Brevet FR2245788A1 — publié le 19750425

L'invention concerne des fibres à double constituant à base de polyesters présentant un toucher semblable à celui de la laine et une bonne travaillabilité en système fibre, ainsi qu'un procédé pour les obtenir. Il est connu pr le brevet américain 3 454 460 de fabriquer des fils à double constituant dont l'un est un homopolyester et l'autre un copolyester. Selon le brevet français 1 486 035 l'un des constituants est le poly térêphtalate d'éthylène et l'autre ie même polytéréphtalate réticulé par du triméthylolpropane. Selon le brevet français 1 442 768 l'un des constituants est le polytéréphtalate d'éthylène et liautre le polytéréphtalate de tri- ou tAtraméthy- lène. Mais tous ces fils ont une forte tcndance à fluer de sorte que leur frisure n'est pas permanente. Il est connu par la demande française 72 16921 déposée le 4.05.72 par la demanderesse pour "Fils à deux constituants à base de polyesters et leur procédé d'obtention l'obtention de fils continus à double constituant dont l'un est le polytéréphtalate d'éthylène et l'autre le polytéréphtalate de butylene partiellement réticulé. Les fils ainsi obtenus ont une très bonne permanence de frisure et conviennent très bien dans les emplois des fils continus. Cependant, si l'on veut les couper ou craquer pour les utiliser dans les emplois des fibres discontinues, ils se travaillent mal à cause de leur frisure trop importante et possèdent un toucher sec. La présente invention concerne une fibre en polyester à double constitubant, de toucher semblable à celui de la laine -caractérisée par le fait qu'elle présente un embuvage inférieur à 60 %, de préférence compris entre 40 et 60 et un nombre de demi-ondulations au centimètre d'au moins 7. L'invention concerne également un procédé dtobtention d'une telle fibre par - filage simultané, côte à cote, par les mêmes orifices de filière d'un polytéréphtalate d'éthylène éventuellement partiellement réticulé, de viscosité intrinsèque inférieure du égale à 0,60 et d'un polytéréphtalate de butylène partiellement réticulé, - étirage à la vapeur d'eau à une température de 80 à 100 C, - révélation de la frisure par traitement à une température comprise entre 100 et 1500 c. Pour ltobtention des fibres selon l'invention, le constituant en polytéréphtalate d'éthylène doit avoir une viscosité intrinsèque inférieure ou égale à 0,60 et en général comprise entre 0,45 et 0,60. Cette viscosité peut d'ailleurs être légèrement différentie selon les emplois auxquels sont destinées les fibres. C'est ains que l'on préfère généralement une viscosité du polytéréphtalate d'éthylène voisine de 0,55 pour les emplois en tissage et voisine de 0,50 pour les emplois en bonneterie. Le polytéréphtalate d'éthylène utilisé pour former l'un des constituants de la fibre selon l'invention peut également être partiellement réticulé par exemple au moyen de triméthyloîpropane en faible quantité par exemple de l'ordre de 0,20 à 0,70 % en moles par rapport au nombre d'unités téréphtalate. Le polytéréphtalate de butylène utilisé pour former l'autre constituant de la fibre selon l'invention est partiellement réticulé par le triméthylolpropane également en quantité de l'ordre de 0,20 à 0,60 % en moles par rapport au nombre d'unités téréphtalate. Les deux polymères sont filés côte à côte à travers les mêmes orifices de filière,par voie fondue, par des moyens connùs. La proportion des deux constituants dans chaque brin peut varier dans de grandes limites, mais on préfère généralement des proportions de-50 à 80 7 de polytéréphtalate d'éthylène pour 50 à 20 % de polytéréphtalate de butylène. Les filaments ainsi obtenus sont ensuite étirés en présence de vapeur d'eau à une température comprise entre 80 et 1000C, de préférence après avoir été rassemblés en un câble de gros titre. Cet étirage peut être avantageusement effectué dans une hotte munie d'une arrivée de vapeur d'eau. Le taux d'étirage est de préférence compris entre 2,6 et 3,3 X. Après étirage, le câble de filaments est soumis à un traitement de révélation de la frisure à une température comprise entre 100 et 1502C. Pour fô- ciliter une révélation régulière de tous les brins du cable, on peut le faire passer, avant révélation, dans un courant d'air tourbillonnant, par exemple dans une buse, pour l'ouvrir c'est-à-dire bien séparer les brins les uns des autres. Cette révélation de la frisure peut être effectuée à l'air chaud ou à la vapeur d'eau sèche, mais de préférence dans un mélange des deux, par exemple un mélange d'air chaud et de vapeur à une pression de 3 à 6 bars. Cette.révélation de la frisure peut être effectuée à.n'importe quel moment après l'étirage. Elle peut par exemple être différée et effectuée lors d'une manipulation ultérieure comme la teinture et même, si on le désire, apres tissage et tricotage, mais on préfère l'effectuer immédiatement après l'étirage, les deux -opérations étant réalisées en continu ce qui donne une fibre de frisure beaucoup plhs régulière. Le câble ainsi obtenu est composé de filaments présentant une frisure très fine caractérisée par un embuvage inférieur à 60 X, en général compris entre 40 et 60 %, et un nombre de demi-ondulations au centimètre élevé, puisqu'il est d'au moins 7. Il peut être coupé, converti ou craqué sans difficultés, par des moyens connus.0n obtient alors de la fibre discontinue qui, grâce à sa frisure fine et son élasticité moyénne,se travaille très bien sur matériel classique à aiguilles ou å cylindres,seule ou en mélange. De même, le ruban de carde obtenu à partir de la seule fibre selon l'invention peut être facilement transformé en filé de fibre. C'est cette facilité de travail de la fibre selon la présente invention,8 la fois à la carde et au filage, que lton appelIe dans le reste du texte la travaillabilité dans le systeme fibre dlscontinue, courte ou longue. Cette bonne travaillabilité dans le système fibre discontinue de la fibre selon l'invention est très surprenante car la fibre discontinue obtenue par coupe, convertissage, ou craquage des fils continus à double constituant obtenus selon les exemples de la demande française 72 16921 du 4.05.72 mentionnée plus haut, ne possède pas du tout cette bonne travaillabilité. En effet, la frisure hélicotéale prononcée de cette fibre la fait réagir comme un ressort ce qui interdit son passage à la carde, en pur et même en mélange avec des fibres naturelles. Cette différence fondamentale de travaillabilité de la fibre selon l'invention et de la fibre obtenue par coupe des fils réalisés selon les exemples de la demande française 72 16921 est d'autant plus surprenante que leur composition est très voisine. On peut. donc- en déduire que, outre la sélection des polymères, seule la sélection d'une viscosité déterminée pour le polytéréphtalate d'éthylène, combinée à des conditions particulières de révélation et surtout d'étirage, permet l'obtention d'une fibre de bonne travaillabilité en pur dans le système fibre discontinue, longue ou courte. En outre, la fibre selon la présente invention présente un toucher doux semblable à celui de la laine ce qui permet de remplacer au moins en partie ce textile dans bon nombre de ses applications. Jusqu'à présent, la quasi-totalité des tissus fabriqués en mélange polyester et laine contenaient 55 % en poids de polyester et 45 % en poids de laine pour donner aux tissus les qualités de facilité d'entretien des fibres synthétiques tout en conservant un toucher convenabEe quoique différent de celui d'un tissu en pure laine. Avec la fibre selon la présente invention, il est maintenant possible d'abaisser la teneur en laine et augmentercelle de polyester sans altérer le toucherde l'article ce qui présente un grand intérEt économique étant donné les prix élevés et en hausse continuelle de la'laine. C'est ainsi que l'on a pu réaliser de très bonnes draperies en un mélange contenant 70 à 80 % de fibre selon l'invention et seulement 30 à 20 X de laine. Bien plus, le toucher de la fibre selon l'invention est tel que non seulement on peut abaisser la teneur en laine de l'article mais encore on peut utiliser pour sa réalisation des laines plus grossières sans altérer le toucher de l'article fini ce qui augmente encore son intérêt économique. En effet, un article réalisé à partir d!un mélange à 70 % en poids de fibre selon l'invention et 30 % en poids de laine à 25 p de diamètre présente un toucher identique à celui dtun article réalisé à partir d'un mélange à 55 % en poids de fibre polyester standard et 45 % en poids de laine à 21 P de diamètre. Enfin, les tissus réalisés à partir de la fibre selon l'invention (en pur ou en mélange avec une faible teneur en laine) présentent une légère élasticité en channe et en trame ce qui permet d'améliorer le confort des vêtements fabriqués à partir de ces tissus sans qu'ils ne risquent une déformation trop grande au porter. De plus, cette xxxxxx élasticité facilite le travail des tissus en confection (couture, galbe, netteté des coutures Y. Les fibres selon l'invention trouvent leur application principalement en draperie mais aussi en bonneterie, en particulier en pur dans l'emploi "filé mercerie". Les exemples suivants, dans lesquels les parties et pourcentages sont en poids, sont donnés à'titre indicatif pour illustrer l'invention sans la limiter aucunement. Dans ces exemples, la viscosité intrinsèque est mesurée à partir d'une solution à 250C contenant i z en poids par volume de polymère dans l'orthochlorophénol L'indice de viscosité est déterminé à partir de la viscosité en solution mesurée sur cette même solution par la formule IV = viscosité spécifieue x 4 000 concentration dans laquelle la concentration est exprimée en gil. L'pslbuvage est donné par la relation L - l x 100 L dans laquelle L représente laflongueur du fil défrisé sous une tension de 250 mg/dtex et 1, .la longueur du fil frisé sans aucune tension. La force de demi-défrisage est déterminée à partir du diagramme forceallongement établi sur appareil Instron pour 1'intervalle 1 à L par lecture en abscisse de cette force pour la moitié de I'extensibilité. La facilité de fornage est mesurée de la manière suivante Dans un tissu, on découpe des éprouvettes dans le sens chatne et d'autres dans le sens trame et l'on trace sur ces éprouvettes deux repères distants d'une longueur Lof On accroche à chacune de ces éprouvettes un poids de 2 450 er.emmes et les traite à la vapeur d'eau à 95-980C sous cette charge pendant une minute, puis on les sèche dans l'air sec à 150 C pendant trois mi- nutes sous une charge de 150 g-seulement. On mesure la longueur L1 entre les deux repères et calcule la facilité de formage dans chacun des sens charne et .trame par la formule : t4 - L o L1 - L0 x 100 L0 Exemple On file côte à côte un polytéréphtalate d'éthylène de viscosité intrinsèque 0,60 et un polytéréphtalate de butylène réticulé au moyen de 0,3 x en mole de trimdthylolpropane par rapport au nombre de chalnons téréphtalate d'indice de viscosité 1 080 et de-viscosité à l'état fonduà 260 C de 4 000 poises. Les deux polymères sont fondus séparément à -des températures de 290 C pour le polytéréphtalate d'éthylène et de 2550C pour le polytéréphtalate de butylène. Ils passent dans une chaudière de transfert à 280 C et sont extrudés dans la proportion de 70 7. de polytéréphtalate d'éthylène pour 30 X de polytéréphtalate de butylène, à travers une filière de 56 orifices de 0,34 mm de diamètre et les fils renvidés à la vitesse de 1 200 m/mn présentent un titre global de 672 dtex/56 brins. 630 de ces fils sont réunis en un câblé qui est étiré à un taux de 3,03 X par passage à la vitesse de 60 m/mn dans une hotte parcourue par de la vapeur d'eau à 80"C. Le câble étiré passe alors dans une buse alimentée en air comprimé où il est ouvert.puis dans une enceinte parcourue par un mélange d'air et de vapeur d'eau sèche à 125"C où la frisure est révélée. Le câble obtenu,de 140 000 dtex environ,présente les qualités suivantes mesurées sur brin unitaire Titre au brin 4,26 dtex Allongement au brin 52,2 Z Ténacité à la rupture 31,4 g/tex Module d'4lasticité 402. g/tex Embuvage 41,4 7. Nombre de demi-ondulations/cm '9,5 Force de demi-défrisage 21,2 mg/tex Ce câble a été converti en un ruban de fibres discontinues de 88 mm de longueur. Les passages sur matériel à aiguilles se sont très bien effectués. Le ruban ainsi obtenu présente un très bon aspect et son toucher est semblable à celui d'un ruban de laine. Exemple 2 On file les mêmes polymères qu'à l'exemple 1 mais dans la proportion 50/50 en poids des deux polymeres. Le filage et l'étirage sont réalisés dans les mêmes conditions, mais la révélation de la.frisure est effectuée à 105"C. Le câble obtenu de 138 000 dtex environ présente les caractéristiques suivantes Titre au brin 4,47 dtex Allongement à la rupture - 53,1 Z Ténacité-à la rupture -31,5 g/tex Module d'élasticité 318 g/tex Embuvage - 55,2 Z Nombre de demi-ondulations/cm 11,5 Force de demi-défrisage 22 mg/tex A - Une partie de ce câble est ensuite convertieen un ruban dont les fibres ont une- longueur de 90 mm environ. Le ruban est teint puis mélangé à de la laine de 25 P de diamètre teinte séparément dans la proportion de 70 Z de fibre obtenue ci-dessus et 30 Z de laine et est transformée en un filé de fibre dé numéro métrique 40 retors 2 bouts 480 tours. Avec ce retords, on réalise un tissu "Prince de Galles" pesant 304 g/m2, de contexture 28 fils/om en chaste et 26 filsXcm en trame qui est ensuite désencollé, légèrement foulonné en boyau et traité thermiquement à sur rame, L'aspect du tissu résultant est très proche/d'un article pure laine.Il présente les caractéristiques suivantes Channe Trame Stabilité dimensionnelle à 40 C - 1,0 Z + 0,1 Z Stabilité presse à 1500C - 1,0 X - 0,9 X Extensibilité sous 0,300 kg/cm de largeur + 4,5 7. + 8,5 Z Extensibilité sous 1 kg/cm de largeur + 7,0 Z + 12,2 % Allongement résiduel immédiat + p,5 Z + 2,0 % Wash and wear . 4/3 Facilité de formage 3,2 Z 6,5 % B - Une autre partie de ce câble est coupée en fibres de 60 mm de longueur et filée en pur en système coton sans aucune difficulté pour obtenir un filé Nm 26/2 de torsion primaire 400 tours Z et torsion de retors 320 tours S. Exemple 3 On file comme à exemple 1 les mêmes polymères dans les mimes proportions (70/30) mais h travers une filière de 132 orifices de 0,34 mm de diamètre. 290 fils d'un titre global chacun de I 584 dtex/132 brins sont renvidés, étirés et révélés dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 1. Le câble-obtenu de 154 000 dtex environ présente les qualités suivantes, mesurées sur brin unitaire Titre au brin 4,08 dtex Allongement à la rupture 41,8 Z Ténacité à la rupture 32,5 g/tex Module d'élasticité 473 gitex Embuvage 52,3 Z Nombre de-demi-ondulations/cm -10,9 Force de demi-défrisage 32,5 mg/tex Ce câble est craqué et filé directement sur métier K 11 C. Un câble de 6 000 dtex est transformé en un filé de 500 dtex, torsion 550 tours et un cule de 12 000 dtex est transformé en un filé de 1 000 dtex, torsion 390 tours. Dans ces filés le diagramme de coupe est semblable à celui de la laine et la longueur moyenne des fibres est de 70 mm. Avec ces filés on réalise des tricots de toucher très doux et très - laineu. Exemple 4 on file comme à l'exemple 2 les mimes polymères dans les mêmes proportions (50/50) à travers une filière présentant 56 orifices de 0,34 mm de diamètre. Le cable obtenu par réunion de 150 fils est étiré au taux de 3 X dans la vapeur d'eau à 75 C puis la frisure est révélée dans la vapeur à 1050C. I1 présente alors les qualités suivantes, mesurées sur'brin unitaire Titre global 36 000 dtex environ Titre au brin 4,76 dtex Allongement à la rupture 48,8 % Ténacité à la rupture 27,9 g/tex Module d'élasticité 347 g/tex Embuvage 19,4 Z Nombre de demi--ondulations/cm 6,7 Force de demi -défri sage 23,2 mg/tex Le câble est coupé en fibres de 60 mm de longueur et la fibre filée en système coton, sans aucune difficulté en un filé- de Nm 20 (500 dtex), torsion 430 tours. Avec ce filé, on réalise un tricot circulaire en jersey simple qui, apres désensimage et traitement de 5 mn à la vapeur d'eau à 105 C, présente un très bon toucher doux et laineux. REVENDICATIONS 1/ Fibre en polyester à double constituant, côte à côte, de toucher semblable à celui de la laine et de bonne travaillabilité dans le système fibre discontinue, caractérisée par le fait qu'elle présente un embuvage inférieur à 60 X, de préférence compris entre 40 et 60 Z et un nombre de demiondulations au centimètre d'au moins 7. 21 Fibre selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'un de ses constituants est le polytéréphtalate d'éthylène éventuellement partiellement réticulé et l'autre constituant est le polytéréphtalate de butylène partiellement réticulé. 3/ Fibre selon 2, caractérisée par le fait que le polytéréphtalate d'éthylène représente 50 à 80 X en poids de la fibre et le polytéréphtalate de butylène 50 à 20 Z. 4/ Procédé d'obtention d'une fibre selon 1, caractérisé par le fait que - on file simultanément, côte à côte, par les mêmes orifices de filière un polytéréphtalate d'éthylène éventuellement partiellement réticulé, de viscosité intrinsèque inférieure à 0 > 60 et un polytéréphtalate de butylène partiellement réticulé, - on étire a la vapeur d'eau à une température comprise entre 80 et 100 C, - on révèle la frisure par traitement à une température comprise entre 100 et 150"C. 5/ Procédé selon 4, caractérisé par le fait que le polytéréphtalate d'éthylène a une viscosité intrinsèque comprise entre 0,45 et 0,60. 6/ Procédé selon 4, caractérisé par le fait que le polytéréphtalate de butylène est réticulé par 0,20 à 0,60 Z en moles par rapport au nombre d'unités téréphtalate, d'un composé trifonctionnel. 7/ Procédé selon 5, caractérisé par le fait que le composé trifonctionnel est le triméthylolpropane. 8/ Procédé selon 4, caractérisé par le fait que le polytéréphtalate d'éthylène est réticulé par 0,20 à O,70 Z en moles par rapport au nombre d'unités téréphtalate, d'un composé tri fonctionnel de préférence le triméthylol propane. 9/ Articles textiles tissés ou tricotés réalisés à partir de la fibre selon 1.