Brevet FR2027882A1 — publié le 19701002

La présente invention concerne l'adhérence et plus particulièrement l'adhérence entre les matières polymères synthétiques. Le terme "fibre" sert ici à indiquer une unité de matière caractérisée par sa flexibilité, sa finesse et un rapport élevé entre la longueur et l'épaisseur, et ce terme englobe des filaments continus, des filaments discontinus comprenant des flocons ou de la bourre et des fibres obtenues-par un découpage partiel d'une pellicule. Depuis leur conception, les fibres provenant de polymères synthétiques ont joué un rôle toujours croissant dans la société humaine ce qui a notamment signifié que la plupart des fibres syn thétiques ont été, à un moment quelconque, soumises à des modifica- tions chimiques et/ou physiques, de façon à créer de nouvelles propriétés ou à améliorer de vieilles propriétés. Une telle modification a consisté à combiner deux ou plu sieurs espèces différentes de polymères pour former une seule fibre. Habituellement, cela ne s'applique qu'à deux espèces de polymères et pour la commodité, la présente invention va être décrite ci- après en se référant à de telles fibres à deux composants. Dans une fibre à deux composants, les composants sont habi tuellement disposés selon une relation côte à c8te ou gaine/âme. Bien évidemment, une telle disposition va continuer à présenter les propriétés des deux composants et, par un choix soigneux de ces composants, il est possible de prédéterminer dans une certaine mesure les propriétés finales de la fibre. Quelque admirable que puisse être une disposition, cependant, une incompatibilité entre polymères conduit souvent à une sépara tion partielle ou totale des composants lorsque des fibres à deux composantes sont soumises à des opérations textiles classiques, comme par exemple le bouffage, le tricotage ou le tissage, avec une perte=concomitante de la valeur de telles fibres ; une telle séparation se produit à l'interface entre les composants. La possibilité de réduire à son minimum le risque éventuel d'une séparation des composants dans des fibres à deux composants est donc particulièrement utile, car cela permettrait une exploitation sans gêne et totale de ces fibres. De façon inattendue, la Demanderesse a trouvé que l'addition de petites quantités de plastifiants à un ou plusieurs des composants normalement non adhésifs dans des fibres à deux composants peut améliorer de façon très notable l'adhérence entre les composants. Le terme "plastifiant" sert dans le présent exposé à indiquer une matière incorporée dans une matière plastique pour en augmenter l'aptitude à l'usinage ou à la mise en oeuvre et en augmenter la flexibilité ou l'aptitude à l'allongement. Par conséquent, la présente invention fournit une fibre polymère à composants multiples dans laquelle on oblige les filaments, dont le comportement est normalement non adhésif, à se lier ensemble par l'addition d'un ou de plusieurs plastifiants,tels que défini ci-après,à un ou plusieurs des composants. Dans une fibre à deux composants, on préfère ajouter le ou les plastifiants à ltun des composants seulement. Dans le cas des systèmes dont les composants sont un ou des polyamides, un ou des polyesters,àos additifs/entrant dans les classes suivantes se sont avérés efficaces Pour l'un ou l'autre composant Des éthers, par exemple l'éther diphénylique des hydrocarbures, par exemple le diphényle, le dibenzylbenzène des sulfonamides, par exemple le N-cyclohexyl-para- toluène-sulfonamide ("Santicizer 1H"); "Santicizer" est une marque commerciale déposée ; un mélange d'ortho et de para-N-éthyl-toluène-sulfonamides ("Santicizer 8"), le N-phényl-benzène-sulfonamide le méta-phénylène-N,Nt-dibenzène-sulfonamide ; le dicyclohexyl-méthane-N,N' -dibenzène-sulfonamide ; le para-N-cyclohexyl-benzène-sulfonamide ; et certains autres sulfonanilides. De préférence, pour le composant polyamide seulement Des mélamines, par exemple la mélamine des phénols, par exemple le para-nonyl-phénol. De préférence, pour le composant polyester seul Des esters d'acides carboxyliques, par exemple les phtalates dialkyliques Des esters d'acides phosphoriques, par exemple le phosphate de triphényle. Puisque les plastifiants de la présente invention sont incor porés dans des composants polymères destinés à être soumis aux rigueurs de l'extrusion, ces plastifiants doivent posséder la sta bilité nécessaire pour survivre à une telle opération, par exemple dans le cas du filage au fondu, de la stabilité thermique, de la non volatilité et une inertie chimique aux températures de -filage au fondu. On envisage dans toute fibre particulière à composants multi ples la présence dtune proportion de plastifiant total n1 excédant pas 15 ffi en poids et, de préférence, n'excédant pas 10 ffi en poids dans un composant unique quelconque. Le plastifiant ou les plastifiants peuvent entre introduits à tout stade approprié au cours de la préparation du polymère normalement non adhésif et dans le cas de polyamides et de poly esters, l'introduction au début du cycle de polymérisation s'est avérée commode. En particulier, la présente invention est applicable à des fibres à deux composants provenant de polyhexaméthylène-adipamide, de polycaprolactame et de poly(téraphtalate d'éthylène). L'amélioration de l'adhérence s'est avérée apparaître comme cela est décrit de façon classique, aussi bien dans les fibres non étirées que dans le cas des fibres étirées ou allongées. Les exemples suivants illustrent mais ne limitent pas la présente invention. Exemple On mélange 2,5 parties d'éther diphénylique avec 97,5 parties de poly(téréphtalate d;éthylène) durant une heure à 2850C sous azote. On file au fondu le polymère résultant à titre d'un composant d'un fil de 26 filaments dont les deux composants sont disposés en proportion 50/50 côte à côte. On utilise le polyhexaméthylèneadipamide à titre de second composant. On file un fil similaire témoin comportant à titre de l'un des composants du poly(téréphtalate d'éthylène) non modifié et du polyhexamethylène-adipamide à titre du second composant. On étire les deux fils sur une pla-que chaude à 1800C à un taux d'étirage de 3,0 et l'on soumet les fils étirés à l'vessai suivant d'abrasion. On suspend des éyhantillons de fils étirés,de 50 cm de longueur chacun, sur un cylindre de 15 cm de diamètre revêtu de toile émeri NO 00, les fils étant maintenus tendus par un poids de 10 g attaché à une de leurs extrémités. On fait ensuite tourner le cylindre à 500 tours par minute et l'on examine au microscope le fil après l'achèvement de 5000 et de 10.000 tours. Nombre de filaments fendus Echantillon Âprès Âprès Après Après 5000 tours 10.000 tours PoLy(téréphtaLate d'éthylène)/polyhexa- 26 26 méthylène-adipamiae I Poly(téréphtalate d'éthylène) + 2,5 ffi d'éther diphénylique/ 0 6 polyhexaméthylène adipamide Exemple 2 On mélange au fondu 5 parties de para-nonyl-phénol avec 95 parties de polyhexaméthylène-adipamide à 2850C pendant 15 minutes. On file le polymère résultant à titre d'un composant d'un fil 50/50 dont les filaments comportent deux composants et sont disposés csste à côte, le poly(téréphtalate d'éthylène) servant de second composant. On étire le fil résultant sur une plaque chaude jusqu'à un taux d'étirage de 5,0. On n'observe pas de formation de fibrilles ni au moment de l'étirage du fil, ni lors de l'abrasion subséquente du fil étiré 12 fois sur le bord d'un morceau de verre. Un fil témoin composé de filaments à deux composants, filé en utilisant du polyhexaméthylène-adipamide non modifié avec du poly(téréphtalate d'éthylène) présente un phénomène de fibrilla- tion totale lors de l'étirage. Exemple 7 On répète ltexpérience décrite à exemple 2, sauf que l'on utilise 5 parties de méta-phénylène-N,N'-dibenzène-sulfonamide à la place du para-nonyl-phénol. Il en-résulte une amélioration similaire dé l'adhérence entre les deux composants. Exemple 4 On répète l'expérience décrite à l'exemple 2 sauf que l'on utilise 5 parties d'éther diphénylique à la place du para-nonylphénol. On obtient une bonne adhérence entre les deux composants. Exemple 5 On mélange au fondu 2,5 parties de mélamine avec 97,5 parties de polyhexaméthylène-adipamide à 28500 durant 15 minutes. On file le polymère résultant à titre d'un des composants d'un fil formé de filaments à deux composants 50/50 disposésc8te à c8te, le poly(téréphtalate d'éthylène) servant de second composant. Après étirage sur une plaque à 1800C jusqu'à un taux d'étirage de 5,0, on n'observe pas de fibrillation des deux composants. Exemple 6 On mélange au fondu 5 parties de N-phényl-benzène-sulfonamide avec 95 parties de poly(téréphtalate d'éthylène) å 2850C durant 15 minutes. On file le polymère résultant à titre d'un des composants d'un fil formé de filaments 50/50 à deux composants disposés c8te à cote avec le polyhexaméthylène-adipamide comme second composant. Lorsqu'on étire le fil sur une plaque à 1800C et que l'on soumet le fil à une abrasion répétée 12 fois sur le bord d'un morceau de verre, on n'observe pas-de séparation des deux composants. Exemple 7 On mélange au fondu 5 parties dfun mélange dtortho- et de para-g-éthyl-toluène-sulfonamides ("Eanticizer 8??) avec 95 parties de poly(téréphtalate d'éthylène) à 2850C durant 15 minutes. On file le polymère à titre d'un des composants d'un fil formé de filaments à deux composants 50/50 disposés c8te à c8te avec le polyhexaméthylène-adipamide à titre de second composant. On étire le fil sur une plaque chaude à 1800C et on le soumet à une abrasion sur le bord d'un morceau de verre. On obtient une bonne adhérence entre les deux composants. Exemple 8 On agite ensemble dans un autoclave 7450 parties d'adipate dthexaméthylène-diammonium, 340 parties d'un mélange d'ortho- et de para-N-éthyl-toluene-sulfonamides ("Santicizer 8"), 4,5 parties d'acide acétique et 2800 parties d'eau et l'on chauffe ce mélange jusqu'à 2050C durant une heure, ce qui permet d'atteindre une pression de 175 bars. On porte ensuite la température à 240 O durant une heure tout en maintenant la pression. Durant l'heure suivante, on laisse la pression retomber à un bar'tout en portant la température à 2850C. On chauffe finalement le polymère à 2850C durant 35 minutes et on l'extrude pour obtenir un mince ruban. On file au fondu le polymère blanc résultant pour en consti tuer une gaine d'un fil de 20 filaments 70/30 âme/gaine à deux composants, le poly(téréphtale d'éthylène) servant d'fime. On étire ensuite le fil et on le frise en utilisant une boite à étoupe. L'examen au microscope du fil bouffant ainsi obtenu montre que la gaine reste adhérente à ltfime. Dans une expérience témoin sur un fil comportant une gaine de polyhexaméthylène-adipamide non modifié et une âme de poly(téréphtalatd'éthylène), il se produit un enlèvement complet de la gaine qui se sépare de l'âme durant le frisage destiné à donner du bouffant. Exemple 9 On mélange au fondu 5 parties de para-N-cyclohe:cylbenzène- sulfonamide avec 95 parties de polycaprolactame à2850C durant 15 minutes. On file le polymère résultant à titre d'un composant d'un fil à deux composants 50/50 dispos c8te à côte, le poly (téréphtalate d'éthylène) servant de second composant. On étire le fil résultant sur une plaque chaude à 1800C. Une abrasion du fil étiré effectuée 12 fois sur le bord d'un morceau de verre ne pro duit pas de fibrillation des deux composants. Un fil témoin obtenu en utilisant du polycaprolactame non modifié avec du poly(téréphtalate d'éthylène) présente une fibril lation lors de l'étirage. Exemple 10 On mélange au fondu 2,5 parties de phtalate diméthylique avec 97,5 parties de poly(téréphtalate d'éthylène) à 2850C durant 10 minutes. On file le polymère résultant à titre d'un des compo sants d'un fil 50/50 à deux composants disposés côte à côte, le polyhexaméthylène-adipamide constituant l'autre composant. On étire le fil sur une plaque chaude à 1800C jusqu'à un taux d'étirage de 3,0. On observe pas de fibrillation des deux composants. Exemple 11. On mélange au fondu 5 parties de N-cyclohesyl-para-toluène- sulfonamide avec 95 parties d'un copolyamide comprenant 77,5 par ties de poly(hexaméthylène-adipamide) et 22,5 parties de polycaprolactame à 2850C durant 15 minutes. On file au fondu ie polymère résultant à titre d'un des composants d'un fil 50/50 à deux compo sants situés côte à côte, le poly(téréphtalate d'éthylène) cons tituant l'autre composant. On étire le fil sur une plaque chaude à 1800C et on lui fait ensuite subir une abrasion sur un bord drun morceau de verre. On observe une bonne adhérence des composants. - REVENDICATIONS 1. Fibre polymère à composants multiples, caractérisée en ce que l'on provoque la liaison de composants, qui présentent normalement un comportement non-adhésif, par l'addition d'un ou plusieurs plastifiants, c'est-à-dire une ou plusieurs matières que l'on incorpore dans une matière plastique pour en augmenter l'aptitude au travail et la flexibilité ou l'aptitude à l'allongement, cette addition étant effectuée à un ou plusieurs des composants. 2. Fibre polymère selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on ajoute à l'un quelconque des composants une proportion non supérieure à 10 ffi en poids d'un ou plusieurs plastifiants. 3. Fibre polymère à deux composants, selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que cette fibre comprend un polyamide et un polyester comme composants. 4. Fibre polymère à deux composants, selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'on a ajouté à l'un au moins des composants un plastifiant choisi parmi l'éther diphénylique, le méta phénylène-N,N'dibenzène-sulfonamide, le N-phényl-benzène-sulfonamide, l'ortho- et/ou le para-N-éthyl-toluène-sulfonamide, le para-N-cyclohexyl-benzène-sulfonamide, et le N-cyclohexyl-para- toluène-sulfonamide. 5. Fibre polymère à deux composants selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'on a ajouté au composant polyamide un plastifiant choisi parmi le para-nonyl-phénol et la mélamine. 6. Fibre polymère à deux composants selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'on a ajouté au composant polyester du phtalate diméthylique.