Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
La pr~ente invention concerne des fils bilames poly-
esters ~ base de polytér~phtalate d'~thyl~ne et polyt~r~phtalate
de butyl~ne r~ticulé po~sédant des propri~té~ de frisage amélio-
r~e Elle co~cerne ~galement un proc~dé pour l'obtention de
tel~ fil~ bilames.
Par "fil~ bilame~", on entend de~ filaments continu~
comportant deux con~tituant~ différents, chacun d'eux pos~édant
une surface de con~act avec l'extérieur ~ur toute la longueur des
filaments.
Le brevet françai~ N 2 182,766 concerne des fils
polye~ter~ bilame~ à deux con~tituants, possédant une fri~ure et
une éla~ticité permanente~, 1'un des deux constituants étant le
polytéréphtalate d'éthylène et le second le polytér~phtalate de
butylène réticulé.
Or, selon ce brevet fran~ais, avec le~ deux con3tituant~
utilisés, polytéréphtalate d'éthylène et polyt~réphtalate de
butylène réticulé, lor~que la vi~co~ité fondue de ce dernier est
situ~e entre 3,500 et 5,S00 poi~e~ à 260C, le niveau de fri~ure
et surtout le3 force~ de frisage ~ont encore inAuffisants.
Il e~t ~galement connu selon le brevet français N
1,442,768,de pr~parer des filaments composites fri~ables en hélice,
con~titu~s de polytéréphtalate d'éthylène et polytéréphtalate de
butyl~ne.
En outre, il est pr~vu selon le brevet français 50 780/
837,555, un proced~ d'obtention de fils composites au moyen d'un
diJpositif comportant deux plaques dont les per~oration~ sont
d~caleo~ de telle manière que les jets liquides son~ excentrés
l'un pax xapport à l'autre.
En~in, le brevet britannique 1,258,760 concerne une
~ re pour l'obtention de fils ~ double constituant comprenant
une plaque filière et un bloc de distribution comportant deux
conduit~ horizontaux le lon~ de la surface de la fili~re et
lV~
faisant communiquer deux réservoir~ de c8t~ contenant le m8me
polym~re ~ un orifice de filière et un conduit vertical de
dimension inférieure ~ la largeur de~ conduit~ horizontaux faisant
communiqu~r un ~ré~ervoir central contenant un deuxi~me polymère
avec le même orifice de filière en traversant perpendiculairement
lesdits conduits horizontaux tout en pa~ant contre l'une de~
paroi~ de ces conduit~. Mais ce~ fils ne ~ont pas du type bilame
car, dans la section du fil, le polymère central ne représente
qu'une petite fraction de la surface. En outre, dans l'e~pace
situé entre la plaque de répartition des polymares et la filière,
le polymère central n'est pas complètement entouré par l'autre
polymère puisque ce dernier est amené par dQux conduits horizon-
taux opposés et que le polymère central arrive contre i'une de~
parois de ces conduits.
Il a maintenant été trouvé des fil~ bilames ayant des
propriétes de frisage amélior~es, constituées de polytéréphtalate
d'éthylène et polytéréphtalate de butylène réticul~, caract~risés
par le fait que, en coupe, le constituant polytéréphtalate de
butylène réticulé est entouré partiellement par le constituant
polytéréphtalate d'éthylène et qu'il poss~de une viscosité à
l'~tat ondu à 260 C, supérieure ou égale à 2,000 poiqes: de pre-
f~rence la visco3ite à l'etat fondu du polytérephtalate de butylène
xeticulé est sup~rieure ou egale à 4,000 poise~.
La pr~sente invention concerne ~galament un procéde
poux l'obtention de tels fils bilames, caracteris~ par le fait
~ue l'on file ~ tat ~ondu simultan~ment un polytéréphtalate
d'~thylane et un polytéréphtalate de butylène réticulé de viscosit~
~ tat fondu ~ 260C d'au moins 2,000 poises, de préférence au
moln~ 4,000 po~es, dans un di3positif comprenant une filière et
une plaque de r~partition, situ~e en amont de la filière, percée
d'un certain nombre de conduits pour 1'alimentation en polytér~phta-
late de ~utyl~ne reticulé, identique au nombre de trous de la
- 2 -
., .~ , :
~6(t~t~
fili~re, ces conduit~ ayant un diam~tre inf~rieur à celui de~
avant-trou~ de la filière et étant situé de manière décentrée
par rapport à ce~ dernierq, la di~tance entre l'axe de chacun de
ces conduit~ et~l'axe de chacun des avant-trous correspondant~
~tant au moinq égale ~ la différence entre les rayons des avant-
trous et des conduits, et que l'on fait arriver, simultanément,
entre la filière et la plaque de répartition, le polytéréphtalate
de butylène distribu~ en filets après pa~sage par le~ conduits,
de pr~férence sur un chanfrein m~nagé ~ l'entr~e de~ avant-trous
de la filière, et le polyt~réphtalate d'~thylène entourant
compl~temen~ le~ filets de polytéréphtalate de butyl~ne réticulé.
On fait arriver le polytéréphtalate d'~thylène dans
l'intervalle entre plaque et filière par tout moyen déqiré et par
exemple par pas~age par des orific~s ménagés également dan~ la
plaque, autres que les conduits ci-dessus réserv~s ~ l'écoulement
du polyt~réphtalate de butylène, et généralement de plus grand
diamètre que ces derniers. ` -
Dan~ le~ fils bilames selon l'invention, le polytéréphta-
late d'éthyl~ne utilis~ a une vi~cosité à l'état fondu à 290c
comprise entre 1,000 et 3,000 poises, de pr~férence comprise entre
1,500 et 2,500 poisea.
Le polyt~réphtalate de butylène e~t r~ticulé au moyen
de compos~s poly~onctionnel~ pouvant comporter troia ou quatre
groupement~ formataur~ d'esters, parmi ce~ composés, on peut citer
les triols ou les t~trola tels que le trim~thylol propane, le
trim~thylol ~thane, le penta~rythrol ou le glycérol, les triacides
ou t~tracides tels que l'acide trim~sique, l'acide ou l'anhydride
trim~ ue, l'acide ou l'anhydride pyromellique, les polyphénols
tala que le phloroglucinol ou l'hydroxy-hydroquinone, les amino-
acides et acidea-alcool~ tels que l'acide hydroxy-isophtalique,
l'acide aminoisophtalique, etc..~ La quantité d'agent réticulant
utili~ e~t située entre 0,20 et 0,60 le % par rapport au nombre
.: ....
- 3 - ~ ~
.
. . .: ~ . .
~06~
d'unités t~r~phtalate.
La viscosit~ fondue du polytér~phtalate de butylene a
260C, est sup~rieure ou égale à 2,000 poises, de préférence
sup~rieure ~ 4,000 poises. Elle peut aller jusqu'à des valeurs
élev~es telles que 10,000 ou 12,000 poises ou même plu8 . Les
propriét~s de frisure seront d'autant meilleure~ que la viscosité
a l'état fondu du polyt~r~phtalate de butyl~ne r~ticulé sera plus
élev~e.
L'invention sera mieux comprise à 1'aide de la descrip-
tion suivante, et des de3sins ci-joints, dans lesquels :
la ~i~ure 1 représente une vue ,en coupe d'un fil bilame
selon la présente invention :
la figure 2 représente, à titre de comparaison, une
vue en coupe d'un fil bilame tel qu'obtenu selon le brevet fran-
çais No. 2,182,766, et
la figure 3 repr~sente, en coupe, le ~ch~m~ d'écoulement
des polymères selon une variante du procédé ~elon la présente
lnvention~
Dans la figure 1, la p~rtie A représente le polytéréphta-
late de butyl~ne et la partie B le polytér~phtalate d'éthylene.Dans la figure 2, la dlsposition de~ deux phases A et B est
inversée. La di~positi~n de~ deux phases A et ~ dans la ~igure 1
est particulièrement bonne puisque la phase polyt~r~phtalate
de butyl~ne ~A) po~sédant 1Q plu~ fort retrait est entourée par
la pha~e polyt~r~phtalate d'ethyl~ne (B).
Le~ deux polymères secs ~ont fondus sépar~ment ~oit
dans de~ fondo~r~, soit dan~ des extrudeur~, entre 275 et 300C,
pour le polytér~phtalate d'~thylène, et entre 255 et 265C pour
le polyt~réphtalate de butylène réticul~.
Ils sont dosés ~parément par des pompes de titrage qui
les envoient danJ l'appareil de filage proprement dit. Les propor-
tion~ respectiveq dQs deux polymères peuvent varier entre 80-20
- 4 -
et 20-80. Le~ deux polym~re~ ~ont extrud~s ensemble dans le meme
capillaire, au moyen d'un appareil tel que sch~mati~é à la
figura 3.
Suivant la figure 3, le polyt~réphtalate de butyl~ne,
~ tat fondu, passe dans le conduit 4 traversant la pla~ue de
r~partition 1 pUi9 s'~ceule ~ur le chanfrein 2 de l'avant-trou 3,
dans l'avant-trou 3 et à travers le capillaire 5, le polyt~réphta-
late d'éthylène txaver-~e la plaque de répartition en 6 et 7,
s'écoule dans l'intervalle,8 situé entre la plaque de répartition
9 et la filiere 10 en entourant totalement et excentriquement le
polytér~pht~tQ de butylène réticulé pUi9 traver~e la filière 10
dans l'avant-trou 3 et le capillaire 5.
Le conduit 4 traversant la plaque de r~partition 1 est
de diamètre inférieur à celui de l'avant-trou et le~ deux orifices
4 et 3 sont décentrés 1'un par rapport à 1'autre.
Les orifices 4 et 3 peuvent d'ailleurs être décentrés
de maniare plu8 importante pourvu que le polyt~réphtalate de
butyl~na fondu puis~e s'écouler normalement le long d'une partie
de la paroi de l'avant-trou 3, en particulier à l'aide du chanfrein
prévu à l'entrée de l'avant-trou, la dimension du chanfrein étant
de préf~rence d'autant plus importante que le décentrage est grand.
Les ori~ices de la fllière peuvent avoir de~ sections
de diverse~ forme~, bien connues de l'homme de l'art, telles que
les ~ections ronde, allongée, ou mame multilob~e.
Selon la procéd~ de la pr~sente demande, il a ét~ trouvé
que des r~Aultats particuli~rement bon~ étaient obtenus avec des
sections d'ori~ices ronde~. Dan~ le cas de section ronde, le
diambtre est g~n~ralement compris entre 0,20 et 0,90 mm, par
ex~mple, et leur nombre n'étant pa9 limit~, il est pos~ible de
r~aliser une grande gamme de titres, à de~ viteR~es très variables,
par exemple allant de 200 à 4,000 m~tres/minute ou meme plu~.
Les ~ilamenta sont ensuite étirés de manière habituelle selon tout
- 5 -
., : ; .~- ' . , .
- ` ' ' ':
moyen connu, en continu ou en discontinu, ~ des taux g~n~ralement
compris entre 1,2 X et 5 X, et ~ des vites~es pouvant varier
tr~s largement, par exemple entre 500 et 4,000 mètres/minute.
Le fi~l obtenu apr~s révélation sans tension par tout
moyen connu tel que la vapeur d'eau ou l'air chaud, a une frisure
hélicoidale caract~ristique des fils b deux constituants. Les
propri~t~q de frisure de tels fils sont excellente~ ~ tous points
de vue, en particulier la fr~quence de friqure, la force de demi-
défrisage, et demi-refrisage, ainsi que le module d'élasticité.
Dans les exemples qui ~uivent, qui sont donn~s à titre
indicatif ~.aJ 8 ~~n limitatif pour illu~trer l'invention :
- la visco~ité à 1'état fondu des polymères, exprimée
en poises, est déterminée au plastomètre à extrusion Davenport,
- l'extensibilité ést donnée par la relation =
L - 1
E % ~ 1 - x 100, dans laquelle
L représente la longueur du fil défrisé sous une tension de 250
mg/dtex, et 1 repr~sente la longueur du fil frisé sans aucune
tension,
- la fréquence de frisure est exprim~e en nombre de
demi-ondulations par centimètre de fil d~frisé.
A parti-r du diagramme force-allongement établi pour
l'lntervalle 1 a L, on lit en ordonnée les forces de demi-d~frisage,
et de demi-re~risage pou ~ port~ en abscisse.
~xem~e~ l~b 6 -
On pr~pare quatre lot~ de polymères différents :
Polytér~phtalate d'éthylène de vi~cosit~ intrinsèque 0,66(mesur~e ~ur une solution à 25C contenant 1 % en poids par volume
de polymare dans 1'orthochlorophénol) de viscosité ~ tat fondu
a 290C : 2,300 poises.
~. Polytér~phtalate de butylène réticulé avec 0,3 mole % da
trim~thylol-propane par rapport au nombre de chainons téréphtalate,
de viscosit~ ~ l'état fondu b 260C : 4,000 poises.
- 6 -
C. Polyt~r~phtalate de butyl~ne r~ticul~ avec 0,3 mole % de
trim~thylol-propane, de vi~cosité à l'état fondu à 260C : 8,000
poi~es.
D. Polyt~réphtalate de butylène réticul~ avec 0,3 mole % de
triméthylol-propane de viscosité à l'état fondu à 260C: 10,000
poises.
Le~ polym~res sont fondus ~épar~ment, le polymère A
280 & , et les polym~re~ B, C, D à 245c, puis on file les couple~
de polym~re_ A-B, A-C et A-D en proportions 50-50 en volume à -
275C au moyen du dispositif de la figure 3 pr~sentant les
caractéristi~ues suivantes :
diamètre des conduits 4 : 1,5 mm
diamètre des avant-trous 3 : 2,5 mm
diam~tre des conduits 6 et 7 : 2,5 mm
d~centrage des axe~ de 4 et 3 : 1 mm
longueur du chanfrein 2 : 0,75 mm
la filière présentant 32 orifices ronds de 0,50 mm de diamètre.
Les filaments passent à la ~ortie de la filière sur deQ
rouleaux délivreurs à 550 metre~/minute, maintenus à une tempéra-
ture de 90 C, pUi9 sur des rouleaux étireurs à 2,190 m/min où
ils sont ~tires ~ un taux de 4 X environ, puis renvid~s à une
vitesse de 2,000 m~tres/minute. Ils sont ensuite relaxés dan~
la vapeur d'eau (pression 10 bar~) à une temp~rature de 160C~
Les caract~ristique~ de~ filaments obtenu~ à 1'aide
des troi~ couple~ A-B, A-C et A-D, déaigne~ respectivement par
exemple~ 1,2 at 3 sont donnée~ dans le tableau ci-après.
A titre de compaxai~on, les trois meme~ couple~ A-B,
~-C et ~-D sont ~iles comme ci-des~us mais en remplaçant le
dispo~itlf selon la fig. 3 de la presente invention par un dispo-
~itlf selon la ~ig. 1 de l'USP 2,386,173 et avec une filiere de
32 ori~ice~ rondY de 0,34 mm. Les caractéristiques des fils
obtenu8 apr~ relaxation à la vapeur, d~signé-~ reQpectivement
_ 7_
U~
par exemples 4, 5 et 6 ~ont également donn~es dan~ le tableau
ci-apres.
~elon l~invention comparatifs
Exeml~les ~ 1 2 3 4 5 6
couple de polymère A-B A-C A-D A-B A-C A-D
fréquence de frisure 16,3 20,3 26,3 14,9 15,7 19,1
extensib~lité X 7 10,7 22,5 12,3 15,6 27,9
force de 1/2 défri~age en g/tex 141 214 310 68,5 86,3 122
force de 1/2 refri~age en g/tex 104 158 185 51, 760,9 70
module en g/tex 168 207 212 162 184 185
retrait à l'~au bouillante 8,8 7,1 7,0 8,7 7,3 7,2
On peut voir dans ce tableau que les fils selon l'inven-
tion présentent de meilleures fréquences de frisure et surtout
de bien meilleures forces de demi-défrisage et refrisage ce qui
indi~lue une frisure plus ~table que les fils des exemples
comparatifs.
