Brevet FR2720413A1 — publié le 19951201

FIL POLYESTER ENTRELACE POUR TISSAGE SANS ENCOLLAGE La présente demande concerne un fil polyester utilisable en particulier pour la f8bfication de chaînes de tissage et capable d'être tissé sans encollage ni torsion notamment sur un métier jet d'eau. Elle concerne aussi un procédé de fabrication de ce fil. Lors de l'utilisation des chaînes, principalement en tissage, il est connu que les fils frottent d'une part les uns contre les autres du fait du mouvement de monte et baisse des lames, et d'autre part contre des éléments du métier tels que oeillets des lisses dans lesquels ils passent, dents du peigne, battant, dérouleur, cassechaînes, etc .... Afin d'éviter que les frottements n'entraînent des défauts préjudiciables à l'opération même de tissage et à la qualité du tissu réalisé, il est réalisé sur fils un traitement préalable appelé encollage. Ce traitement bien connu par son application sur filés de fibres pour assurer la cohésion des fibres et former une gaine de protection du filé, est aussi appliqué sur les fils continus multifilamentaires artificiels et synthétiques ; I'encollage doit assurer le maintien en place et la protection des filaments généralement de titres fins donc fragiles, et entourer les fils continus d'une gaine évitant les frottements décrits précédemment et faciliter de ce fit les glissements à la fois sur les organes du métier et entre fils, en vue de réaliser des tissus sans défaut d'aspect, et en évitant au maximum les casses et éraillures. Ces produits d'encollage sont généralement éliminés après le tissage par traitement du tissu. Pour assurer la cohésion du fil, on réalise généralement sur celui une opération de torsion. Toutefois, cette opération de torsion est de plus en plus remplacée par un procédé pneumatique d'entrelacement des filaments. Ainsi, selon la pression du fluide et le moyen d'entrelacement, on peut faire varier le nombre de points de cohésion, c'est à dire le nombre de points an niveau desquels les filaments forment un noeud, en fonction de l'aspect final désiré pour le fil et son utilisation ultérieure. Pour faciliter le glissement des fibres et des fils, on applique couramment des huiles ou des produits d'ensimage. En ce qui concerne les fils continus artificiels et synthétiques, ces huiles ou ensimages sont appliqués sur le fil en une ou plusieurs fois lors de son procédé de production. Afin d'économiser les coûts des opérations d'encollage et désencollage et supprimer ainsi deux opérations de manipulation des fils, on a cherché à supprimer opération d'encollage, qui est de plus néfaste à l'environnement, enjouant sur le niveau d'entrelacement des fils. Ainsi, la demande japonaise publiée sous le numéro 289113/90 décrit des fibres non tordues à base de polyesters, tissables sans encollage possédant un facteur d'entrelacement ou facteur de cohésion (Fc) supérieur ou égal à 20 noeubmètre et un facteur d'entrelacement supérieur ou égal à 5 noeuds/mètre après étirage sous tension de 50 g . Mais le seul facteur de cohésion (FC) et la solidité des noeuds sous contrainte ne suffit pas à obtenir des fils polyester capables d'être tissés sans encollage dans de bonnes conditions. La présente invention concerne un fil polyester tissable sans encollage ni torsion sur les métiers à tisser industriels, travaillant à des vitesses d'au moins 700 ou 800 coups/rn ou même plus. Plus particulièrement, elle concerne un fil multifilamentaire, à base de polyester, caractérisé par un facteur de cohésion (FC) supérieur ou égal à 15 noeuds/mètre, une qualité des noeuds telle que le facteur de cohésion est au moins égal à 4 noeubmètre selon le test réalisé sous une tension de 50 g, et un coefficient frictionnel dynamique fil/métal inférieur ou égal à 1,35 associé à une régularité du coefficient frictionnel, représenté par un facteur de régularité, défini après, inférieur ou égal à 0,35 et un taux de dépôt d'ensimage sur fil d'au moins 0,4 % associé à une régularité du taux de dépôt sur le fil représenté par un facteur de régularité, défini ci-après, inférieur ou égal à 0,20 %. De préférence le facteur de cohésion (FC) est supérieur ou égal à 20 noeuds/mètre, le coefficient frictionnel fil/métal est inférieur ou égal à 1,1. De préférence également le taux de dépôt d'ensimage sur fil est compris entre 0,8 et 1,2 % et le facteur représentant la régularité du taux de dépôt est de préférence, inférieur ou égal à 0,18 %. Selon une caractéristique de l'invention, L'ensimage comprend au moins une huile lubrifiante et au moins un composé qui augmente la pégosité de la composition d'ensimage. En outre ,et de manière avantageuse, la composition d'ensimage peut comprendre un autre composé qui améliore la résistance à l'abrasion du fil ensimé. De préférence, cette amélioration de la résistance à l'abrasion est apportée par le composé améliorant la pégosité. Ainsi, L'ensimage utilisé dans l'invention rend pégueux la surface des filaments, permettant d'améliorer la cohésion des filaments entre eux. Par facilité de langage, l'ensimage utilisé dans l'invention sera appelé ensimage cohésif, et le composant améliorant la pégosité, un additif cohésif. Les huiles lubrifiantes convenables pour l'invention sont toutes les huiles classiquement utilisées dans le domaine du filage de polymères synthétiques et plus particulièrement de polyesters. Les additifs cohésifs convenables pour l'invention doivent avantageusement être dispersables émulsionnables ou solubles dans l'eau, et évidemment présenter une pégosité naturelle. En outre, ces additifs cohésifs ne doivent pas, après dépôt sur les filaments ou le fi2 provoquer une augmentation du coefficient de frottement au-delà de la valeur ci-dessus décrite. Comme exemples d'additifs cohésifs convenables pour l'invention, on peut citer certains polymères tels que les polyméthacrylates, certains polyesters, les polyisobutènes de bas poids moléculaire ou des composés non ioniques de type amine. Cette liste n'est donnée qu'à titre d'exemple. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, L'ensimage comprend entre 5 et 4/o en poids d'additifs cohésifs. n peut également comprendre d'autres composés que l'huile lubrifiante et l'additif cohésif tels que des agents tensioactifs, antistatiques qui sont usuellement employés dans les compositions d'ensimage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le fil comprend un taux de dépôt d'ensimage total d'au moins 0,4g pour 100g de fil, de préférence compris entre 0,5 et 1,5g, avantageusement compris entre 0,8 et 1 ,2g. Selon une caractéristique de l'invention, ce taux de dépôt est avantageusement régulier sur la longueur du fil pour favoriser le passage du fil sur les métiers à tisser. La régularité du taux de dépôt d'ensimage est représentée par l'écart type entre les mesures du taux d'ensimage d'échantillons de fil représentant une longueur de fil déterminée ou un poids de fil déterminé. Ce taux d'ensimage est mesuré par extraction à l'éther de l'ensimage déposé sur le fil et pesée du résidu après évaporation du solvant. Cet écart type appelé facteur de régularité de dépôt, est au plus égal à 0,20 %. Selon l'invention, les fils présentent un facteur de cohésion (FC) ,avantageusement d'au moins 15 noeuds par mètre de fil, de préférence au moins 20 noeuds par mètre. Ce facteur de cohésion élevé permet de diminuer les risques de casse des brins et d'éraillure sur les métiers à tisser. Le facteur de cohésion ou FC (noeuds/m) représente un nombre de points de cohésion contenus dans un mètre de fil. La détermination du nombre de noeuds peut être réalisée mécaniquement sur appareil automatique NPT type R2040 de Rothschild. Celui-ci détecte la distance entre les points d'entrelacement à l'aide d'une aiguille qui pénètre entre les filaments du fil en mouvement, et qui s'escamote dès qu'elle rencontre un point de résistance, c'est-à-dire une tension supérieure à la tension de seuil imposée. Titre (dtex) Tension de seuil = 0,2 g'dtex + Nombre de brins La distance moyenne (D) entre les points d'entrelacement déterminée (moyenne de 100 mesures) à laquelle on rajoute l'avance du fil au noeud d'entrelacement (a), permet de calculer le facteur de cohésion moyen du fil. 1000 Fic = D+a Généralement l'avance du fil au noeud (a) est égale à 6 mm. Selon une autre caractéristique de l'invention, le fil polyester de l'invention présente des noeuds de bonne qualité, c'est-à-dire après application d'une tension sur le fil, seule une partie des noeuds est détruite. Cette solidité des noeuds est déterminée par la mesure du facteur de cohésion du fil après avoir été soumis à une tension de 50 g selon le test décrit ci-dessous: Le fil est étiré sous une tension pré réglée de 50 g et le facteur de cohésion est mesuré de nouveau. La résistance des noeuds à la traction peut être représentée par le rapport des facteurs de cohésion avant et après la mesure, exprimée en pourcentage ou par la valeur minimale du facteur de cohésion après application de la tension sur le fil. Selon l'invention le facteur de cohésion après application d'une tension de 50g sur le fil doit être au moins égal à 4 noeuds par mètre après tension. Avantageusement, le rapport entre le facteur de cohésion du fil et le facteur de cohésion avant étirage est supérieur à 30%. En effet, même si le nombre de noeuds est suffisant, et que la qualité des noeuds est insuffisante, par exemple si la solidité des noeuds à la traction est insuffisante, les fils n'auront pas la propriété de pouvoir être tissés sans encollage dans des conditions acceptables. En généra2 la bonne qualité des points d'entrelacement implique également que tous les brins soient pris dans les noeuds. Selon l'invention, le coefficient frictionnel fil/métal est inférieur ou égal à 1,35, de préférence inférieur ou égal à 1,1. Cette caractéristique permet d'apprécier la qualité de l'ensiaaage et de sa répartition sur le fil et est représentative de l'aptitude du fil à frotter sur les organes mécaniques sans se détériorer, en l'occurrence les organes mécaniques des métiers à tisser. Sa mesure se fait sur appareil commercialisé sous le nom commercial F. METER par Rothschild. Le fil en mouvement, à une vitesse de 60 m/min, frotte suivant un angle de 1200 sur un obstacle (doigt en acier). Les tensions du fil enregistrées avant et après le frottement permettent de calculer le coefficient de frottement p du fil: T2 11= In a T1 avec T1 = tension d'entrée T2 = tension de sortie d = angle de contact sur le doigt. Selon l'invention, le coefficient frictionnel 11 doit être régulier sur la longueur du fil. Cette régularité est caractérisée par l'écart type entre les mesures du coefficient frictionnel C1 suer la longueur du fil ( environ 3000 mesures sont réalisées sur 180 mètres de fil). Selon une autre caractéristique de l'invention, les fils présentent avantageusement une résistance à l'abrasion représentée par l'indice de Flex Abrasion ('FA) supérieur à 40 000 cycles. Cet indice est mesuré avec un appareil KNICKSCHEUERGERAT de la société HOECHST. Les mesures sont réalisées avec un fil formant un angle de 10 . Selon la présente invention, on entend par fil polyester les fils multifilamentaires à base de polytéréphtalate d'alkylèneglycol, de préférence d'éthylène ou butylêneglycol ou leurs copolymères contenant des unités polytéréphtalate d'alkylèneglycol et des unités obtenues en remplaçant l'acide téréphtalique par un autre diacide tel que l'acide isophtalique, hexahydrotéréphtalique, dibenzolque etc. ... ou en remplaçant l'éthylèneglycol par un autre diol tel que le butanediol ou l'hexanediol etc. .. La présente invention concerne également un procédé d'obtention de fils multifilamentaire à base de polyester tissables sans encollage qui consiste à réaliser après l'extrusion un double dépôt d'ensimage sur le fil ou les filaments et à soumettre les filaments à au moins un entrelacement, le premier dépôt d'ensimage étant réalisé avant l'étape d'entrelacement, le fil étant ensuite renvidé, après le second dépôt d'ensimage, à une vitesse avantageusement d'au moins 3000 m/min.. Selon une caractéristique du procédé de l'invention, le premier dépôt d'ensimage peut être réalisée avec une composition ne contenant pas d'additif cohésif. Toutefois dans un mode de réalisation préféré, cet ensimage comprend un additif cohésif, avantageusement à une Le second dépôt d'ensimage peut être réalisé avec une composition d'ensimage comprenant un additif cohésif sans huile lubrifiante ou de préférence, en mélange avec une huile lubrifiante. Avantageusement, la concentration pondérale en additif cohésif est comprise entre 10 et 40%. Cet ensimage peut être utilisé sous forme d'huile ou d'émulsion aqueuse. L'ensimage utilisé au 1" dépôt peut être différent de celui utilisé au second dépôt. Ainsi, les huiles lubrifiantes, les additifs cohésifs peuvent être différents ou identiques dans les deux compositions d'ensimages. Avantageusement, la concentration en additif cohésif dans la composition d'ensimage utilisée lors du second dépôt est supérieure à celle de la composition utilisée lors du premier dépôt. Le dépôt des deux ensimages peut être réalisé selon les techniques habituelles telles que par exemple dépôt par rouleaux ou à l'aide de gudulettes. Le fil ou les filaments peuvent subir un étirage. Ainsi le fil peut être étiré le long du chemin de filage selon tout procédé connu, au taux désiré selon l'orientation et les caractéristiques mécaniques que l'on souhaite lui conférer. ll peut aussi être simplement préorienté ou orienté au filage selon la vitesse finale de renvidage. II peut être obtenu directement ou repris sur des rouleaux pour réguler la tension de renvidage, si cela s'avère utile ou nécessaire. La vitesse de renvidage est généralement supérieure à 3000 m/min. et de préférence comprise entre 3000 et 6000 m/min. et le fil peut subir un étirage avant le premier entrelacement. Les fils produits par le procédé de l'invention peuvent être utilisés, par exemple comme fils de chaîne sur les métiers à tisser industriels. Les fils de chaîne présentent des titres de 30 à 150 dtex, plus généralement de 50 à 80 dtex. Dans les milieux industriels du tissage, un fil est considéré comme apte au tissage sur un métier donné si son emploi nécessite un taux d'intervention sur le métier par heure (IMH) inférieur à 0,5, aux vitesses habituelles de tissage, c'est à dire d'environ 700 à 800 coups par minute. Dans certains cas, par exemple lorsque le fil est destiné à être tissé sur des métiers occasionnant aux fils de chaîne des contraintes élevées, il peut être préférable d'effectuer le cirage des fils avec tout produit habituellement utilisé avant la réalisation du tissage. Les fils de chaîne obtenus à partir des fils selon l'invention, peuvent être utilisés facilement soit en ourdissage direct soit en ourdissage sectionnel sans nécessiter d'encollage et peuvent être tissés sur tous les types de métier à tisser, en particulier sur les métiers à grande vitesse utilisés industriellement. L'invention sera illustrée par les exemples ci-dessous donnés uniquement à titre indicatif. Exemples I à 6 On file un polytéréphtalate d'éthylène de viscosité intrinsèque 190 Pas (mesurée à 25"C sur une solution à 1 % dans l'orthochlorophénol) à 285"C à travers une filière comportant 76 orifices de diamètre 0,3 mm et refroidis par un courant d'air à température ambiante. Les filaments, après avoir été rassemblés sous forme de fils, sont repris sur un banc d'étirage classique et passe ensuite dans un dispositif d'entrelacement approprié tel qu'une buse d'entrelacement pneumatique. Les fils sont renvidés sur bobine à une vitesse de l'ordre de 3000m/min. Avant leur passage sur le banc d'étirage, les filaments ou fils sont ensimés par dépôt d'une première composition d'ensimage (El). Un second dépôt d'une seconde composition d'ensimage (E2) est réalisé sur le ou les fils entrelacés avant le renvidage sur la bobine. Les dépôts des ensimages sont réalisées par les techniques habituelles, savoir dépôt par rouleaux ou gudulettes. La définition des compositions d'ensimage El et E2 est indiquée dans le tableau I ci-dessous: TABLEAU I COMPOSITIONS D'ENSIMAGE El E2 Exemples Huile lubrifiante Additif cohésif Huile lubrifiante Additif cohésif 1Huile de Copra Polyisobutène de Huile de Copra Polyisobutène PM=950 de PM=950 (95%) (5%) (90%) (10%) 2 Huile de Copra Polyisobutène de Huile de Copra Polyisobutène PM=450 de PM=450 (90%) (10%) (80%) (20%) 3 Ester gras naturel Polyisobutène de Ester gras naturel Polyisobutène de ricinoléate PM=450 de ricinoléate de PM=450 (80 %) et, (75%) et, condensat condensat d'oxyéthylène d'oxyéthylène (10%) (10%) (5%) (20%) 4 Huile de Copra Polyisobutène de Huile de Copra Polyisobutène PM=450 de PM=450 (80%) (20%) (60%) (40%) 5 Ester gras naturel Polyisobutène de Ester gras naturel Polyisobutène de ricinoléate PM=950 de ricinoléate de PM=950 (82,5 %) et, (80%) et, condensat condensat d'oxyéthylène d'oxyéthylène (12,5%) (5%) (10%) (10%) 6 Ester gras naturel Agent cohesif Ester de glycérol Agent cohésif de ricinoléate non ionique de et huile de ricin non ionique de (80%) et, type allwlamide éthoxylé type alkylamide condensat éthoxylé éthoxylé d'oxyéthylène (10%) (10%) (70%) (30%) Les compositions d'ensimage E 1 sont utilisées sous forme d'émulsion dans l'eau avec une concentration pondérale de 14 %. Les compositions E2 sont utilisées sous forme d'huile, sans addition d'eau. Les pourcentages indiqués en italique représentent la concentration pondérale du composé concerné dans le mélange huile lubrifiante/additif cohésif. Les fils ainsi traités présentent les propriétés suivantes rassemblées dans le tableau II TABLEAU IN Exemples 1 2 3 4 5 1 6 1 Titre en dtex/nb de brins 76/22 76/22 76/22 76/22 76/22 50/22 Taux total de dépôt d'ensimage en poids d'ensimage(g) pour 0,84 1,19 0,89 1,33 1,2 1,16 100 defil Taux de dépôt d'ensimage El 0,69 0,65 0,58 0,64 0,68 0,77 (1 dépôt) pour 100g de fil Taux de dépôt d'ensimage E2 0,15 0,54 0,31 0,69 0,52 0,39 (2 dépôt) pour 100g de fil Taux total d'additif cohésif 0,05 0,17 0,12 0,40 0,09 0,19 g/100g de fil ) Facteur de régularité du taux 0,14 0,34 0,11 0,34 0,26 0,18 total de dépôt en g/100g de fil Coefficient frictionnel 1,30 1,34 1,04 1,48 1,08 1,06 Facteur de régularité du 0,20 0,19 0,18 0,27 0,22 0,3 coefficient frictionnel Facteur de cohésion (FC ) en 17 19 23 19 22 30 noeuds / m de fil Facteur de cohésion après 5 5 6 5 5 15 application d'une tension de 50g en noeuds / m de fil IFA en nb de cycles 281000 289700 226700 50500 Intervention/métiers/h (IMH) 0,5 1,5 ~ 0,4 ~ 0,7 1,1 ~ 0,4 Ces exemples montrent l'influence des différents paramètres sur l'aptitude des fils à être tisser avec un IMH convenable. Ainsi, les fils des essais 2, 4 et 5 qui présentent soit un facteur de régularité de dépôt trop élevé, soit un coefficient frictionnel élevé, peuvent être tisser uniquement avec un taux d'intervention sur le métier élevé rendant leur exploitation industrielle impossible. REVENDICATIONS 1. Fil multifilamentaire à base de polyester tissable sans torsion ni encollage, caractérisé par le fait qu'il possède un facteur de cohésion (FC) supérieur ou égal à 15 noeuds/mètre, et un facteur de cohésion après application d'une tension de 50 g supérieur à 4 noeuds/mètre, un coefficient frictionnel dynamique fil/métal inférieur ou égal à 1,35 un facteur de régularité du coefficient frictionnel inférieur ou égale à 0,35 et un taux de dépôt total d'ensimage sur fil compris entre 0,4g et 1,5g pour 100g de fil associé à un facteur de régularité du taux de dépôt inférieur à 0,20 %. 2. Fil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il posséde un facteur de cohésion (FC) supérieur ou égal à 20. 3. Fil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le taux de dépôt d'ensimage sur fil est compris entre 0,8 et 1,2g pour 100g de fil. 4. Fil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensimage comprend au moins une huile lubrifiante et au moins un additif cohésif. 5. Fil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le taux d'additifcohésifdans l'ensimage est compris entre 5 et 40 % en poids. 6. Fil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un Indice de Flex Abrasion (IFA) supérieur à 40 000 cycles 7. Fil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'additif cohésif est choisi dans le groupe comprenant les composés présentant une pégosité naturelle et du type polyméthacrylates, polyesters, polyisobutènes de bas poids moléculaire ou composés non ioniques de type amine 8. Procédé pour l'obtention d'un fil multifilamentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, après l'extrusion, le fil subit un double dépôt d'ensimage et au moins un entrelacement, le premier dépôt étant réalisé avant l'entrelacement, le second dépôt étant réalisé avant le renvidage du fil. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le second dépôt est réalisé avec une composition d'ensimage contenant un additif cohésif. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la composition d'ensimage utilisée lors du second dépôt contient une huile lubrifiante. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que le premier dépôt est réalisé avec une composition d'ensimage comprenant une huile lubrifiante. 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que le premier dépôt est réalisé avec une composition d'ensimage comprenant une huile lubrifiante et un additif cohésif. 13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que la concentration en additif cohésif dans la composition d'ensimage utilisée lors du second dépôt est supérieur à celle de la composition utilisée lors du premier dépôt. 14. Procédé selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé par le fait que le premier dépôt et/ou le second dépôt sont réalisés avec une composition d'ensimage sous forme d'émulsion aqueuse. 15. Procédé selon l'une des revendications 8 à 14, caractérisé par le fàit que le premier dépôt etc'ou le second dépôt sont réalisés avec une composition d'ensimage sous forme d'huile. 16. Procédé selon l'une des revendications 8 à 15, caractérisé par le fit que le fil ou les filaments sont étirés avant l'entrelacement. 17. Procédé selon l'une des revendications 8 à 16, caractérisé en ce que la vitesse de renvidage est supérieure à 3000m/min. 18. Utilisation des fils selon l'une des revendications 1 à 7, dans les métiers à tisser, caractérisée par le fait qu'ils ne sont exempts d'encollage.