Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
1~)38578 ` ~
L'invention concerne un fil synthétigue frisé d'as-
pect "rond" constitué de brins à double constituant en polymères
organiques.
Par fil d'aspect "rond", on entend un fil multibrin
dont l'enveloppe est analogue à une gaine de section circulaire.
Il est connu par le brevet américain 2 386 173 délivré
le 2 octobre 1945 d'obtenir des fils à double constituant par
extrusion de deux compositions différentes par le meme orifice
de filière. On obtient ainsi des fils constitués de filaments
à frisure hélico~dale. Mais dans ces fils tous les brins ont
exactement le meme pas de frisure ce qui conduit à des fils dont
la frisure suit celle des brins de sorte qu'ils ne sont pas ronds
ce qui peut entralner des difficultés pour certaines applicationa.
Il est également connu par le brevet américain 3 050
823 délivré le 28 août 1962 d'obtenir des fils à double consti-
tuant à partir de filières présentant des orifices rectangulaires.
Mais làencore tous les filaments ont la meme frisure car la
répartition et la position des deux constituant est la meme d'un
brin à l'autre.
Il a maintenant été trouvé un fil multibrin frisé rond
constitué de brins à double constituant en polymères organiques
caractérisé par le fait que chacun des brins possède une section
transversale allongée et que la position de l'interface des deux
constituant dans cette section varie d'un brin à l'autre de sorte
que le fil posséde à la fois au moins deux types de brins: ceux
dont cette interface est disposée selon le petit axe ou une pa-
rallèle au petit axe et ceux dont elle est disposée selon le
grand axe ou une parallèle au grand axe de la section transver-
sale.
De préférence, le fil est constitué non seulement des ~
deux types de brins ci-dessus mais également d'un ou plusieurs -
autres types dans lesguels l'interface est disposée selon
~, ,'.':-'
--1--
.. . ~:, :.
1~38578
diverses lignes obliques par rapport aux deux axes de chaque ;
brin.
On obtient alors des fils constitués de brins de dif-
férents pas de frisure hélicoidale ce qui conduit à une frisure
très brouillée et a un fil global d'aspect "rond".
L'invention concerne également un procédé d'obtention
d'un tel fil par extrusion de deux compositions filab~es pré-
sentant entre elles une différence de retrait et de m~dule d'é-
lasticité à travers des orifices de filière de forme allongée
dont le rapport entre le grand et le petit axe est au moins de
deux, lesdites compositions arrivant de manière différente d'unorifice à l'autre par rapport à sa section, l'interface des deux
compositions coupant cette section au moins selon le petit axe
ou une parallèle au petit axe de certains orifices et selon le
grand axe ou une parallèle au grand axe de certains autres.
De pr~férence, l'interface des deux compositions ar-
rive égalment selon différentes lignes obliques par rapport aux
deux axes des orifices. On a généralement intér8t à faire ar-
river les deux compositions de manière telle que l'on ait la
plus grande variété possible de répartition de ces deux composi-
tions dans les divers brins.
Pour la réalisation de la présente invention, on peut
utiliser tous les couples de polymères ou de compositions fila-
bles généralement utilisables pour l'obtention de fils à double ,
constituant à frisure naturelle. On peut citer par exemple les
couples différant entre eux par la nature des polymères tels que: ,~
homopolyamides et copolyamides, l'un des constituants pouvant
etre le polyadipate d'hexaméthylènediamine ou le polycaprolactame
par exemple, tandis que l'autre est un copolyamide
.
10385~78
issu de la polycondensation de plusieurs diacides et/ou
diamines ou lactames; les polyesters diff~rents: polytéréphta-
late d'éthylène d'une part et polytéréphtalate de butylène
d'autre part ou ~eux polyesters ~emblables dont l~un a subi
une modi~ication chimique, réticulation par ~xemple; les poly-
mères à base d'acrylonitrile différent entre eux par la nature
et la quantité des comonomères autres que 1'acrylonitrile entrant
dans leur composition ou par leur teneur en milliéquivalents
a¢ides-ou basiques; des polymère~ cellulosique~; de~ constituants~
de naturé complètement différente, tels qu'un polymère cellulosi-
que et un polymère complètement ~ynthétique ou un constituant
polyester et l'autre polyamide ~es con~tituant~ peuvent égale~
ment ~tre de nature identique mais présenter des difiérencee de
propriétés physiques comme viscoslté~ température, degré de
polymérisatiQn~ etc.O
Pour la réalisation du pro¢édé selon la présente inven-
tion~ on file simultanément par le m8me orifice de ~ilière soit
deu~ polymère~ ~ondus~ soit deux solutions de iilature selon la
matière que l'on veut iiler. ~es oriiice~ de iilière doivent
présenter une iorme allongée, le rapport du grand axe au petit
axe devant être d'au moins deux et de pré~érence trois.
~oute iorme allongée de l'oriiice de iilière peut
oon~enir pour la réalisation de la présente invention. On peut
; citer par exemple: re¢tangle, ovale, ~ormes en C, ~, I ou Y o~
l'une des barres pour ~ I et Y est nette~ent plus longue que
l'autre ou les autres et d'une manière générale toute ~orme allon-
gée régulière ou non. Pour de~ raisons de commodité de perça-
ge et d'utilisation, on préière généralement utiliser des ori-
~ fices re¢tangulaires. - -
~a dispo~ition des oririces sur la filière dépend de
. .
celle de la distribution des ¢ompositi~ons à filer avant ¢ette
,-.
, , .
.;
~ 103ffS'7~
derniere. Si la distribution des compositions à filer est dispo-
sée en ~toile comme représente à la figure 12, les orifices peuvent
etre disposés de sorte que leurs grands axes soient tous paralleles
entre eux. Il peut en être de meme lorsque les deux compositions
arrivent sur la filière de maniere concentrique. Dans ce cas,
l'interface des deux compositions peut être courbe par rapport aux
axes des orifices sans sortir du cadre de l'invention.
Les compositions sont ensuite filées par filage au
fondu ou en solution a sec ou à l'humide, selon la nature des com-
positions a filer et par des moyens connus pour ces dernières. L'é-
tirage pratique est également celui le plus adapté a la nature des
fils.
Ces fils peuvent ensuite subir un traitement à la
vapeur d'eau pour rév~ler leur frisure.
Des exemples non limitatives vont être donnés dans
ce qui suit en ayant référence aux dessins, dans lesquels:
Les figures 1, 2, 3 et 4, montrent un orifice de
re rectangulaire et les différentes possibilités de distribu-
tion des compositions A et B, leur interface étant disposée selon
le grand axe fig.l, le petit axe fig. 2, une diagonale fig. 3, une
ligne oblique fig. 4.
Les figures 5, 6, 7 et 8, montrent les divers types
de filaments obtenus par les orifices de filiare et les distribu-
tions representées aux figures précédentes.
Les figures 9, 10 et 11, représentent dlautres types ~,
d'orifices de filiare de forme allongée utilisablesselon l'invention.
La figure 12 représente, en coupe, une filiere percée
d'orifices rectangulaires et munie d'un répartiteur.
Les figures 13, 14, 15 et 16, représentent des photo-
~30 graphies de différents fils apras une légere prétension manuelle
` pour desemm81er les brins, cesphotographies étant effectuées au
grossissement de 4 X.
, La igure 13, représente un fil à double constituant
; ~ 4 ~
:: :
103857~
obtenu à partir d'une filière à orifices circulaires. - -
La figure 14r représente un fil à double constituant
obtenu à partird'une filière à orifices rectangulaires de
0.70 x 0.13 mm.
La figure 15, représente un fil à double constituant
obtenu à partir d'une filière à orifices rectangulaires de
0.50 x 0,18 mm.
La figure 16, représente un fil à double constituant
obtenu à partir d'une filière à orifices rectangulaires de
0.45 x 0,20 mm.
Les figures 17, 18, 19 et 20 représentent respecti-
vement les mêmes fils que les figures 13, 14, 15 et 16 mais
après avoir subi un traitement de relaxation pour revéler mieux
leur frisure et la fixer.
La figure 21,représente une autre filiare permettant
la réalisation de la présente invention.
La figure 22 représente des fils obtenus par filage
~ l'humide de deux solutions à travers une filière à orifices
circulaires, et
La figure 23, représente des fils obtenus par filage
à l'humide de deux solutions à travers de la filière de la fig. 21.
Se r8férant maintenant à ces figures, et particuliè-
rement ~ la figure 12, cette figure représente, en coupe, une filiè-
re 1 perc~e d'orifices rectangulaires 2 et munie d'un réparti-
teur 3 de compositions filables. Ce répartiteur est constitué
d'une partie circulaire 4 faisant joint entre la filière et la
partie sup~rieure de la tête de filage et de scparation.s S per-
mettant de s~parer les deux compositions filables A et B au-des-
~ .
:
103~r~8
sus de chacun des orifices 2 de filiere. On voit sur cette
figure que les orifices de filiere sont disposes differemment
par rapport aux separations 5 de sorte que l'interface des
compositions A et B arrive sur le grand axe de 8 orifices, sur
le petit axe de 8 autres orifices et enfin sur une ligne oblique
pour les 16 autres orifices.
La figure 21 représente une autre filière permettant
la réalisation de la présente invention. Elle est percée d'ori-
fices rectangulaires 2 disposés parallèlement les uns aux autres
sur une couronne 6. Ainsi, l'interface entre les compositions A
et B, se trouvant au droit de la couronne 6, est disposée différem-
ment d'un orifice à l'autre depuis la position 2a dans laquelle
l'interface est disposée sur le petit axe de l'orifice, jusqu'a
la position 2m dans laquelle l'interface est disposée sur le grand
axe de l'orifice.
Comme on peut le voir de ces figures, la frisure des
fils obtenus selon l'invention (fig. 14-15, 16 et 23) est beaucoup
plus brouillée que celle du fil des figures 13 et 22 obtenu a par-
tir d'une filiere a orifices circulaires. La frisure ainsi obtenue
ressemble beaucoup plus a la frisure naturelle de la laine que la
frisure des fils a double constituant connus jusqu'ici et elle est
particulierement appréciée dans le domaine textile pour son aspect
tres voisin de celui des fibres naturelles. Tandis qu'un fil a
;~ double constituant possade généralement une frisure hélicoidale
ou tous les brins possèdent le même pas et se trouvent donc en
phase dans le fil multibrin, le fil selon la présente invention
~`~ présente un aspect "rond" dû au brouillage de la frisure des
divers brins et cet aspect est d'autant plus marque que le fil est
aonstltue d'un plus grand nombre de types de brins différant entre
eux par la disposition des deux constituants.
Les figures precedentes montrent des r~partitions
avec des proportions identiques des deux constituants. Toutefois,
,
T.
,
1038578
il est tout à fait possible d'utiliser des proportions différentes
pouvant aller par exemple jusqu'à 30 à 70~ d'un constituant pour
70 à 30~ de l'autre, sans sortir du cadre de l'invention. Dans
. . .
1038S7~3
de tels cas, l'inter~ace se trouve bien s~r décalée. Elle est
alors parallèle au grand axe sur certains brins, parallèle au
petit axe sur d'autres et éventuellement oblique sur les dernier~
brins.
~ es exemples suivants sont donnés à titre indicati~
et non limitati~ pour illustrer l'invention.
Dans ces exemple~:
- la vi~cosité intrinsèque est déterminée sur une
~olution à 1 % en poid~ par volume de polymère dans l'orthochloro-
phénol à 25C,
- la viscosité spécifique est mesurée sur une solution
à 2 % en poid~ par volume de polymère dans le diméthylformamide
~ 20d,
- l~eifet mousse e~t donné par la relation:
~ - L
efiet mousse % - l o x 100
~o
dans laquelle ~1 représente la longueur du ~il mesurée sous une
prétension de 50 mg/dtex et ~0 la longueur du ~ OU8 une pré-
tension de l mg/dtex,
- l~exten8ibilité mesurée sur appareil Instron est
donnée par la relatlon E % = ~ - l x 100 dans laquelle ~ repré-
~ente la longueur du fil déiris~ sOUs une tension de 250 mg/dtexot 1 représente la longueur du ~ risé ~ans aucune tension,
- les force~ de demi-défrisage et de demi-re~risage
sont déterminées à partir du diagramme force-allongement établi
sur appareil Instron pour l'intervalle t ~ ~ par lecture en
abscis~e de ces iorces pour E % porté en ordonnée et sont
chifir~es en mg/tex,
... . .
.. !
-- 7 --
1 03~5~
- la fréquence de frisure est exprimée en nombre de
demi_ondula-tions par cm de ~ibre défrisée. ~ :
Exem]~le 1
On fond séparément d'une part à 300C un polytéré-
phtalate d'éthylène de viscosité intrinsèque 0,67 et de viscosité
~ tat ~ondu ~ 290C de 2400 poises et d'autre part ~ 256C un
polytéréphtalate de butylène réticulé au moyen de 0,3 mole ~0 de
triméthylolpropane de.viscosité ~ l'état fondu de 4200 poises à
260 C.
~es deux polymère~ ~ondus passent dans une chaudière
à 280C pui~ à traver~ une ~ilière selon la figure 12, chau~fée
à 270C et percée de 32 orifices rectangulaires dont les capil-
laires mesurent 0,50 x 0,18 mm. ~e fil est renvidé ~ 1250 m/mn.
Pui~ il est envoyé à la vitesse de 135 m/mn sur un rouleau chau~-
.~é à 85C et ren~ridé à 405 m/mn ce qui lui donne un taux d'étira-
ge de 3 X. Il subit ensuite un traitement de relaxation dans un
mélange d'air chaud et vapeut d'eau à 110C à 450 m/mn avec un
taux de relaxation de 19,6 %. ,
~e~ qualités du fil mesurées sur les différents types ;
. 20 de brins sont les suivantes. :.
eî~et mousse 1 0 , 5 21, 5 46,4 , :
~réquence de frisure1, 7 3 , 5 4, 7
~or¢e,de demi-dé~risage45,9 90,9 86,8
~orce de demi-re~risage 17, 5 60,6 58, 7
extensibilité 11,7 7,2 5,7
ténacité 21,2 21,8 22,3
allongement 31,3 34, 7 41, 7
Sur le,fil multibrin, la ~risure de~ divers brins
apparait trè~ brouilléeO
Exemple 2
On répète l'essai de l'exemple 1 avec les memes poly-
, :., , :
.,., I .
." - 8 -
1 03~5~8
m~re~ et dans le~ m~mes conditions mais avec un taux d'étirage
de 2,8 X~ -
Comparativement, on ~ile dans les m8mes conditions les
mêmes polymères mais ~ travers une filière percée de 32 orifices
circulaires de 0,34 mm de diam~itre.
~ e tableau suivant donne successivement les caracté-
ristique~ de chacun des trois types de brins obtenus avec la
filière à ori~ices rectangulaires et mesurées sur quatre brin~,
du fil multibrin obtenu avec cette mame fili~re et
du iil multibrin obtenu avec la filière à oriiices circulaires.
Types de brins ~il multibrin
~D .. . ~.~, O
titre 22,6 22,-2 23,4 180 174
allongement ? 4,7 17,1 17,4 20,8 24,1
t~naoité 23,8 24,0 24,0 23,1 25,2
eiiet mou~3e 31, 8 55,1 46,2 61,4 60,4
exten~ibilité 99, 7 170 209 169 172
iréquence de 10,8 12,8 14,7 14,4 14,7
iri~uré 8,8 10,5 11,2 11,3 10,
9,8 11,9 12,5 13 12
force de dem$- 15,6 17,5 24,1 18,6 16,4
déirisage .
ioroe de demi- 11,1 12,9 19,0 11,o 7,74 ~i
reiri8age
Exemple~ 3, 4 et 5
,
~ ~es m8mes polym~res ~u'à l'exemple 1 sont fonaus ~
: 298c pour le polytéréphtalate d'~thylène et ~ 256c pour le
~ polytéréphtalate de butylèneO Ils passent ensuite dans une chau- ~ -
; dière à 283c pu$~ sont filés comme à l'exemple 1 au moyen des
res suivantes.
témo$n: 32 oriiices circula$res de 0, 34 mm de diamètre
ex 3 s 32 oriiices rectangulaires de 0,70 x 0,13 mm
g _ ., . ~ -
1~385~8
ex 4: 32 orifices rectangulaires de 0,50 x 0~18 mm
ex 5: 32 orifices rectangulaires de 0,45 x 0720 mm
Les orifices rectangulaires sont disposés comme
la ~igure 12.
~ es fils sont ensuite étirés à un taux de 2,6 XO
~ es caractéristiques des fils obtenus sont données
dans le tableau I sur lequel figure le nombre de brins sur lequel
ont été e~fectuées les mesures dans chaque cas.
Tableau I
témoin ex 3 I ~ !X 4 x 5
~> ~ ~3 I CD ~ C~ ~ ~ '3 ~,
nombre ___~ _ 4 4 3 4 4 4 4 4
titre~ 23,1 20?05 24,7 17,27 24,09 23,81 25,89 25,10 23,86 26,21
allon- 27,15 1~,6~ 20,8 23,05 25,84 26,9 25,48 20,24 26,91 25,7
~ement
ctiétea_ 21,74 20,31 21,0 21,31 22,09 22,01 21,54 22,56 23,0 ¦18,9
ferCe 27,313,111,6 19,1 13,9 15,4 26,6 26,8 11,5 21~4
dee,miri_
saSe 21,7 8,6,2 16,2 ¦11 5 ~13,4 21 5 ~19,3 ~1 ,1 17,2
l8iitbin- 139~1 23 61,4 59 57,6 48,3 17,9 73,6 63,2 125
~r~- 10,714,97 7,19 0,53 7,04 9,52 8,54 8,91 7,21 7,54
de fri-
effet 46,66,68 17,8 8,8 19,6 23,1 44 35,2 23,5 43,3
mousse
~ es figures 13, 14, 15 et 16, sont de~ photogra-
phies avec un grossissement de 4 X des fils obtenus respective-
ment a~ec ce~ quatre fili~res: témoin, ex.3, ex.4 et ex.5.
On peut constater sur ces figure~ que le~ fils
:' ' .
- 10 - ~
.. . . . . . .
... . . , . ,. , . , , - , . .. .. .
: ~,Q385~78
des exemples ~, 4 et 5 présentent une frisure brouillée et
sont beaucoup plus épanouis que le ~il témoin qui poss~de une
frisure régulière.
Ces quatre fils ont ensuite subi un traitement dans
un mélange d'air chaud et de vapeur d'eau à 110C ~ 450 m/mn
avec un taux de relaxation de 19,6 % pour révéler leur friæure.
~ es ~igures 17, 18, 19 et 20, sont des photographies
également avec un gros~issement de 4 X respectivement des m~mes
iils témoin, e~O3~ ex.4 et ex.5 après traitement de relaxationJ
De m8me, on voit de ces ~igures que les ~ils obtenus
selon les exemples 3, 4 et 5 sont beaucoup plus réguliers dans
leur largeur et leur épanouissement que le ~il témoin qui pr~-
3ente des pas0ages compacts où tous les brins se trouvent "en
phaae".
_ e~ple 6
On pr~pare deux solutions dans le dim~thyl~ormamide:
- l'une contenant 22,8 % en poids d'un copolymere
oonstitué par 94,9 % en poids de cha~nons acrylonitrile, 3,5 %
en poids de chainons méthacrylate de méthyle et 1,6 % en poids
de chainons vinyloxybenzènesul~onate de potassium de viscosité
spécifique 0,300,
- l'autre contenant 22,~5 ~ en poids d'un copolymère
constitué par 90,9 % en poids de chainons acrylonitrile, 8 %
en poids de cha~nons méthacrylate de méthyle et 1,1 % en poids
de cha~nons vinyloxybenzènesulfonate de potassium de viscosit~
spéci~ique 0,310.
Ces deux solutiQns sont extrudées à 130C ~ tra~er~
la ~ilière représentée figure 21 dont les 40 ori~ices de dimen-
~ions 0,05 x 0,10 mm sont percés sur une couronne de 8 mm de
~o diamètre dans un bain coagulant contenant 40 % de diméthyl~orma-
mide et 60 % d'eau ~ ~0C. ~e fil obtenu à la vitesse de 50 m/mn
'. , ' , '~ - ' .
:. .
1038Sq8
e~t lav~ ~ l'eau ~ contre courant, étiré ~ un taux de 6 X dans
la vapeur d'eau ~ 130C, séché sur un rouleau ~ 210C et suré-
tiré ~ un taux de 1,4 X pendant qu'il est chaud. ~e ~il
pas~e ensuite à 600 m/mn dans une tuyère parcourue par de l'air
à ~30C ce qui provoque un retrait de 20 ~0O Il est enfin trai-
té par la vapeur d'eau à 130C.
A titre de témoin, les deux m~mes solutions sont extru-
dées à travers une ~ilière présentant 40 orifices circulaires
de 0,08 mm de diamètre repartis sur une couronne de 8 mm et le
fil obtenu traité de la m~me manière que ci-dessus.
~ es ~igures 22 et 23 sont des photographies avec un
gro~si~sement de 4 X respectivement du ~il témoin et du fil de
l~exemple 6.
L~ en¢ore, on peut constater sur ces ~iRures que le
~il de l~exemple 6 est beaucoup plu3 ~panoui que le ~il t~moin.
Dans ce dernier (~igo22) plu~ieurs brin~, se trouvant
en pha~e, parai~ent collés de ~orte qu'il semble présenter un
nombre de brins beaucoup plu~ faible que celui de la figo23
~elon l'invention alor~ que ce nombre de brins est de 40 dans les
deux cas.
'" ' ' '
- 12 -
.. ~,~
