Brevet FR2538007A1 — publié le 19840622

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne un filament à deux composants polyester/nylon qui ne se sépare pas le long de la jonction interfaciale des polymères durant le traitement normal des fibres ou durant les procédés nor- maux de fabrication de tissus La présente invention con- cerne aussi un filament à deux composants qui, quand il est chauffé sous la forme de fil sous une faible tension ou sans tension, se contractera et frisera sans se fendre le long de la ligne de jonction interfaciale des polymères, donnant un fil de voluminosité élevée, d'un bon pouvoir couvrant et ayant des caractéristiques tactiles ressem- blant à celles d'un filé. Des filaments textiles à deux composants de po- lyester et nylon sont connus dans la technique et sont dé- crits par Harcolinski et autres dans le brevet des E U A. N O 3 489 641 Selon ce brevet, un fil qui frise, mais ne se fend pas lors du chauffage, est obtenu en utilisant un polyester particulier L'invention de la présente de- mande de brevet est un autre filament à deux composants ayant ces propriétés avantageuses. Il est connu aussi d'utiliser comme composant polyester du filament à deux composants 9,un polyester qui est exempt d'antimoine, car on a déterminé que l'antimoi- ne dans le polyester réagit avec le nylon pour former un dépôt dans la filière qui produit une ligne de jonction plus courte, et ainsi une ligne de jonction moins résis- tante De tels produits sont revendiqués dans la demande de brevet des E U A No 168 152, déposée le 14 Juillet 1980 La présente invention utilise un polyester exempt d'antimoine indiqué comme étant avantageux par le cas précité. Il est connu aussi de former des filaments à deux composants en utilisant un copolyester poly ttéré- phtalate d'éthylène/5-(sodium sulfo) isophtalatel comme composant polyester Le brevet des E U A N O 4 118534 de Stanley enseigne de tels produits à deux composants. Dans le filament à deux composants de la présente invention, le polyester est un tel copolyester. Il est connu aussi de préparer des filaments à deux composants dans lesquels l'un des composants encap- sule partiellement l'autre composant Le brevet des E U A. N O 3 607 611 de Matsui et autres enseigne un tel filament à deux composants Dans le filament à deux composants de la présente invention, un des composants polymères est partiellement encapsulé par l'autre composant polymère. Il est connu aussi de produire des filaments à deux composants dans lesquels la-jonction interfaciale entre les deux composants polymères est au moins en par- tie dentelée Kobayaski et Al, dans le brevet des E U A. N O 3 781 399 enseignent un tel filament à deux composants. Dans les filaments à deux composants de la présente inven- tion, la jonction interfaciale entre les deux constituants polymères est au moins en partie dentelée. Finalement, on connaît dans l'art des filaments à deux composants ayant une section transversale en forme d'haltère Ryan et Al, dans le brevet des Eo U A No 3 092 892, enseignent de tels filaments à deux constituants. Les filaments à deux-constituants de la présente -invention ont une section transversale en forme d'haltère. Description détaillée La présente invention concerne un filament à deux constituants dans lequel l'un-des constituants est du té- réphtalate de polyéthylène exempt d'antimoine, modifié par 0,5 à 3 moles pour cent de mailles 5-(sodium sulfo) isoph- talate, et l'autre constituant est du polyhexaméthylène adipamide La jonction interfaciale-entre les deux consti- tuants polymères du filament à deux constituants est au moins en partie dentelée. Le filament à deux composants est facilement fri- sable et teintable et à une haute résistance au décollage longitudinal. Le filament à deux composants peut être constitué de polymères qui ont des viscosités à l'état fondu très différentes à la température de filage L'un des composants ou les deux composants polymères du filament à deux com- posants peuvent contenir les anti-oxydants, agents anti- statiques, avivants, pigments, etc, usuels employés traditionnellement dans la technique. Les filaments préférés de la présente invention quand ils sont étirés ont un titre d'environ 1 à 5 deniers et la section transversale en forme d'haltère est telle que la largeur de la gorge (la partie la plus étroite de l'haltère située approximativement au milieu-entre les têtes de l'haltère) soit environ 30 à 60 % du diamètre de la tête de l'haltère Dans les filaments préférés de la présente invention, la jonction interfaciale entre les deux composants polymères est entaillée à au moins 15 % - cette quantité est déterminée par photographie au micro- scope, et ensuite mesure de la longueur entière de la jonc- tion interfaciale, et ensuite calcul du pourcentage qui est dentelé. Description des dessins La figure 1 est une vue en coupe d'un ensemble de filage pour filer les filaments à deux composants, les flèches indiquant les directions d'écoulement des poly- mères Les polymères A et B sont introduits séparément à l'état fondu dans l'ensemble de filage comprenant les moyens de filtration usuels et le matériel associé Les courants de polymères séparés passent par des alésages circulaires 16 et 17 d'une plaque doseuse 10 et arrivent dans un canal 18 d'une pièce d'épaisseur supérieure 11 o ils se rencontrent et s'écoulent côte à côte vers le bas à travers une pièce d'épaisseur 12 ayant de petits trous circulaires, une pièce d'épaisseur 13 ayant de gros trous circulaires, une pièce d'épaisseur 14 ayant des trous en forme de fentes, et un capillaire ayant un élargissement d'une plaque de filière 15 L'élargissement 20 du ca- pillaire a une ouverture de sortie 21 La pièce d'épais- seur 14 à trous en forme de fentes est disposée de manière que le grand axe des fentes soit parallèle au grand axe de l'ouverture de sortie 21 Le filament sort du capillaire dans une cheminée (non représentée) o il est refroidi brusquement Le filament est ensuite revêtu d'apprêt, étiré et enroulé de manière classique. La figure 2 est une vue en coupe, de dessous, de la pièce d'épaisseur supérieure 11, montrant l'alignement des orifices fraisés des trous 16 et 17 et du canal 18. La figure 3 est une vue en coupe, de dessus (en agrandissement important) d'une partie de la pièce d'é- paisseur 12. La figure 4 est une vue en coupe, de dessus (en agrandissement important), d'une partie de la pièce d'é- paisseur 14. La figure 5 est une vue de dessous de l'ouverture de filière 21. La figure 6 est une vue en coupe transversale du nouveau filament après étirage montrant une jonction inter- faciale dentelée entre les deux composants polymères A et B. Exemple: Un fil d'un titre de 35 deniers de filaments à deux composants peut être produit par filage à l'état fon- du à 310 C-de polyhexaméthylène adipamide ayant une vis- cosité relative, VR, d'environ 55, et de polyester exempt d'antimoine de poly Et 6 réphtalate-éthylène 5-(sodium sulfo) isophtalatel contenant environ une mole pour cent du com- posant isophtalate, côte à côte Le polyester doit avoir une viscosité relative, RV, d'environ-17 Le composant polyhexaméthylène adipamide passera par le trou 16 et le composant téréphtalate de polyéthylène passera par le trou 17 de l'ensemble de filière comme représenté sur la figure 1 Les deux polymères peuvent contenir 0,3 % de Ti O 2 Les dimensions de l'ensemble de filière peuvent être les suivantes: Epaisseur de la plaque doseuse 14 4,70 mm Epaisseur de la pièce d'épaisseur 11 0, 127 mm Largeur du canal de la piece d'épaisseur 11 2,03 mm Longueur du canal de la pièce d'épaisseur 11 l 6,12 mm Epaisseur de la pièce d'épaisseur 12 0,127 mm Diamètre des trous de la pièce d'épaisseur 12 0, 152 mmn Fréquence des trous de la pièce d'épais- seur 12 1 550/cm 2 Epaisseur de la pièce d'épaisseur 13 0,076 mm Diamètre des trous de la pièce d'épaisseur 13 1,778 mm Epaisseur de la pièce d'épaisseur 14 0,076 mm Longueur des trous en forme de fentes de la pièce d'épaisseur 14 0,305 mm Largeur des trous en forme de fentes de la pièce d'épaisseur 14 0,076 mm Fréquence des trous en forme de fentes de la pièce d'épaisseur 14 1 I 550/cm 2 Epaisseur de la plaque de filière 15 8, 00 mm Dimensions du capillaire de filière Diamètre de la partie élargie 20 1,981 mm Dimensions de l'ouverture 21 Largeur de la fente 24 0,076 mm Diamètre des cercles 23 et 25 0,229 mm Distance-entre les centres des cercles 23 et 25 1,295 mm Les filaments fraîchement filés peuvent être refroidis brusquement par un courant transversal d'air de refroidissement et on les fait converger en un fil. On peut appliquer un apprêt de filage aqueux et étirer le fil à un taux d'étirage de 2 g 1 en le faisant passer entre un cylindre d'alimentation et un cylindre étireur tournant à une vitesse superficielle de 3 200 m/min Le point d'é- tirage peut être localisé par un jet de vapeur d'eau d'é- tirage disposé entre les cylindres et fournissant de la vapeur d'eau à une pression relative de 4,2 bars On peut __ 538 OO 7 faire passer ensuite le fil sur un groupe de rouleaux dans une chambre fermée chauffée à 120 Co Les filaments de fil peuvent être entrelacés par des jets d'air et on peut appli- quer de nouveau dée l'apprêt de filage aqueux Le fil de -16 filaments et d'un titre de 35 deniers peut être bobiné en un paquet à environ 3 o 200 m/min La ténacité du fil et l'allongement à la rupture seront de 2,4 grammes par denier et de 35 %, respectivement La contraction du fil dans de l'eau bouillante sous une charge de 5 mg/denier sera de 7 %. La figure 6 est une représentation de-la section transversale d'un filament représentatif qui est en forme d'haltère Le composant A est le polyhexaméthylène adipa mide et le composant B est le polyester, le rapport des surfaces de A/B étant de 50:-50 La surface extérieure du filament à deux composants est à 80 % du polyhexaméthylè- adi pamide nel L 7 interface entre les deux polymères est dentelée comme représenté. Les filaments sont facilement frisables, comme -indiqué par l'augmentation importante de volume observée quand on fait bouillir un écheveau de fil sous une charge de 5 mg par denier, ce qui correspond approximativement aux conditions existant-durant un nettoyage ou une tein- ture de tissus Quand on sectionne ensuite le fil, aucun des filaments n'est fendu ou ne présente une séparation importante à l'interface dentelée des polymères. La viscosité relatives VR, du polyester, ainsi que cette expression est utilisée dans l'exemple, est le rapport entre la viscosité d'une solution à 4,75 % en poids du polyester dans l'hexafluoroisopropanol et la viscosité de l'hexafluoroisopropanol seul, mesurées dans les mêmes unités à 25 C La viscosité relative VR du nylon est le rapport entre la viscosité d'une solution à 8; 4 % en poids du polymère dans une solution de 90 % d'acide formique et 10 % d'eau (en poids), à 25 C, et la viscosité de la so- lution acide formique/eau elle-même, mesurée dans les mê- 2538 OO 7 mes unités à 25 O C. Comme le fil tel que produit est presque exempt de frisage, des bobines denses contenant de grandes quan- tités de fil peuvent être enroulées facilement Le fil peut être utilisé pour la production de tissus avec moins de difficulté que des fils préfrisés classiques parce qu'il n'y a pas de problème de destruction de la frisure ou d'ac- crochage du fil Après que les fils aient été utilisés pour former des tissus, on peut chauffer les tissus sous une faible tension ou en l'absence de tension pour laisser fri- ser les filaments Il en résulte un tissu ayant un gonflant important, un bon pouvoir couvrant et un toucher ressem- blant à celui de filés. Les filaments de la présente invention peuvent être mélangés avec d'autres filaments à deux composants ayant d'autres formes de section, par exemple des filaments trilobés De tels mélanges auront des caractéristiques différentes de traitement des fils, et des tissus formés à partir d'eau auront un toucher et un aspect différents de ceux de tissus formés à partir de fils contenant seule- ment les filaments de la présente invention. Comme les fils formés de filaments de la présente invention peuvent être utilisés pour la production de tis- sus sans texturisation des fils, les filaments sont écono- miquement intéressants Cet avantage économique est spé- cialement prononcé quand on doit utiliser des fils d'un titre en deniers peu élevé car le coût de texturisation d'un poids donné d'un fil d'un titre en deniers peu élevé est considérablement supérieur au coût de texturisation du même poids d'un fil d'un-titre en deniers élevé. Si on le désire, un filament à deux composants dans lequel la surface extérieure du filament est du po- lyester à raison d'au moins 75 %, mais de pas plus de %, peut être préparé par le procédé décrit dans l'exem- ple en faisant simplement arriver le composant polyester par le trou 16 et le composant polyamide par le trou 17. Un tel filament ne se teindrait pas aussi facilement que le filament ayant le polyamide comme constituant majeur de sa surface extérieure, mais on s'attend à ce que de tels filaments aient des propriétés d'infroissabilité au lavage améliorées. REVENDICATIONS 1 Un filament à deux composants ayant en section transversale une forme d'haltère, constitué de 35 à 65 % en volume de téréphtalate de polyéthylène exempt d'anti- moine modifié par 0,5 à 3 moles pour cent de mailles de -(sodium sulfo) isophtalate, et d'une quantité complé- mentaire de polyhexaméthylène adipamidei la surface exté- rieure de ce filament à deux composants étant formée d'au moins 75 %, mais de pas plus de 95 % d'un des composants polymères, la jonction interfaciale entre les deux compo- sants polymères étant au moins en partie dentelée, ce fi- lament à deux composants étant facilement frisable et teintable, et ayant une haute résistance au décollage lon- gitudinal. 2 Un filament à deux composants selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure du filament est constituée à au moins 75 %, mais à pas plus de 95 %, de polyhexaméthylène adipamide. 3 Un filament selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les deux composants polymères contien- nent environ 0,3 % en poids de bioxyde de titane. 4 Un filament selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le titre du filament est compris entre 1 et 5 deniers. 5 Un filament selon la revendication 2, carac- térisé en ce que la gorge dans la section transversale en forme d'haltère est de 30 à 60 pour cent du diamètre de la tête de la section transversale en forme d'haltère. 6 Un filament selon la revendication 2, carac- térisé en ce que la jonction interfaciale entre les deux composants polymères est dentelée à raison d'au moins 15 pour cent.