Brevet FR2000960A1 — publié le 19690919

I 2000960 Cette invention se rapporte à la production des fils en matière thermoplastique élastomère du type contenant au moins 85 % de polyuréthane segmenté» Les fils de ce genre sont généralement connus en particulier dans les pays de langue anglaise sous le 5 nom de fils "Spandex" et seront appelés ci-après sous ce nom. On entend ici par "polyuréthane segmenté" un polyuréthane dans lequel la molécule de polymère est formée de segments à forte élas ticité et d'autres segments à chaîne réticulée de nature plus rigide. 10 II es'fc déjà connu de stabiliser par la chaleur des fils "Spandex" guipés ou à "âme filée" en vue de stabiliser leurs propriétés d'étirage, l'âme arrivant à travers les rouleaux fournisseurs seulement du métier à filer, simultanément au filage de fibres formant le guipage ou recouvrement. En outre, il existe déjà un procédé décrit dans le brevet anglais N0 916.287 pour modifier de façon permanente les dimensions notamment des fils d'un polymère synthétique élastomère, ce procédé consistant à exposer les fils à une température au moins égale à 100°C, tandis qu'ils sont tendus/puis à refroidir 20 les fils jusqu'à une température inférieure à 70°G, tandis qu'ils sont encore sous tension. Dans ce procédé précédemment proposé, la durée du traitement à la température élevée doit être suffisamment longue pour que le fil conserve une notable proportion de son état d'extension, la durée de traitement minimum étant de 25 5 minutes, la durée à choisir de préférence variant d'environ 15 à 60 minutes. Un autre procédé précédemment suggéré et décrit dans le brevet anglais N° 1.103.485 vise à augmenter la résistance à la traction et le module (charge nécessaire à l'obtention d'une 30 extension donnée du fil) des fils élastomères (comportant un allongement avant rupture au moins égal à 150 %, une récupération de longueur après traction de 90 % ou davantage et un défaut de retour sur lui-même après une extension prolongée inférieur à 30 Ç-Q en un temps comparativement court, cet autre procédé con-35 sistant à chauffer un fil en matière synthétique élastomère à une température au moins égale à 130°C et à lui faire subir simultanément une extension de 200 à 600 %, tandis qu'il passe entre deux dispositifs d'accumulation de fil dont les vitesses sont réglées de manière à assurer le degré d'étirage désiré pen-40 dant une période de temps ne dépassant pas une minute, le fil 69 01740 2000960 qui s'éloigne du second dispositif d'accumulation ayant la possibilité de subir une relaxation libre et étant rassemblé sous une forme sensiblement exempte de tension. Le but général de la présente invention est de fournir à 5 l'industrie un procédé perfectionné de production de fils "Spandex" grâce auquel divers avantages qui sont indiqués ci-après peuvent être obtenus par rapport à ceux qui découlent de l'adaptation des procédés connus0 Un but plus particulier de l'invention est de permettre la 10 production de fils "Spandex" ayant un nombre ou comptage de deniers qu'il n'a pas été possible d'obtenir jusqu'à présent. Un autre but particulier de l'invention est de permettre la production de fils "Spandex" possédant des propriétés améliorées par rapport à celles des produits standard comparables. 15 Le procédé tel que le prévoit l'invention consiste à sou mettre simultanément à une extension un fil "Spandex" nu dans une mesure au plus égale à 200 % et à le stabiliser par la chaleur à une température comprise entre 160 et 300°C pendant un laps de temps ne dépassant pas 50 secondes. 20 Suivant une particularité du présent procédé, le degré ou • pourcentage d'extension et la température à laquelle le fil "Spandex" est soumis peuvent être réglés judicieusement dans la gamme de valeurs sus-indiquée de façon à donner au fil les propriétés désirées. C'est ainsi que, dans certaines conditions, 25 qui peuvent être déterminées par l'expérience, certaines propriétés comme par exemple l'allongement avant rupture peuvent s'avérer supérieures à celles que possède le produit standard. Avantageusement, le fil "Spandex" nu peut être soumis à une extension tandis qu'il est astreint à se déplacer sur ou au delà 30 et de préférence en contact avec -une plaque chauffée électriquement. A cet égard, une plaque chauffante telle que celle qui est employée dans un procédé de production de ce qu'on appelle une "fausse torsion" peut trouver sa place ici» Suivant un aspect important de l'invention, le procédé déjà 35 défini grosso modo ci-avant peut être mis en oeuvre effectivement sur une machine de guipage c'est-à-dire sur une machine permettant d'appliquer en spirale sur un fil "Spandex" initialement nu un ou plusieurs fils de recouvrement formant guipage. Mais bien que le présent procédé soit particulièrement ap« 40 plieable à une machine de. guidage ou de recouvrement, il n'y a 69 01740 3 2000960 ici aucune limitation à cet égard étant donné que ce procédé peut être également mis en oeuvre pour constituer une partie d'une o-pération d'envidage, par exemple quand on envide un fil "Spandex" nu provenant d'une "bobine de réserve plus ou moins grosse sur un 5 autre organe, tel par exemple qu'une ensouple de machine textile. Pour la facilité de la compréhension et de la réalisation industrielle de l'invention, une réalisation de l'appareil permettant la mise en oeuvre de ce procédé perfectionné sur une machine de recouvrement ou de guipage d'un fil est décrite ci-10 après, simultanément à titre d'exemple d'ailleurs, en regard du dessin schématique annexé dont la figure unique représente de façon très schématisée la disposition de cet appareil. On voit par le dessin qu'iin fil "Spandex" nu désigné par Y puisé à une "bobine débitrice ou fournisseuse 1 vient s'enroula 1er sur une bobine réceptrice 2. La machine de recouvrement ou de guipage comprend, dans l'exemple représenté, deux broches guipeuses 3 et 4 qui supportent des bobines 5 et 6 formées de fils de recouvrement ou de guipage. Le fil "Spandex" nu Y chemine librement à travers les broches 3 et 4, et ces derniè-20 res e"k P31, conséquent également les bobines 5 et 6 supportées par elles sont espacées axialement dans et disposées de manière à tourner autour d'une partie ascendante rectiligne du trajet de mouvement du fil comme indiqué par les flèches. L'appareil est équipé, en amont des bobines de guipage 5 25 et 6, d'organes servant à imposer une extension, autrement dit un étirage au fil nu Y qui se déplace ainsi que d'un élément chauffant 7 à travers lequel le fil est guidé à l'état d'extension. Cet élément chauffant 7 affectant la forme d'une boî-te comporte une plaque 7 chauffée électriquement qui est in-30 corporée à lui et sur laquelle le fil passe en contact avec elle. Dans l'appareil particulier qui est représenté, il est prévu une première et une seconde roues fournisseuses 8 et 9 sur lesquelles passe le fil nu Y, la seconde roue 9 étant astreinte à tourner dans une mesure appropriée plus rapidement que la 55 première roue 8 pour imposer une extension au fil Y, l'élément; chauffant 7 étant placé entre ces deux roues 8 et 9; afin que le fil initialement nu se trouve stabilisé par la chaleur avant d'être recouvert ou guipé. Dans cette disposition, les deux roues fournisseuses 8 et 9 espacées et entre lesquelles est placé 40 1*élément chauffant 7 sont disposées en aval de la bobine débi- 01740 4 2000960 trico 1 et iarnéiia';cï".e.::t en amont le 1? peuse rotative 5° - ti .;j? ie VHi-i , .la l'oue z'vurr-iaav. une c pe"r être supprimée, auquel c.-;': 11 extension du fil "Spandex1' nu Y peut ê-tre eff ac :uée er. entraînait la "bobine débitrice ! }">lus lentement que la roue fcuraisaeuse c. qui est alors unique. Jïn tout étau de c*.:u3e, 1* appareil eut comprendre avantageusement un rouleau r!ce;vl;e :r 1C et un guide T'1 animé d'un nouve-nent alternatif capable de ce déplacer en va-et-vient parallèlement; : l'axe de 1°. bobine réceptrice 2 en vue ' de ' poser ' régulièrement le fil ayant subi une extension et une stabilisation par la chaleur et désormais guipé sur la bobine en question,, On voit à la lecture de ce qui précède que le fil Y chemine en principe dans une direction ascendante depuis la bobine débitrice '! jusqu'à la bobine réceptrice 2 sauf à l'endroit où il se déplace hori.sontaleaent à travers l'éléuent chauffant 7« Il n'y a cependant'pas de limitation à cet égard. Comme indiqué précédemment, dans des conditions préférées d'extension et de température, une augmentation de 11 allongeaient avant rupture -.u fil résultant peut être obtenue, ce qui est d'import3nce particulière dans l'opération de recouvrement ou nuipage epr ceci permet un degré d'étirage plus élevé que celui qui a pu être obtenu jusqu'à prisent à cet égard' dans la zone de guipage. C'est ainsi, par exemple, que les chiffres suivants peuvent être obtenus avec un -fil "Spandex" commercial particulier de "120 denier quand il se déplace avec une extension égale à ICC sur une plaque-, métallique électriquement chauffée ayant une longueur de -}C cr à une vitesse d'enroulement égale à 5 mètres par minute, afin que le fil nu subisse simultanément une extension et un t. Etabli: satior: par la cnaleur pendant une période ne dépassant pas 5 secondes» température de la plaque Allongement ( ) mesurée i>ar une sonde de avant rupture teismérature "iVh.ermoph.il" n'ij non tr?ité y?C :>cc 5-C o 50C 250° G 7CC 0 7yO De même, un autre type de fil "Spandex" du commerce de 64-0 denier traité dans les mêmes conditions donne les résultats BAD ORIGINAL 69 01740 2000960 15 20 30 suivants : Température Allongement (') avant runture J?il non traité 215® 0 225° n- 230-u U o n 10 550 600 700 750 240°G S00 Dans ces exemples particuliers, les températures employées sont supérieures à la température dite de collage de la fibre de 210°C pour les deux fils, cette température étant celle à laquelle la fibre colle contre un bloc de laiton chauffé quand il est maintenu contre la surface de ce bloc pendant 5 secondes sous un poids égal à 200 grammes» Des conditions à adopter de préférence pour un type particulier quelconque de type "Spandex sont celles dans lesquelles une forte proportion du degré d'étirage imposé pendant la stabilisation par la chaleur est conservée quand le fil est relâché et dans lequel en outre une forte proportion est permanente pendant un traitement de relaxation humide à chaud pouvant être effectué idéalement à la température d1ébullition. Pour les deux fils ayant subi le traitement indiqué dans les exemples qui précèdent, les chiffres suivants peuvent être obtenus. % d*extension con- % de la stabilisa- servé lors de la tion permanente relaxation (c/o de après relaxation stabilisation) humide à chaud Température de traitement 1120 den. 180°C 230°C 245 °0 250°C ;°C 20 69 87 93 95 94,5 97,25 98 98,5 QO J J 35 40 840 den. 180°C 215°C 225°G 230°C 240°C 35 79 87 92 96 c^, J S 96 97 97 BAD ORIGINAL 69 01740 o 2000960 Des températures de stabilisation par la chaleur spécifiées dans les tableaux susdits, celles auxquelles il convient de donner la préférence sont de 255°C pour le fil à 1120 denier et de 230°C pour le fil à 840 denier. 5 Des deniers fins de fil "Spandex" recouvert ou guipé peuvent être produits par le procédé sus-décrit. C'est ainsi, par exemple qu'en partant d'un fil "Spandex" nu de 20 denier, (le fil "Spandex" le plus fin qui soit couramment disponible est effectivement de 20 denier) il est possible de produire un fil "Span-10 dex" à 10 denier. De même, grâce à l'adoption de l'invention, des fils "Spandex" guipés à deniers nettement plus élevé qu'on ne peut trouver à l'heure actuelle dans le commerce peuvent être produits» C'est ainsi, par exemple, qu'en partant d'un fil "Spandex" nu à 1120 denier, il est possible de produire un fil "Span-15 dex" guipé à 850 denier. Les modalités de mise en oeuvre de ce procédé et les détails de construction de l'appareil peuvent être modifiées, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. BAD ORIGINAL 69 01740 ? 2000960 a 3 v ï : j . o - T- ]: c u s 10- Procédé de production de fil élastomère en matière therxoplastique contenant au moins 85 :'s de polyuréthane segmenté consistant à soumettre le fil siiaultanér.ent une extension 5 et s. un chauffage pendant vc: court' laps de tenps et caractérisé en ce qu'à l'état nu le fil est simultanément soumis \ -jL-e extension à un degré inférieur t 20C >J et une stabilisât:'.on thermique L une température comprise entre 160e et 300°0 pendant un laps de temps ne dépassant pas 30 secondes. 10 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre sur une machine de recouvrer.ent ou de guipage (3, 4, 5 et 6) dont le travail constitue une partie d'une opération de guipage effectuée sur le fil initialement nu. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 15 qu'il constitue une partie d'une opération d'envidage. 4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fil nu est traité dans des conditions d'extension et de température choisies, de manière à assurer un allongement avant rupture plus grand. 20 5.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fil nu est traité en le faisant passer en contact avec une plaque chauffée électriquement (7 )• 6.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fil nu est soumis à une extension dans une mesure égale 25 à 100 % ou approximativement. 7.- Fil élastomère en matière thermoplastique du type contenant au moins 85 c/o de polyuréthane segmenté et produit en lui faisant subir simultanément une extension tandis qu'il est nu à un degré inférieur à 200 yâ et une stabilisation thermique à une 30 température comprise entre 160° et 300°C pendant un laps de temps ne dépassant pas 30 secondes. 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