Brevet FR2680524A1 — publié le 19930226

MONOFILAMENT SYNTHETIQUE MULTICOLORE ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente demande a pour objet un monofilament synthétique multicolore, son procédé d'obtention et ses applications. La présente demande a plus précisément pour objet de proposer un monofilament synthétique multicolore destiné à la peche. Des monofilaments synthétiques multicolores, utilisés particulierement pour la peche sont connus. Ainsi, il est connu d'obtenir des monofilaments de pêche multicolores en teignant des échevaux de fils sur une première partie seulement de leur circonference dans un premier bain de teinture puis en teignant une deuxième partie dans un deuxième bain et ainsi de suite si on désire d'autres colorations. Ce procédé entrasse pour les fils de haute résistance à la rupture une perte de résistance et, de plus, il n'est applicable que pour les fils à faible retrait dans l'eau bouillante. Les mono filaments peuvent présenter une coloration monocolore de fond obtenue en incorporant, lors de leur fabrication par extrusion de polymères, des colorants solubles, des pigments, des pigments azurants optiques, des pigments fluorescents. On peut aussi obtenir des monofilaments monocolores par teinture des monofilaments au cours de la production du monofilament et par teinture sur bobines ou sur échevaux de monofilaments finis. La présente demande a pour objet un monofilament multicolore, employé principalement pour la pêche, à base d'homo ou de copolyamide, caractérisé en ce qu'il présente une résistance à la rupture d'au moins 80 kg/mm2 pour des diamètres inférieurs à 2 40/100 mm de section, d'au moins 70 kg/mm pour des diamètres compris entre 40 mm et 90/100 mm de section et d'au moins 50 kg/mm2 pour des diamètres compris entre 90/100 mm et 200/100 mm de section, un retrait dans l'eau bouillante dTau moins à 10 %, au moins deux flammes colorées de longueurs supérieures à 0,15 mètre sur monofilament terminé. Cette invention présente un intérêt tout particulier pour les monofilaments à très haute résistance qui ne peuvent pas etre colorés après étirage sans modification de leurs caractéristi- ques. La présente invention concerne aussi des monofilaments multicolores à base d'home ou de copolyamide de résistance à la rupture inférieure à 80 kg/mm2, 70 kg/mm2 et 50 kg/mm2 dans les diamètres ci-dessus et de retrait dans 1 T eau bouillante d1au moins 1 %, ces monofilaments comportant au moins deux flammes colorées de longueur supérieure à 0,15 mètre sur monofilament terminé. La présente demande concerne aussi un procédé préférentiel de fabrication de monofilaments synthétiques multicolores, caractérisé en ce qu'on réalise une coloration des monofilaments avant leur étirage au cours de leur processus d'élaboration et en continu, selon les étapes suivantes a) - extrusion du polymère, b) - passage du monofilament dans un bain aqueux contenant un gonflant du produit polymère, c) - application d'au moins une coloration superficielle sur le monofilament non étiré, d) - étirage partiel des mono filaments dans un bac contenant de l'eau à 95"C et pendant la montée du colorant, permettant ainsi la fixation de ce dernier, e) - au moins un étirage complémentaire en milieu fluide à température supérieure à 1700C, f) - traitement thermique du monofilament à température supérieure à 1700C, g) - ensimage, h) - récupération du monofilament multicolore par des moyens connus. La présente demande a pour but de permettre 1 T obtention d'un fil à base d'homo ou copolyamide, multicolore et de très grande résistance à la rupture, utilisé de préférence pour la peche ; dans cette application le fil, tout en étant visible par le pecheur, présente l'intéret de pouvoir se confondre avec l'envi- ronnement et de présenter une irrégularité de coloration propre à ne pas donner l'éveil au poisson. Comme polymère, on utilisera des polymères à base de polyamide, homopolymères tels que polyamides 6, 66, 11, 12 ou copolymères tels que copolymères 66/6, 66/11, 6/11, 6/12, on utilisera de préférence les copolymères 66/6 dans la présente demande. Comme procédé de coloration irrégulière, on peut utiliser par exemple l'un des procédés suivants - passage du monofilament sur des rouleaux immergés dans des bains de teinture avec mise en contact de manière irrégulière du monofilament avec le ou les rouleaux immergés chargés de colorants. La mise en contact irrégulière peut être effectuée par des moyens mécaniques, électriques, électropneumatiques, pneumatiques, de type connu, - passage du monofilament sur un ou plusieurs rouleaux dtimpres- sion gravés, immergés dans des bains de teinture, le monofilament est coloré uniquement lorsqu'il entre en contact avec les gravures des cylindres, - passage du fil dans une cabine de pistolétage comportant une ou plusieurs buses qui pulvérisent par intermittence des solutions de colorants sur le monofilament. Pour la réalisation du monofilament multicolore, on peut n'utiliser qu'un coloris d'apport, le coloris de fond du monofilament, donné par les moyens précédemment décrits, permettant ainsi l'aspect multicolore. La longueur des parties colorées ou flammes est fonction de l'application ultérieure, ainsi pour la peche classique on utilisera des flammes plus courtes que pour la peche en lac ou en mer, la longueur des flammes permettant alors d'évaluer la distance entre le pecheur et le poisson. Ainsi, pour la peche classique, on utilisera des longueurs comprises entre 0,15 mètre et 4 mètres, de préférence entre 0,3 mètre et 3 mètres, ces longueurs dépendent du degré d'étirage du monofilament lors de son processus d'élaboration après coloration du produit non étiré, alors que pour la peche en mer par exemple, on utilisera des flammes de grandes longueurs supérieures à 20 mètres. L'extrusion du monofilament est effectuée selon les procédés et en mettant en oeuvre des moyens connus. Généralement le procédé est appliqué sur une nappe de monofilaments disposés côte à côte. Comme fluide utilisé lors de l'étirage complémentaire, on peut utiliser l'air, la vapeur ou une huile silicone, ou un polyglycol, etc.. La solution de colorant déposée sur le monofilament contient de préférence un produit gonflant de l'homo ou copolyamide, il est aussi possible de passer le monofilament dans un bain contenant un produit gonflant avant l'application de la coloration dans une étape ultérieure. Afin de mieux comprendre la mise en oeuvre préférentielle du procédé, la description ci-après et les figures ci-jointes s'y rapportant sont données à titre illustratif et non limitatif. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement la ligne de fabrication utilisée pour la mise en oeuvre du procédé. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement et de façon plus détaillée les moyens mis en oeuvre pour la coloration irrégulière du monofilament. Si l'on se reporte à la figure 1 et à la figure 2, le monofilament 2, en provenance de l'extrudeuse 1, passe dans un bac 3 de refroidissement par eau 4. Le monofilament non étiré passe ensuite dans un bain 5 contenant une solution aqueuse de gonflant du matériau le constituant. Le monofilament 2 passe ensuite sur un banc 6 muni de sept rouleaux (24) puis dans un dispositif de coloration constitué de deux moyens de coloration identiques comportant chacun un bac, respectivement 7 et 8, contenant une solution colorante avec système d'alimentation automatique pour maintien d'un niveau régulier. Dans chaque bac trempe un cylindre pour l'impression, de préférence en verre, respectivement 9 et 10, qui par rotation se charge en solution colorante. Entre les deux cylindres d'impression 9 et 10 se situe un cylindre en rotation 11 également mobile dans le sens vertical au moyen de la came 12. Le cylindre applicateur Il vient plaquer irrégulièrement sous l'action de la came 12 le monofilament 2 non étiré sur les cylindres d'impression 9 et 10. Les éléments tels que vitesse et diamètre des rouleaux d impression 9 et 10, leur distance, le diamètre et la vitesse de rotation du rouleau applicateur, la forme de la came, sont choisis pour réaliser des flammes dont la longueur de coloration sur le monofilament non étiré est fonction de la longueur désirée après étirage. Chacun des espaces colorés est généralement séparé de zones non colorées. Après coloration du fil 2, ce dernier pénètre dans un bac 13 contenant de l'eau à 950C dans lequel on effectue simultanément le premier étirage et la fixation des colorants. Le premier étirage est effectue entre le banc 6 et le banc 14 sur lequel passe le fil à la sortie du bac 13. Après ce premier étirage, on pratique un deuxième et troisième étirages respectivement entre les bancs 14 et 16 ainsi qu'entre le banc 16 et le banc 18, chacun des bancs comportant sept rouleaux. Attendu que les traitements sont généralement pratiqués sur une nappe de monofilaments disposés côte à côte, les rouleaux de bancs ont pour objet de maintenir sans chevauchement les fils côte à côte avec tension constante de chaque monofilament. Les deux étirages subséquents sont effectués, le fil passant dans des fours 15 et 17 alimentés en fluide chaud pour favoriser l'étirage. Enfin, le monofilament 2 à la sortie du banc 18 passe dans un four 19 de traitement thermique et autour du rouleau 20 dont la vitesse est inférieure à celle des rouleaux du banc 18, à la sortie de ce rouleau 20, le monofilament est ensimé au moyen de rouleaux ensimeurs 21 puis renvidé par un moyen connu 22, tel que bobinoir, sous forme de bobines 23. La présente invention permet d'obtenir des monofilaments multicolores de fortes résistances, destinés principalement à la peche ; elle permet d'obtenir aussi des monofilaments multicolores de résistance inférieure et avec des retraits dans l'eau bouillante éventuellement très faibles, utilisés principalement pour d'autres applications en tissage, tricotage, fabrication de filets, en brosserie, passementerie, etc.. Les exemples suivants illustrent la présente demande sans la limiter. Exemple 1 Fabrication du monofilament monocolore ainsi qu'illustré figure 1. On extrude un filament en copolymère polyamide 66/6 dans la proportion 75/25 % en poids dans des conditions connues Nombre de monofilaments extrudés : 14. Après extrusion, le monofilament 2 est soumis à différents traitements et passe dans différents moyens tels que sur la figure 1 dans les conditions ci-après Température de l'eau dans le bac 3 de refroidissement : 350C Concentration du gonflant dans le bain aqueux 5 : 3,75 kg d'hydrate de chloral pour 30 litres d'eau à température ambiante. Réglages des températures du bac d'étirage 7, des fours d'étirage 15, 17 et du four de fixation 19, ainsi que des vitesses des rouleaux des bancs 6, 14, 16, 18, 20. ler étirage : vitesse du banc 6 : 25,6 m/min vitesse du train 14 : 105 m/min taux d'étirage : 4,10 température de l'eau dans le bac 13 : 95"C 2e étirage : vitesse du train 14 : 105 m/min vitesse du banc 16 : 140 m/min taux d'étirage total : 5,47 température de l'air dans le four 15 : 200"C 3e étirage : vitesse du banc 16 : 140 m/min vitesse du banc 18 : 153,5 m/min taux d'étirage total : 6,0 température de l'air dans le four 17 : 200"C Fixation : vitesse du banc 18 : 153,5 m/min vitesse du banc 20 : 142 m/min taux de fixation : 7,5 % température de l'air dans le four 19 : 2000C vitesse de renvidage sur bobine : 142 m/min poids des bobines : 2 kilos Caractéristique du monofilament obtenu diamètre moyen 30,9/100 mm résistance à la rupture linéaire (selon la norme NF 36 150) : 84 kg/mm résistance à la rupture au noeud (selon la norme NF 36 150) : supérieure à 4,8 décanewton retrait résiduel dans l'eau bouillante 27 %. Lors de la fabrication du monofilament, on utilise le procédé de coloration de la présente demande dans les conditions ilustrées dans les exemples 2 à 5 ci-après. Exemple 2 Lors de la fabrication du monofilament de l'exemple 1 entre les bancs 6 et 14, on pratique sa coloration irrégulière dans les conditions ci-après, les moyens cités étant illustrés figure 2. Obtention d'un monofilament multicolore comportant des flammes marron et vertes séparées par des flammes de coloris naturel du copolymère utilisé sans pigmentation. ler bain de teinture 7 : hydrate de chloral : 150 g/l vert Irgalane GL : 4,4 g/l (CIBA) (CI Acid Green 43) température du bain : 220C. 2e bain de teinture 8 : hydrate de chloral : 150 g/l brun Irgalane 2 GL (CI Acid Brown 44) : 6,5 g/l longueur des flammes : vert : 30 cm brun : 30 cm séparées par des flammes coloris naturel de 50 cm. Exemple 3 On réalise un mono filament multicolore par coloration entre les bancs 6 et 14, comportant une flamme verte et une flamme gris foncé séparées par des flammes roses, la flamme gris foncé présentant la particularité de changer de couleur, du gris au vert, suivant l'éclairage (effet de dichrolsme). Conditions d'obtention - polymère pigmenté dans la masse au niveau extrudeuse avec un Rouge Solide PV-B (HOECHST) : 0,01 % en poids du polymère, - ler bain 7 de teinture : idem exemple 2, - 2ème-bain 8 de teinture : gris foncé, Hydrate de chloral : 150 g/l, Noir Irgalane BGL (CI Acid Black 107): 7 g/l (CIBA), Brun Irgalane 2 GL (CI Acid Brown 44) : 10,8 g/l (CIBA), Bordeaux Isolane KBBLS (CI Red 28) : 2,7 g/l (BAYER). Longueur des flammes irrégulièrement réparties : vertes et grises de longueur 30 à 100 cm séparées de flammes roses de 30 à 100 centimètres. Exemple 4 On réalise un monofilament multicolore comportant une flamme verte et une flamme marron séparées par des flammes jaunes fluorescentes. On obtient, selon l'éclairage, un coloris variant du jaune au vert fluorescent avec des flammes marron. Conditions d'obtention polymère avec pigmentation dans la masse au niveau de l'extrudeuse avec 0,08 % de jaune Azosol Brillant 8 GF (CI Solvent Yellow 43) de GENERAL ANILINE FABRIC et 0,015 % de jaune Hostasol 3 G (CI Solvent Yellow 98) (HOECHST). Les bains de teinture vert et marron sont identiques à ceux de l'exemple 2 longueur des flammes : vertes : 40 cm marron : 50 cm fond jaune fluorescent : 60 cm. Exemple 5 On réalise un fil multicolore comportant une flamme gris foncé et une flamme verte séparées par des flammes bleues fluorescentes. On obtient suivant l'éclairage une couleur fluorescente du bleu au vert avec des flammes grises et vertes. Conditions d'obtention - polymère pigmenté dans la masse au niveau de l'extru- deuse avec 0,05 % de pigment LEUCOPHOR NBCF (CI 32 Fluorescent Brightner 32) de SANDOZ, - ler bain de teinture vert : idem exemple 2, - 2e bain de teinture gris foncé : idem exemple 3, longueur des flammes : vertes : 3 mètres, grises : I mètre, fond bleu fluorescent : 0,50 m. Dans chacun des exemples ci-dessus, la dépose des colorants de façon irrégulière a ete réalisée ainsi que décrit ci-avant et illustré sur la figure 2 ci-jointe. REVENDICATIONS 1/ - Monofilament synthétique multicolore, employé principalement pour la pêche, à base d'homo ou copolyamide, caractérisé en ce qu'il présente une résistance à la rupture linéaire d'au 2 moins 80 kg/mm pour des diamètres inférieurs à 40/100 mm de 2 section, d'au moins 70 kg/mm pour des diamètres compris entre et 90/100 mm de section, et d'au moins 50 kg/mm2 pour des diamètres compris entre 90/100 mm et 200/100 mm de section, un retrait dans l'eau bouillante d'au moins 10 %, au moins deux flammes colorées de longueurs supérieures à 0,15 mètre. 2/ - Monofilament synthétique multicolore, à base d'homo ou de copolyamide, caractérisé en ce qu'il présente une résistance à la rupture respectivement inférieure à 80 kg/mm2, 70 kg/mm2 et 50 kg/mm2 pour les diamètres indiqués revendication 1, un retrait dans l'eau bouillante d'au moins 1 %, au moins deux flammes colorées de longueur supérieure à 0,15 mètre sur monofilament terminé. 3/ - Monofilament selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le copolyamide est un copolyamide 66/6 dans les proportions 75/25 % en poids. 4/ - Procédé pour la réalisation du monofilament objet des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on réalise une coloration du monofilament avant son étirage, au cours de son processus d'élaboration et en continu avec ce dernier selon les étapes suivantes a) - extrusion du polymère, b) - passage du monofilament dans une solution aqueuse de gonflant du polymère, c) - application d'au moins une coloration superficielle sur le monofilament non étiré, d) - étirage partiel du monofilament dans un bac contenant de l'eau à 950C et pendant la montée du colorant, permettant la fixation de ce dernier, e) - au moins un étirage complementaire en milieu fluide à température supérieure à 1700C, f) - traitement thermique du monofilament à température supérieure à 1700C, g) - ensimage, h) - récupération du monofilament multicolore par des moyens connus.