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EP0530119A1 - Fibres à base de mélanges pvc/pvc chloré possèdant des propriétés mécaniques améliorées et files de fibres de ténacité améliorée obtenus à partir de ces fibres - Google Patents

Fibres à base de mélanges pvc/pvc chloré possèdant des propriétés mécaniques améliorées et files de fibres de ténacité améliorée obtenus à partir de ces fibres Download PDF

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Publication number
EP0530119A1
EP0530119A1 EP92420282A EP92420282A EP0530119A1 EP 0530119 A1 EP0530119 A1 EP 0530119A1 EP 92420282 A EP92420282 A EP 92420282A EP 92420282 A EP92420282 A EP 92420282A EP 0530119 A1 EP0530119 A1 EP 0530119A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pvc
superchlorinated
fibers
mixture
filaments
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP92420282A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0530119B1 (fr
Inventor
Georges Achard
Claude Boeuf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhovyl SA
Original Assignee
Rhovyl SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhovyl SA filed Critical Rhovyl SA
Publication of EP0530119A1 publication Critical patent/EP0530119A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0530119B1 publication Critical patent/EP0530119B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/48—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polymers of halogenated hydrocarbons
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/08—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of halogenated hydrocarbons
    • D01F6/10—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of halogenated hydrocarbons from polyvinyl chloride or polyvinylidene chloride

Definitions

  • the present invention relates to filaments, yarns, monofilament fibers and other similar articles of synthetic material consisting of polyvinyl chloride and superchlorinated polyvinyl chloride. It relates more particularly to yarns and fibers of better mechanical qualities and yarns of fibers of better toughness obtained from these fibers.
  • the fibers thus obtained can withstand heat treatment temperatures that are higher the higher the percentage of superchlorinated polyvinyl chloride in the mixture, which results in a reduction in the residual thermal shrinkage.
  • high percentages of superchlorinated polyvinyl chloride significantly increase the cost price of the son and fibers obtained, all the more so since their production process is discontinuous, in particular the heat treatment for fixing.
  • French Patent No. 85,126 / 1,359,178 also recommends the use of mixtures of atactic polyvinyl chloride and superchlorinated polyvinyl chloride in proportion to 5 to 50% of the mixture and specifies that the fibers obtained can, after spinning and drawing, at instead of being stabilized under tension under the conditions indicated in the main patent, be directly shrunk by heating in an appropriate medium, for example boiling water.
  • an appropriate medium for example boiling water.
  • the aforementioned processing conditions only allow fibers with good properties to be obtained when the proportion of superchlorinated polyvinyl chloride is relatively large.
  • the toughness and elongation of the threads obtained are good thanks to the relatively large proportion of superchlorinated polyvinyl chloride: 20% by weight.
  • the difficulty with this type of atactic polyvinyl chloride and superchlorinated polyvinyl chloride mixture therefore consists, in fact, of finding a compromise making it possible to obtain fibers having the highest possible mechanical qualities for the lowest possible cost price.
  • the present invention relates to fibers based on a PVC / superchlorinated PVC mixture containing 17 to 20% of superchlorinated PVC, with strand strength ⁇ 2.3 dtex, a residual shrinkage after treatment in oil at 115 ° C. for 30 min (ASTM Standard D 210 262 T) ⁇ 6%.
  • the present invention also relates to a process for obtaining fibers based on a mixture of atactic polyvinyl chloride and superchlorinated polyvinyl chloride, in a proportion of 17 to 20% by weight of superchlorinated PVC, by spinning a solution of the mixture of polymer in a solvent mixture carbon sulfide / acetone 60/40 in a manner known per se, drawing of the filaments in boiling water at a rate between 3 and 6 X, continuous stabilization of the filaments under tension at a temperature between 125 and 140 ° C, preferably 130-135 ° C in the presence of steam at a pressure of 2.7 to 2.8 bar for 1 to 3 seconds, then mechanical or pneumatic crimping of the cable thus obtained in known manner and fixing treatment at temperature> 100 ° C. in the presence of pressurized steam, continuously, then shrinking in a known manner in boiling water or by any suitable means, then drying in a known manner continuously and cutting under form of fibers.
  • the present invention also relates to yarns of fibers obtained from the fibers described above, having good toughness, finer strands than those obtained hitherto and better workability of textiles, in particular in weaving.
  • the fibers according to the invention it is possible with the fibers according to the invention to obtain yarns of fibers of metric number (NM) 50 (20 tex) which was not possible until then because the titles of the PVC / superchlorinated PVC fibers were too high to obtain yarns of sufficiently fine fibers.
  • NM 20 50 tex
  • the yarns of fibers have a toughness of at least 10 or 13 CN / tex which allows them to be woven at high speed.
  • the term “atactic polyvinyl chloride” is understood to mean essentially the vinyl chloride homopolymer having a second order transition temperature generally between 65 and 85 ° C.
  • Polyvinyl chloride is predominantly constituted by the atactic isomer form, that is to say that it is a polymer whose chlorine and hydrogen atoms are predominantly located randomly on both sides of the chain constituting the skeleton of the molecule. Therefore, such a poymer is normally of a non-crystallizable nature.
  • Such a polymer is most commonly obtained in the least costly manner by known techniques of bulk polymerization, suspension or emulsion at temperatures generally above 0 ° C, more generally between 20 and 60 ° C or even more.
  • the superchlorinated polyvinyl chloride usable according to the present invention can be obtained for example, by chlorination of a suspension of polyvinyl chloride in the presence of actinic light, or by chlorination at high temperature, or in the presence of active chemical radiation; it generally has a second order transition temperature of at least 100 ° C.
  • the staple fibers according to the present invention have mechanical properties and thermal resistance never obtained until now, thanks to a selection of different elements.
  • This state of crystallinity is further improved by subsequent heat treatments, namely drawing in boiling water at temperatures between 85 and 100 ° C, at a rate between 3 and 6 X, preferably 3.5 - 5 X.
  • the drawing of the filaments according to the present invention is generally preceded by preheating, for example in water, at temperatures between 60 and 100 ° C, more generally between 75 and 85 ° C.
  • preheating for example in water
  • the actual stretching can be carried out in 1 or 2 stages, but it is preferred to gradually raise the temperature of the filaments by preheating, pre-stretching for example in a bath, the water of which can be maintained between 70 and 95 ° C. then continuous stretching at a temperature slightly higher than that of the pre-stretching, preferably between 85 and 100 ° C or overall stretching indicated above.
  • preheating pre-stretching for example in a bath, the water of which can be maintained between 70 and 95 ° C.
  • continuous stretching at a temperature slightly higher than that of the pre-stretching, preferably between 85 and 100 ° C or overall stretching indicated above.
  • an overall drawing rate of 6 it is easier to limit the drawing of the filaments just after the die, by adjusting the speed of the take-up roller
  • the filaments thus stabilized are crimped by any known mechanical or pneumatic means, for example by means of a nozzle such as that described in French patent No. 83329 addition to FR No. 1,289,491.
  • a nozzle such as that described in French patent No. 83329 addition to FR No. 1,289,491.
  • the filaments are treated by saturated steam at a temperature between 110 and 130 ° C and are simultaneously shrunk and crimped which allows better textile workability later.
  • the crimping thus produced must be set at high temperature, generally between 110 and 120 ° C, in the presence of steam under pressure for at least 20 seconds, preferably at least 30 seconds, and preferably continuously.
  • the permanently crimped filaments are then dried in the usual way, generally at a temperature in the region of 100 ° C.
  • the process according to the present invention can be carried out completely continuously from the drawing or even from the dissolution of the polymers until the final yarns or fibers are obtained. Therefore, it is easy to carry out industrially economically.
  • the polymers or solutions spun according to the present application can contain usual fillers such as stabilizers with regard to light, heat, brighteners, pigments, dyes capable of improving some of their properties such as their color, dye affinity, thermal and light stability, electrical resistivity ...
  • the fracture toughness values and the elongation at break are improved, which makes it possible to obtain much more efficient yarns of fibers, of improved wearability. They can also be used for the production of knits, non-woven articles, alone or in mixtures with other fibers and can in particular undergo all the usual washing and dry cleaning treatments under appropriate conditions.
  • Said yarns and fibers according to the invention are also particularly appreciated in the textile field because of certain properties inherent in the composition of the mixtures: non-flammability, resistance to light, chemical inertness and power of thermal, electrical and acoustic insulation.
  • a polymer solution of concentration 28% by weight is prepared in a solvent mixture of carbon disulphide / acetone at 60/40 by volume.
  • the solution thus obtained is filtered and, while being maintained at approximately 70 ° C., is spun through a die having 908 orifices of 0.06 mm in diameter in a dry spinning cell allowing the continuous recovery of the solvent mixture such as described in French patent n ° 913 927.
  • the filaments are then preheated in a water bath maintained at 80 ° C and then drawn a first time in a water bath maintained at 85 ° C at a rate of 3.15 X , then stretched a second time in a second water bath maintained at 100 ° C at a rate of 1.2 X (total rate 3.78 X).
  • the filaments are then stabilized continuously under tension in a tube containing saturated steam at 125 ° C under a pressure of 2.32 bar, the inlet and outlet speeds of the filaments being strictly identical, and the residence time in the tube being 2 seconds.
  • the filaments are then subjected to mechanical crimping and free shrinking in a nozzle as described in French Patent No. 83,329 addition to FR No. 1,289,491 at 120 ° C in the presence of water vapor.
  • the filament cable is then vaporized in a device known commercially under the brand name Tow Fix from the lich Anonyme Serracant, continuously, at a temperature of 110 ° C. for 30 seconds, the cable being treated in a densified form at the rate of 450 kg / m3. It is then dried in the usual way in an oven at 105 ° C and will be cut to obtain staple fibers in the usual way.
  • Example 1 is reproduced with the exception of the fixing treatment which is carried out under tension in the presence of steam at 130 ° C., under a pressure of 2.7 bars.
  • the characteristics of the fibers obtained are shown in Table 1.
  • Example 1 is reproduced with the exception of the fixing treatment which is carried out under tension in the presence of steam at 135 ° C., under a pressure of 3 bars.
  • the characteristics of the fibers are listed in the table below; the tests corresponding to examples 1 to 3 were carried out compared to control fibers obtained according to French patent n ° 2 495 642 from a PVC / PVC mixture superchlorinated at 17.5% or PVC superchlorinated in a sulfur mixture of carbon / acetone 50/50, spun and drawn in the same way, the filaments being subjected to a thermal fixing treatment in the presence of water vapor carried out at 113 ° C, under a pressure of 1.7 bars, then crimped in a nozzle as shown in Example 1 and dried at 105 ° C.
  • Example 2 Example 3
  • Example 3 Witness title to the strand 2.3 2.26 2.22 2.7 residual shrinkage 115 ° C in oil% 6 5.1 4.2 12 tenacity CN / tex 21.8 22.3 22.9 18 elongation% 36 34 31 65
  • the shrinkage constraint which expresses the degree of orientation of the yarns is measured by means of a retractometer: the samples of filaments of length 4 cm, assembled in the form of test pieces of 400 dtex on average (each test being carried out on two test pieces) are subjected, after each of the different stages of drawing, stabilization and finally of shrinking, to a temperature rise of 1 ° C per minute, from 30 ° C to 170 ° C.
  • the retraction force expressed in 10 ⁇ 2 g / dtex is measured on each test piece as a function of the temperature.
  • This withdrawal constraint or withdrawal force in each case passes through a maximum at a certain temperature. It is this maximum withdrawal force which represents the molecular orientation characteristic of the products, which is designated by withdrawal constraint.
  • a fiber whose titer has been determined is subjected to a tensile test until it reaches a fully relaxed state (detection on the force / elongation curve).
  • yarns of fibers are prepared, the characteristics of which are as follows: the invention NM 20 witness the invention NM 50 witness Title (tex) 51.81 52.1 19.65 impossible to achieve NM 19.30 19.19 50.88 CV Uster% 9.57 12.19 15.10 - Imperfections over 1000m: - fine points 0 0 27 - - big dots 2 10 43 - - buttons 3 6 68 - breaking force (cN) 696 416.8 208.4 - CV breaking force 6.14 18.8 10.36 - Elongation at break % 26.7 29.3 21.25 - Fracture toughness cN / tex 13.4 8 11.43 -

Landscapes

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Abstract

Fibres coupées à base d'un mélange PVC atactique/PVC surchloré à raison de 17 à 20 % de PVC surchloré caractérisées par le fait qu'elles possèdent un titre au brin <= 2,3 dtex et un retrait résiduel après traitement dans l'huile à 115°C pendant 30 min selon la norme ASTM D 210262 T <= 6 %. De telles fibres conviennent pour l'obtention de filés de fibres de titre plus faible et suffisamment résistants pour être utilisés sur des machines de tissage à grande vitesse.

Description

  • La présente invention concerne des filaments, fils, fibres monofilaments et autres articles similaires en matière synthétique constitués de polychlorure de vinyle et de polychlorure de vinyle surchloré. Elle concerne plus particulièrement des fils et fibres de meilleures qualités mécaniques et des filés de fibres de meilleure ténacité obtenus à partir de ces fibres.
  • Il est déjà connu selon le brevet français 1 359 178 de préparer des fils et fibres constitués de mélanges de polychlorure de vinyle ordinaire et polychlorure de vinyle surchloré, ce dernier étant présent en proportion comprise entre 5 % et 80 %, de préférence au moins 10 % .
  • Les fibres ainsi obtenues peuvent supporter des températures de traitement thermique d'autant plus élevées que le pourcentage en polychlorure de vinyle surchloré dans le mélange est élevé, ce qui a pour conséquence une diminution du retrait thermique résiduel. Par contre, des pourcentages élevés en polychlorure de vinyle surchloré augmentent de manière importante le prix de revient des fils et fibres obtenus, ceci d'autant plus que leur procédé d'obtention est discontinu, en particulier le traitement thermique de fixation.
  • Le brevet français n° 85.126/1.359.178 préconise également l'utilisation de mélanges de polychlorure de vinyle atactique et chlorure de polyvinyle surchloré en proportion de 5 à 50 % du mélange et précise que les fibres obtenues peuvent, après filage et étirage, au lieu d'être stabilisées sous tension dans les conditions indiquées dans le brevet principal, être directement rétractées par chauffage dans un milieu approprié, par exemple l'eau bouillante. Mais, en pratique, les conditions de traitement précitées ne permettent l'obtention de fibres de bonnes propriétés que lorsque la proportion de polychlorure de vinyle surchloré est relativement importante. Dans l'exemple unique de ce brevet, les ténacités et allongements des fils obtenus sont bons grâce à la proportion relativement importante en polychlorure de vinyle surchloré : 20 % en poids. Par contre pour des teneurs en polychlorure de vinyle surchloré inférieures et des taux d'étirage moindres, de telles qualités son impossibles à obtenir par rétraction directe dans l'eau bouillante. Au delà de 20 % en poids de polychlorure de vinyle surchloré, si les qualités mécaniques des fibres sont bien meilleures, leur prix de revient augmente aussi en conséquence.
  • La difficulté avec ce type de mélange polychlorure de vinyle atactique et polychlorure de vinyle surchloré consiste donc, en fait, à trouver un compromis permettant d'obtenir des fibres possédant les qualités mécaniques les plus élevées possibles pour le prix de revient le plus faible possible.
  • Il a également été trouvé selon le brevet français n° 2.495.646 des fils et fibres à base d'un mélange PVC/PVC chloré, minoritaire en PVC chloré, par exemple entre 16 et 20 % présentant déjà des caractéristiques mécaniques améliorées, mais dont la résistance est toutefois insuffisante pour l'obtention de filés de fibres capables d'être utilisés sur les machines à tisser modernes, à grande vitesse. Les filés des fibres obtenus à partir des fibres décrites dans brevet français 2.495.646 sont utilisables seulement sur les machines à tisser à basse vitesse ou doivent être retordus pour l'obtention de retors à partir de 2 filés de fibres de manière à posséder la résistance suffisante pur passer sur les machines à tisser grande vitesse.
  • Pour l'industrie textile avale, une telle utilisation possède un faible intérêt économique compte-tenu de l'augmentation des vitesses des machines à tisser modernes.
  • Par ailleurs les fibres obtenus selon le brevet français 2.495.646 possèdent une frisure insuffisante et non permanente, ne permettant pas leur passage à la carde.
  • Il a maintenant été trouvé des fibres à base de PVC/PVC surchloré possédant des caractéristiques mécaniques supérieures à celles de l'art antérieur connu, un titre plus fin, une frisure permanente, convenant pur l'obtention de filés de fibres de titre plus faible et suffisamment résistants pour être utilisés sur des machines de tissage à grande vitesse sans passer par la préparation onéreuse d'un retors.
  • Plus particulièrement la présente invention concerne des fibres à base d'un mélange PVC/PVC surchloré contenant 17 à 20 % de PVC surchloré, de titre au brin ≦ 2,3 dtex, un retrait résiduel après traitement dans l'huile à 115°C pendant 30 min (Norme ASTM D 210 262 T) ≦ 6 % .
  • De tels fils possèdent en outre
    • un module d'élasticité ≧ 4 = KN/mm², de préférence ≧ 5 KN/mm²,
    • un allongement à la rupture ≦ 36 %, de préférence ≦ 34 %,
    • une ténacité à la rupture ≧ 21,5 cN/tex, de préférence ≧ 22 ou même plus.
  • La présente invention concerne également un procédé pour l'obtention de fibres à base de mélange de polychlorure de vinyle atactique et polychlorure de vinyle surchloré, à raison de 17 à 20 % en poids de PVC surchloré, par filage d'une solution du mélange de polymère dans un mélange solvant sulfure de carbone/acétone 60/40 de manière connue en soi, étirage des filaments dans l'eau bouillante à un taux compris entre 3 et 6 X, stabilisation en continu des filaments sous tension à une température comprise entre 125 et 140°C, de préférence 130-135°C en présence de vapeur d'eau sous une pression de 2,7 à 2,8 bar pendant 1 à 3 secondes, puis frisage mécanique ou pneumatique du cable ainsi obtenu de manière connue et traitement de fixation à température > 100°C en présence de vapeur d'eau sous pression, en continu, puis rétraction de manière connue dans l'eau bouillante ou selon tout moyen approprié, puis séchage de manière connue en continu et coupe sous forme de fibres.
  • La présente invention concerne également les filés de fibres obtenus à partir des fibres décrites ci-dessus, possédant une bonne ténacité, des titres au brin plus fins que ceux obtenus jusque là et une meilleure travaillabilité textile, en particulier en tissage.
  • En particulier, il est possible avec les fibres selon l'invention d'obtenir des filés de fibres de numéro métrique (NM) 50 (20 tex) ce qui n'était pas possible jusque là car les titres des fibres PVC/PVC surchlorés étaient trop élevés pur obtenir des filés de fibres suffisamment fins. Pour les filés de fibres plus gros, par exemple de NM 20 (50 tex) il était possible d'obtenir des filés de fibres mais leur ténacité étaient insuffisante. Selon l'invention, les filés de fibres ont une ténacité d'au moins 10 ou 13 CN/tex ce qui permet leur tissage à grande vitesse.
  • On entend par polychlorure de vinyle atactique essentiellement l'homopolymère de chlorure de vinyle ayant une température de transition de second ordre comprise généralement entre 65 et 85°C. Le polychlorure de vinyle est constitué de façon prédominante par la forme isomère atactique, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un polymère dont les atomes de chlore et d'hydrogène sont en majorité situés au hasard des deux côtés de la chaîne constituant le squelette de la molécule. De ce fait, un tel poymère est normalement d'une nature non cristallisable. Un tel polymère est obtenu le plus couramment de la manière la moins onéreuse par les techniques connues de polymérisation en masse, suspension ou émulsion à des températures généralement supérieures à 0°C, plus généralement comprises entre 20 et 60°C ou même plus.
  • Le polychlorure de vinyle surchloré utilisable selon la présente invention peut être obtenu par exemple, par chloration d'une suspension de polychlorure de vinyle en présence de lumière actinique, ou par chloration à haute température, ou en présence de rayonnements chimiques actifs ; il possède généralement une température de transition du second ordre d'au moins 100°C.
  • Les fibres discontinues selon la présente invention présentent des propriétés mécaniques et une tenue thermique jamais obtenues jusque là, grâce à une sélection de différents éléments. D'abord la teneur en PVC surchloré dans le mélange PVC/PVC surchloré, comprise entre 17 et 20 %, de préférence 18 à 20 %, associée à l'utilisation du mélange solvant sulfure de carbone/acétone dans une proportion précise 60/40 environ permet d'atteindre un meilleur état de cristallinité du mélange polymère. Cet état de cristallinité est encore amélioré par les traitements thermiques ultérieurs, à savoir l'étirage dans l'eau bouillante à des températures comprises entre 85 et 100°C, à un taux compris entre 3 et 6 X, de préférence 3,5 - 5 X.
  • L'étirage des filaments selon la présente invention est généralement précédé par un préchauffage, par exemple dans l'eau, à des températures comprises entre 60 et 100°C, plus généralement entre 75 et 85°C. Un moyen pratique consiste à utiliser un bain d'eau chauffé. L'étirage proprement dit peut être effectué en 1 ou 2 stades, mais on préfère élever progressivement la température des filaments par préchauffage, préétirage par exemple dans un bain dont l'eau peut être maintenue entre 70 et 95°C puis étirage en continu à une température un peu plus élevée que celle du préétirage, de préférence entre 85 et 100°C ou d'étirage global indiqué ci-dessus. Pour pouvoir obtenir un taux d'étirage global de 6, il est plus facile de limiter l'étirage des filaments juste après la filière, par réglage de la vitesse des rouleaux de reprise.
  • Un second traitement thermique que les filaments subissent contribuent à fixer la structure des filaments et à leur conférer leur bonnes propriétés en particulier le retrait dans l'huile à 115°C ≦ 6 %, de préférence à 5 %, et à permettre l'obtention des titres au brin ≦ 2,3 dtex, de préférence ≦ 2,25. Grâce à un meilleur état cristallin, ce traitement peut être réalisé à des températures plus élevées que celles supportées habituellement par les mélanges de PVC/PVC surchloré.
  • Il est effectué en présence de vapeur d'eau, sous pression de 1,3 à 3,6 bars de préférence 2,7 à 3 bars, à une température comprise entre 120 et 140°C, de préférence 130 - 135°C pendant 1 à 3 secondes.
  • Les filaments ainsi stabilisés sont frisés par tout moyen mécanique ou pneumatique connu, par exemple au moyen d'une buse telle que celle décrite dans le brevet français n° 83329 addition au FR n° 1 289 491. Dans une telle buse les filaments sont traités par de la vapeur d'eau saturante à une température comprise entre 110 et 130°C et sont simultanément rétractés et frisés ce qui permet une meilleure travaillabilité textile ultérieure.
  • Pour devenir permanent, et faciliter le passage à la carde par exemple, le frisage ainsi réalisé doit être fixé à haute température, généralement comprise entre 110 et 120°C, en présence de vapeur sous pression pendant au moins 20 secondes, de préférence au moins 30 secondes, et de préférence en continu.
  • On peut utiliser par exemple un appareil du commerce connu sous la marque Towfix commercialisé par la S.A. Serracant, qui comporte un tambour fermé rotatif sur lequel s'entassent le câble de filaments frisés, lesquels sont traités à la température élevée désirée et en continu pour que le procédé soit industrialisable.
  • Les filaments frisés de manière permanente sont ensuite séchés de manière habituelle, généralement à une température voisine de 100°C.
  • Le procédé selon la présente invention peut être réalisé totalement en continu depuis l'étirage ou même depuis la dissolution des polymères jusqu'à l'obtention des fils ou fibres définitifs. De ce fait, il est facile à réaliser industriellement de manière économique.
  • Les polymères ou solutions filées selon la présente demande peuvent contenir des charges habituellles telles que des stabilisants vis-à-vis de la lumière, de la chaleur, azurants, pigments, colorants susceptibles d'améliorer certaines de leurs propriétés telles que leur couleur, l'affinité tinctoriale, la stabilité thermique et à la lumière, la résistivité électrique ...
  • Un tel procédé conduit à des fibres de caractéristiques mécaniques meilleures que celles de fils à base de mélanges polychlorure de vinyle/polychlorure de vinyle chloré obtenus selon le brevet français 2 495 646.
  • Outre le retrait thermique et les faibles titres, les valeurs de ténacité à la rupture, et l'allongement à la rupture sont améliorées ce qui permet l'obtention des filés de fibres beaucoup plus performants, de tissabilité améliorée. Ils sont également utilisables pour la réalisation de tricots, articles non tissés, seuls ou en mélanges avec d'autres fibres et peuvent en particulier subir tous les traitements habituels de lavage et nettoyage à sec dans des conditions appropriées.
  • Lesdits fils et fibres selon l'invention sont en outre particulièrement appréciés dans le domaine textile en raison de certaines propriétés inhérentes à la composition des mélanges : ininflammabilité, résistance à la lumière, inertie chimique et pouvoir d'isolation thermique, électrique et acoustique.
  • Les exemples qui suivent, dans lesquels les parties s'entendent en poids, sont donnés à titre indicatif mais non limitatif.
    • EXEMPLE 1
  • On prépare une solution de polymère de concentration 28 % en poids, dans un mélange solvant sulfure de carbone/acétone à 60/40 en volume.
  • Le polymère est constitué d'un mélange de :
    • 80 % en poids de polychlorure de vinyle à prédominance atactique (indice AFNOR : 120 - selon la norme AFNOR T 51-013 - taux de chlore 56,5 %) et,
    • 20 % de polychlorure de vinyle surchloré possédant un taux de chlore de 69 % et un indice AFNOR de 110.
  • La solution ainsi obtenue est filtrée et, tout en étant maintenue à 70°C environ, est filée à travers une filière comportant 908 orifices de 0,06 mm de diamètre dans une cellule de filage à sec permettant la récupération continue du mélange solvant telle que décrite dans le brevet français n° 913 927. Les filaments sont ensuite préchauffés dans un bain d'eau maintenu à 80°C puis étirés une première fois dans un bain d'eau maintenu à 85°C à un taux de 3,15 X, puis étirés une seconde fois dans un second bain d'eau maintenu à 100°C à un taux de 1,2 X (taux total 3,78 X). Les filaments sont ensuite stabilisés en continu sous tension dans un tube contenant de la vapeur saturée à 125°C sous une pression de 2,32 bars , les vitesses d'entrée et de sortie des filaments étant rigoureusement identiques, et le temps de séjour dans le tube étant de 2 secondes.
  • Les filaments subissent ensuite un frisage mécanique et une rétraction libre dans une buse telle que décrite dans le brevet français n° 83 329 addition au FR n° 1 289 491 à 120°C en présence de vapeur d'eau.
  • Le cable de filaments est ensuite vaporisé dans un appareil connu dans le commerce sous la marque Tow Fix de la Société Anonyme Serracant, en continu, à une température de 110°C pendant 30 secondes, le cable étant traité sous une forme densifiée à raison de 450 kg/m³. Il est ensuite séché de manière habituelle dans un four à 105°C et sera coupé pour l'obtention de fibres discontinues de manière habituelle.
  • Les résultats de fibres obtenues sont réunis dans le tableau 1 ci-après.
    • Exemple 2
  • L'exemple 1 est reproduit à l'exception du traitement de fixation qui est réalisé sous tension en présence de vapeur d'eau à 130°C, sous une pression de 2,7 bars. Les caractéristiques des fibres obtenues sont indiquées dans le tableau 1.
    • Exemple 3
  • L'exemple 1 est reproduit à l'exception du traitement de fixation qui est réalisé sous tension en présence de vapeur d'eau à 135°C, sous une pression de 3 bars. Les caractéristiques des fibres sont consignées dans le tableau ci-après ; les essais correspondant aux exemples 1 à 3 ont été réalisés comparativement à des fibres témoin obtenues selon le brevet français n° 2 495 642 à partir d'un mélange PVC/PVC surchloré à raison de 17,5 % ou PVC surchloré dans un mélange sulfure de carbone/acétone 50/50, filées et étirées de la même manière, les filaments étant soumis à un traitement de fixation thermique en présence de vapeur d'eau réalisé à 113°C, sous une pression de 1,7 bars, puis frisés dans une buse de la manière indiquée dans l'exemple 1 et séchés à 105°C. TABLEAU 1
    Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 Témoin
    titre au brin 2,3 2,26 2,22 2,7
    retrait résiduel 115°C dans l'huile % 6 5,1 4,2 12
    tenacité CN/tex 21,8 22,3 22,9 18
    allongement % 36 34 31 65
    module de Young KN/m2 5,2 5,35 5,41 2,8
    contrainte de retrait 10⁻² g/dtex 2,4 2,5 2,6 1,5
    embuvage sortie buse % 4 3 2 2
    embuvage final % 15 13 11 11
  • La contrainte de retrait qui exprime le degré d'orientation des filés est mesuré au moyen d'un rétractomètre : les échantillons de filaments de longueur 4 cm, assemblés sous forme d'éprouvettes de titre 400 dtex en moyenne (chaque essai étant effectué sur deux éprouvettes) sont soumis, après chacune des différentes étapes d'étirage, de stabilisation et enfin de rétraction, à une élévation de température de 1°C par minute, de 30°C à 170°C. On mesure la force de rétraction exprimée en 10⁻² g/dtex sur chaque éprouvette en fonction de la température. Cette contrainte de retrait ou force de retrait passe dans chaque cas par un maximum à une certaine température. C'est cette force de retrait maximale qui représente la caractéristique d'orientation moléculaire des produits, que l'on désigne par contrainte de retrait.
    • Embuvage (ou taux de frisure) déterminé sur INSTRON 1122 :
  • Une fibre dont on a déterminé le titre est soumise à un essai de traction jusqu'à ce qu'elle atteigne un état complètement défrisé, (détection sur la courbe force/allongement).
  • Sur cette courbe, certains points sont relevés pour le calcul des valeurs suivantes : Embuvage % = Longueur défrisée - Longueur frisée Longueur défrisée x 100
    Figure imgb0001
  • A partir des fibres obtenues selon l'exemple 2 on prépare des filés de fibres dont les caractéristiques sont les suivantes :
    l'invention NM 20 témoin l'invention NM 50 témoin
    Titre (tex) 51,81 52,1 19,65 impossible à réaliser
    NM 19,30 19,19 50,88
    CV Uster % 9,57 12,19 15,10 -
    Imperfections sur 1000m:
    - points fins 0 0 27 -
    - points gros 2 10 43 -
    - boutons 3 6 68 -
    force de rupture (cN) 696 416,8 208,4 -
    CV force de rupture 6,14 18,8 10,36 -
    Allongement à la rupture % 26,7 29,3 21,25 -
    Ténacité à la rupture cN/tex 13,4 8 11,43 -

Claims (8)

  1. Fibres coupées à base d'un mélange PVC atactique/PVC surchloré à raison de 17 à 20 % de PVC surchloré caractérisées par le fait qu'elles possèdent un titre au brin ≦ 2,3 dtex et un retrait résiduel après traitement dans l'huile à 115°C pendant 30 min selon la norme ASTM D 210262 T ≦ 6 %.
  2. Fibres coupées selon la revendication 1 caractérisées par le fait qu'elles possèdent un allongement à la rupture ≦ 36 %.
  3. Fibres coupées selon la revendication 1 caractérisées par le fait qu'elles possèdent une ténacité de rupture ≧ 21,5 CN/tex.
  4. Fibres coupées selon la revendication 1 caractérisées par le fait qu'elles possèdent un module d'élasticité ≧ 4 KN/mm².
  5. Procédé pour l'obtention de fibres coupées selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on file par un procédé de filage à sec de manière connue une solution d'un mélange PVC/PVC surchloré à raison de 17-20 % de PVC surchloré dans un mélange solvant sulfure de carbone/acétone en proportion d'environ 60/40 en volume, que l'on étire les filaments dans l'eau bouillante à un taux compris entre 3 et 6 X, qu'on les stabilise en continu sous tension à une température comprise entre 125 et 140°C en présence de vapeur d'eau sous pression absolue de 2,3 à 3,6 bar pendant 1 à 3 secondes, que l'on frise mécaniquement le cable ainsi obtenu de manière connue, que l'on fixe en continu le frisage à une température ≧ 100°C en présence de vapeur d'eau sous pression, les filaments étant ensuite rétractés puis séchés de manière habituelle, en continu et coupés de manière connue.
  6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé par le fait que les filaments sont stabilisés sous pression à une température comprise entre 130 et 135°C sous une pression absolue comprise entre 2,7 et 3 bar.
  7. Procédé selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le frisage est fixé à une température comprise entre 110 et 125°C.
  8. Filés de fibres à base de fibres issues de mélanges PVC/PVC surchloré contenant 17-20 % de PVC surchloré possédant un numéro métrique ≧ 20 et une ténacité de rupture ≧ 10 CN/tex.
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