Brevet FR2577574A1 — publié le 19860822

_ 1 7_ L'invention concerne un fil cofilé comprenant des filaments de poly(hexaméthylène-adipamide/caproamide) (nylon 6,6/6) et certains filaments de polyester pouvant être teints par des colorants basiques, et un procédé pour la fabrication d'un tel fil. Dans le brevet US 3 681 910 de Reese, on expli- que pourquoi il est désirable de cofiler des filaments de poly(hexaméthylène-adipamide) et de poly-(téréphtalate dtéthylène) qui peuvent contenir des unités sensibilisa- trices vis-à-vis des colorants basiques. Un fil cofilé comprenant une majorité allant jusqu'à environ 70 % en poids de filaments de poly(téréphtalate d'éthylène), le reste étant des filaments de poly-(hexaméthylène-adipa- mide), contenant 3 à 10 % en poids d'une polycarbonamide à substituant Nalkyle est décrit dans la demande de brevet des E.U.A. NO 432 443 déposée le 4 octobre 1982 cédée à la demanderesse. La nécessité de rendre réceptif aux colorants basiques le constituant polyester d'un tel fil cofilé a suscité des efforts pour incorporer à la chaîne de polyester des unités sensibilisatrices vis-à-vis des colorants basiques, selon les enseignements du brevet US 3 018 272. Toutefois, on a trouvé que des tentatives de cofiler le polyester modifié avec du nylon 6,6 ont abouti à un nombre intolérable de défauts mécaniques du fil. Un but de la présente invention est de fournir un fil cofilé contenant le polyester modifié et ayant seulement une proportion mineure de défauts mécaniques. L'invention propose un fil cofilé essentiellement exempt de défauts mécaniques, caractérisé en ce qu'il comprend environ 30 à 70 % en poids de filaments de poly- (téréphtalate d'éthylène) contenant, au sein de la chaCne polymère, environ 0,5 à 10 moles %, sur la base des unités récurrentes de la chaîne polyester, d'unités de la structure: o o I! I -c 2 t c o(c2I-r)_o_ le restant des filaments étant des filaments de copolya- mide essentiellement formés d'unités hexaméthylène- adipamide et caproamide, dans lesquelles les unités caproamide constituent de 3 à 12 moles % environ du copo- lyamide, et un procédé pour la préparation du fil. La figure 1 est un schéma du système utilisé pour déterminer des défauts mécaniques dans le fil. On peut préparer le fil cofilé de l'invention selon les techniques générales décrites dans le brevet US 3 681 910 de Reese. Essentiellement, on amène séparé- ment les deux compositions polymères fibrogènes, à un ou plusieurs ensembles de filage et on les extrude pour former des groupes de filaments discrets de cha:une des composi- tions polymères dans les proportions désirées. On réunit alors les filaments en un seul fil composite et on les étire en tant que fil solidaire. Les fila-:ents du fil sDnt d'un titre textile, de préférence de 0,111 à 1,11 tex/ filament. Les deux compositions polymères fibrogènes utilisées dans la présente invention sont le poly-_/téréph- talate d' éthylène/(5-sodiumsulfo-)isophtalate7, ci-après 2GT/SSI et le poly- (hexaméthylène-adipamide/caproamide), ci-après nylon 6,6/6. Le fil désiré contient au moins environ 30 % en poids de filaments de copolyester, de préférence environ 60 % en poids, mais pas plus de 70 % en poids, les filaments restants du fil étant constitués par les filaments de copolyamide. Le copolyamide utilisé ici est essentiellement formé d'unités hexaméthylène-adipamide et d'environ 3 à 12 moles % d'unités caproamide. Des procédés pour la préparation du copolyamide sont bien connus dans la tech- nique. Pour les exemples qui suivent, on utilise un procédé de polymérisation discontinue pour préparer le copolymère nylon 6,6/6. On mélange un seL de nylon 6,6 et du caprolactame au stade d'évaporation et ensuite le procédé est similaire à la polymérisaticrn du nylon 6,6 selon la technique antérieure. -3- On ajoute aux filaments de copolyamides environ 3 à 10 % en poids d'une polycarbonamide à substituant N-alkle dans laquelle les groupes carbonamide tertiaires font partie intégrante de la molécule de polymère, pour communiquer des qualités antistatiques. Des modificateurs utiles ont un poids moléculaire d'au moins environ 800 à 5000 et sont dispersés dans la totalité du filament, pratiquement comme une phase séparée sous la forme de particules conductrices allongées discrètes pratiquement alignées parallèlement à l'axe du filament, le tout comme décrit dans le brevet US 3 900 676 d'Alderson. Les parti- cules conductrices allongées doivent avoir un rapport de leur longueur L à leur diamètre moyen D d'au moins environ , comme indiqué dans le brevet en question. Dans la préparation des produits de la présente invention, si l'on utilise le N-alkyl-polycarbonamide, on peut le mélanger directement au copolyamide fibrogène et alors filer directement en filaments. Si on le désire, on peut le réunir à des flocons de polymère et ensuite filer le tout en filaments. On peut introduire dans l'autoclave des N-alkylpolycarbonamides moins réactifs pendant la préparation du polycarbonamide fibrogène. De préférence, on mélange à l'état fondu le N-alkylpolycarbonamide et le nylon 6,6/6 fibrogène et on les file immédiatement en fila- ments. Des 1T-alkyl-polycarbonamides particulièrement utiles sont décrits à la colonne 3, ligne 7 à colonne 4, ligne 21 du brevet US 3 900 676. Dans les exemples I et II qui suivent, le modificateur utilisé est le produit de réaction d'un mélange de 80 % de N,N-di-n-butyl-hexamé- thylènediamine et de 20 % de mono-n-butyl-hexaméthylène- diamine, et de l'acide dodécanediolque. On utilise de l'acide stéarique comme stabilisant de viscosité. Le modificateur a un point de fusion inférieur à 0 C, un poids moléculaire calculé d'environ 2100 et une viscosité de 1100 x 10-6 m2/s à 950C. 257757.4 -4 Le copolyester utilisé ici est essentiellement f3rmé d'unités téréphtalate d'éthylène et d'environ 0,5 à moles % d'unités de la formule: 0 0 - - O(C2H4)-O- 2Ta comme indiqué dans le brevet US 3 018 272. Cette dernière unité est dérivé du 3,5-di(carbométhoxy)benzènesulfonate de sodium que l'on ajoute au mélange formateur de polyes- ter comme indiqué dans le brevet US 3 018 272. Les fils cofilés des exemples qui suivent ont été préparés en suivant les procédés généraux décrits dans le brevet Reese déjà cité. Dans les exemples I et II, un groupe de filaments du fil à filaments mélangés est formé de filaments de 2GT/SSI tandis que l'autre est formé de filaments de polyamide auxquels est incorporé le modifica- teur antistatique mentionné plus haut. On a injecté le modificateur antistatique dans le courant de polyamide peu O20 de temps avant l'extrusion, par injection du modificateur dans une extrudeuse-fondeuse à vis et mélange avant l'opération de filage à l'état fondu. On réalise le cofilage en amenant séparément de façon dosée le copolyester et le copolyamide à deux orifi- ces d'entrée séparés d'un ensemble de filage à l'état fondu conçu pour recevoir les deux courants et les mainte- nir séparés. On file les polymères à l'état fondu à travers une filière à une température dans l'intervalle d'environ 278 à 285 C. Les deux groupes de filaments se réunissent et on les étire alors de préférence entre 1,5 et 2,5 X et on les enroule en une bobine. Des détails sont donnés dans les exemples. Le système utilisé pour déterminer les défauts mécaniques est représenté sur le schéma. Sur la figure, une bobine tubulaire 1 de fil venant de la machine à filer est réenroulée, par passage sur un guide 2, à travers un 5-m dispositif tendeur 3, une lame de nettoyage 4 et un guide , sur une canette 6. C'est à l'endroit de la lame de nettoyage qu'il apparalt un enchevêtrement de filaments lorsqu'il y a dans le fil des filaments cassés qui sont détachés. Modes opératoires d'essai On a mesuré le niveau de défauts de qualité mécanique du fil en réenroulant chaque article à partir de bobines tubulaires (24 à 48) sur des canettes. Pendant le réenroulement, on a fait passer le fil à travers une lame de nettoyage (voir figure). L'ouverture de ces lames de nettoyage est de 63,5 jim, légèrement plus grande que le diamètre du faisceau de fils qui est de 50, 8 Jam. Un défaut de qualité mécanique est formé d'un ou plusieurs filaments cassés du fil, qui, par suite du détachement, forment un petit enchevêtrement de filaments. Ces défauts sont retenus dans la lame de nettoyage et chaque défaut est compté physiquement. On calcule la longueur de fil sur la base du poids du fil qui est recueilli sur les canettes. On calcule les résultats finaux et on les indique comme le nombre de défauts mécaniques qui se produisent par million de mètres de fil. La viscosité relative, VR, du polyester, telle qu'elle est utilisée dans les exemples suivants, est le rapport de la viscosité d'une solution à 4, 75 % en poids de polyester dans de l'hexafluoroisopropanol à la visco- sité de l'hexafluoroisopropanol lui-meme, mesurées dans les mêmes unités à 25 C. On mesure la VR du polyamide comme décrit dans le brevet US 3 681 910 à la colonne 3, lignes 25-30. Exemple I On a préparé des fils cofilés de filaments trilo- bés de copolymère polyester 2GB/SSI (60 % en poids) et de filaments trilobés de nylon 6,6/6 (40 % en poids), en partant d'un copolymère statistique nylon 6,6/6 (95,5 moles %) (VR 40,6 avec 0,02 % de TiO2), contenant 3,0 % en -6 - poids de modificateur antistatique et de copolymère polyes- ter 2GT/SSI (98/2 moles %) (VR 14,4 avec 0,3 % de TiO2). On a filé simultanément les polymères à l'état fondu à 283 C à travers des trous d'une seule filière, en un fil (6 filaments de chaque polymère). On a appliqué de l'apprêt et on a fait converger les courants de filaments vers un rouleau d'alimentation fonctionnant à 1573 m/mn de vitesse superficielle, puis, à travers un jet de vapeur d'eau, vers une paire de rouleaux d'étirage (environ 8 enlace- ments) fonctionnant dans un coffre à air chaud (115 C) à une vitesse superficielle de 292z m/mn pour un rapport d'étirage de 1,86. On a fait passer le fil étiré à travers un Jet d'entrelacement à 8,95 kPa relatif d'air et on l'a enroulé sur des tubes à 2903 m/mn à une tension de 7,5 g. Le titre des fils était de 4,44 tex, les filaments de copolyamide avaient un titre de 0,3 tex chacun et les filaments de copolyester un titre de 0, 44 tex chacun. Le p!urcentage d'allongement était de 41,1, la ténacité était de 27g/tex et le niveau de défauts mécaniques de ces fils est indiqué en 1 au Tableau I ci-après. Exemple II,. tém-in En un processus similaire à celui de l'exemple I, on a préparé des fils cofilés de filaments trilobés de copolymère polyester 2GT/SSI (6o % en poids) et de fila- ments trilobés de nylon 6,6 (40 % en poids) en partant de nylon 6,6 (VR 41,2 avec 0,02 % de TiO2) et d'un copolymère polyester 2GT/SSI (98/2) (VR 14,4 avec 0,3 % de Ti02). On a filé les polymères simultanément à l'état fondu à 2920C à travers des trous d'une seule filière, en un fil (6 filaments de chaque polymère). On a appliqué un apprt et on a fait converger les courants de filaments vers un rouleau d'alimentation fonctionnant à une vitesse super- ficielle de 1463 m/mn puis à travers un Jet de vapeur, vers des rouleaux d'étirage comme dans l'Exemple I, fonctionnant dans un coffre à air chaud (130 C) à une vitesse super- ficielle de 2926 m/mn pour un rappoDrt d'étirage de 2,00. - 7- On a fait passer le fil étiré à travers un jet d'entrela- cement à une pression d'air relative de 379 kPa et on l'a bobiné vers des tubes sous une tension de 7,5 g. Le titre des fils était de 4,44 tex, le pourcentage d'allongement de 45,1, la ténacité de 27g/tex et le niveau de défauts mécaniques de ces fils est indiqué en 2 au Tableau I ci-dessous. Des tentatives de filer les P_:lymères à l'état fondu à une température de 2830C (comne dans l'exemple I) ont échoué par suite d'interruptions fréquentes du filage qui emp&chaient l'accumulation de ce fil sur des tubes. Tableau I Niveau de défauts, fréquerze Fil Par million de mètres 1 0,656 2 5,14 ExemDle ZIT On suit généralement le procé_é de l'exemple I, si ce n'est qu'on n'uilise pas de modificateur antistati- que. On obtient un fil cofilé satisfaisant. - 8 - REVENDICATIONS 1. Fil cofilé essentiellement exemt de défauts mécaniques, caractérisé en ce qu'il comprend environ 30 à % en poids de filaments de poly-(téréphta!ate d'éthy- lène) contenant, au sein de la chaÂne polymère, environ 0,5 à 10 moles %, sur la base des unités récurrentes de la chalne polyester, d'unités de la structure: 0 0 - C C O(C2%) 0 -c o(c21z)o SO3Na le restant des filaments étant des filaments de copolya- mide essentiellement formés d'unités hexaméttylène- adipamide et caproamide, dans lesquelles les unités caproamide constituent de 3 à 12 moles % envr-on du copolyamide. 2. Fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filaments ont un titre de 0, 111 à 1,11 tex/ filament. 3. Fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filaments de copolyamide contiennent de 3 à % en poids d'un carbonamide à substituant N-alkyle comme agent antistatique. 4. Etoffe du fil de la revendicatifz 1, 5. Procédé pour la fabrication du fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on arène sépa- rément de façon dosée un copolyester de téréphtalate d'éthylène et d'environ 0,5 à 10 moles % d'unités de la structure: 0 O -C v C- (C 2H4)0- - 3 S03 Na et un copolyamide essentiellement formé d'unités hexa- méthylène-adipamide et d'unités caproamide, dans laquelle les unités caproamides constituent environ 3 à 12 moles % du copolyamde, à des orifices d'entrée séparés d'un ensemble de filage, on décharge simultanément les courants de copolymère à travers des trous séparés d'une seule filière, en un fil, on étire le fil et on le bobine.