pendant    5     se-          condes,

      la température du bain étant de     1100    C, puis  a passé dans une calandre de façon qu'un résidu  d'environ 35 0/0 de       Carbowax      subsiste sur les fils.  Un de ces     fils    ainsi traités a été ensuite     étiré    sur une  cheville de 50,8 mm de diamètre, chauffée à 1200 C.  Le fil     étiré    avait pris une quantité de matière colo  rante de 15     mg/g    de fibre. L'autre     fil    a été égale  ment étiré sur une cheville de même diamètre, mais à  la température ambiante.- La quantité de couleur prise  par ce     fil    était de 13     mg/g    de fibre.  



  La température de     transition    mesurée par la  méthode du module de torsion était de     95o    pour la      portion extérieure du fil traité. La mesure de la péné  tration de la couleur a révélé que la couche     exté-          rieure        occupait        50        %        de        la        section        du        fil.     



  D'autres fils semblables à     celui    de l'exemple 4  et étirés de la même manière, mais sans avoir subi  au préalable le traitement au       Carbowax    600    n'avaient pris que 3 mg de     couleur/g    de fibre.  



  <I>Exemple 5</I>  Une filasse de     terephthalate    de polyéthylène non  étirée d'environ 20 000 deniers, comprenant 2000       filaments    d'environ 10 deniers chacun, présentant une  biréfringence de 5,2 10-3 a été traitée pendant  5 secondes dans un bain       Carbowax    600   à 100     oio     et 1300 C, puis étirée à un taux de 3,

  6 à travers une       solution        acqueuse        de        35        %        en        poids        de          Carbowax     600   à 950 C pour donner une filasse étirée d'envi  ron 5,500 deniers.

   Les propriétés physiques de cette  filasse étaient les suivantes  Résistance et allongement  2,8     g/denier    et 60 0/0  Prise de couleur  19 mg de     couleur/g    de     fibre     Les caractéristiques d'une filasse semblable  n'ayant pas subi le traitement au     carbowax    étaient  les suivantes  Résistance et allongement  4,2     g/denier    et 40 0/0  Prise de couleur  3,2 mg de     couleur/g    de     fibre     La température de transition des filaments traités  était de     87     déterminée par la méthode de module  de torsion.

   La pénétration de couleur et l'érosion par  un alcali permirent de constater que la couche     modi-          fiée        occupait        59        %        de        la        section        de        la        fibre.  

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS I. Elément filiforme constitué par un polyester dérivé de l'acide terephthalique, caractérisé en ce que sa section comprend une portion centrale non modi- fiée, formant une âme, et une portion extérieure modifiée entourant ladite âme,
    une fraction de la sec- tion dudit élément comprise entre 45 et 70 % étant formée par ladite portion extérieure et cette dernière présentant une température de transition (Tg) infé rieure de 15 à 450 C à celle de la portion centrale. II.
    Procédé de fabrication de l'élément filiforme selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on traite l'élément non modifié à l'état filé, non étiré, avec un liquide organique inerte, chauffé à une tempéra ture maximum de 150,, C et en ce qu'on l'étire ensuite de façon à lui donner une longueur comprise entre deux et six fois sa longueur à l'état filé. SOUS-REVENDICATIONS 1. Elément selon la revendication I, caractérisé en ce que ladite portion extérieure modifiée forme une fraction de sa section comprise entre 50 et 60 0%o.
    2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polyester qui le constitue est du tereph- thalate de poly hexa-hydro-paraxylylène. 3.
    Elément selon la revendication I, caractérisé en ce que le polyester qui le constitue est un copo- lyester choisi dans un groupe formé par les copo- lyesters d'acide terephthalique, d'acide terephthali- que et d'acide sébacique, d'acide terephthalique et d'acide adipique, d'acide terephthalique et d'acide isophthalique. 4.
    Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on traite ledit élément durant un temps suf fisant pour qu'une portion extérieure formant le 45 70 % de sa section droite soit transformée en une couche présentant, après étirage, une température de transition (Tg) inférieure à celle de la portion cen trale non modifiée dudit élément. 5.
    Procédé selon la sous-revendication 4, carac térisé en ce qu'on traite ledit élément durant un temps suffisant pour que ladite température de transition (Tg) devienne inférieure de 15 à 45,1 C à celle de la portion non modifiée de ladite section. 6. Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce que ledit liquide organique est choisi parmi le polyéthylène glycol, les éthers nonyl-phényl poly éthylène glycol et les mélanges de ces produits. 7. Procédé selon la revendication<B>11,</B> caractérisé en ce qu'on traite ledit élément à une température comprise entre 80 et 150 C. 8. Procédé selon la sous-revendication 7, carac térisé en ce qu'on traite ledit élément à une tempé rature comprise entre 110 et 130 C. 9.
    Procédé selon la revendication Il, caractérisé en ce qu'on traite ledit élément pendant un temps compris entre 1 et 60 secondes. 10. Procédé selon la revendication Il, caractérisé en ce qu'on étire ledit élément à une température comprise entre 75 et 1000 C. 11. Procédé selon la sous-revendication 9, carac térisé en ce qu'on traite ledit élément durant un temps compris entre 5 et 30 secondes. 12. Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce qu'on étire ledit élément à grande vitesse et dans des conditions adiabatiques. 13. Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce qu'on traite ledit élément à l'état détendu. 14.
    Procédé selon la revendication Il, caractérisé en ce qu'on applique ledit liquide de traitement à une température approximativement égale à la tem pérature ambiante et en ce qu'on chauffe ensuite ledit élément à la température convenable et le main tient à cette température assez longtemps pour qu'une portion extérieure dudit élément, au moins égale à 45 % de sa section, soit modifiée.
CH650261A 1960-06-03 1961-06-03 Elément filiforme et procédé de fabrication dudit élément CH414056A (fr)

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