FR2624887A1 - Procede de fabrication de fibres de polyester par filage - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication de fibres de polyester. Elle se rapporte à un procédé dans lequel une filière 1 forme des filaments 2 qui pénètrent dans un appareil 3 de refroidissement par un liquide et qui subissent ensuite, entre des cylindres 5, 8 un étirage et un traitement thermique avant d'être enroulés. De cette manière, les filaments obtenus sont très orientés et ont cependant une faible cristallinité. Leur résistance mécanique et leur module de traction sont particulièrement élevés. Application à la fabrication des filaments pour armature de pneumatique.

Description

La présente invention concerne un procédé de fabri-

cation de fibres de polyester ayant d'excellentes pro-

priétés de résistance à la traction.

Les fibres de polyester fabriquées selon l'invention peuvent être utilisées comme matériaux industriels, en particulier comme matériau d'armature de pneumatiques, de courroies, etc. On sait, d'après l'article de Kobunshi Ronbunshu (vol. 42, p. 159-166, 1985) que des fibres de polyester de faible densité et très orientées peuvent être obtenues par étirage à une température inférieure à la température de

transition vitreuse du polyester.

On sait aussi d'après le brevet japonais

n 169 513/83 que, dans la fabrication des fils de téré-

phtalate de polyethylène amorphe filés à grande vitesse,

utilisés pour la fabrication des fils textures, les fila-

ments extrudés sont refroidis dans un bain'de liquide placé

sous la filière.

On sait aussi, d'après le brevet japonais n 210 590/83, que des filaments de polyester de faible densité et très orientés peuvent être obtenus par étirage à

l'aide de faisceaux laser, et que les filaments de poly-

ester de faible densité et très orientés peuvent avoir des propriétés de résistance à la traction qui sont augmentées

à la suite d'un traitement thermique des filaments.

Le procédé précité, connu parmi les techniques clas-

siques, présente certains inconvénients au point de vue de

la productivité, des propriétés obtenues et du coût d'ins-

tallation. Par exemple, dans le cas du procédé décrit dans l'article de Kobunshi Ronbunshu, 42, 159, 1985, les fibres très orientées de polyester de faible densité étirées à une température inférieure à la température de transition vitreuse doivent être filées à une vitesse inférieure à celle à laquelle l'orientation induit une cristallisation,

et nécessitent un énorme appareil d'étirage pour la produc-

tion industrielle. Cela correspond à une faible producti-

vité et un coût élevé d'installation. En outre, les pro-

priétés de résistance à la traction du fil obtenu par ce procédé ne sont pas suffisantes pour les applications industrielles. Dans le cas du brevet japonais n 169 513/83, ce procédé concerne la fabrication de fils textures qui ont de

propriétés élevées de retrait. Inévitablement, les pro-

priétés de traction ne sont pas suffisante pour une appli-

cation industrielle. En butre, la vitesse d'enroulement est supérieure à 5 000 m/min. Cela signifie des coûts très

élevés d'installation.

Dans le cas du brevet japonais n 210 590/83, le procédé décrit met en oeuvre la puissance d'un laser pour l'étirage afin que des filaments très orientés de polyester de faible densité soient obtenus. Le laser utilisé dans ce

procédé doit avoir une très grande puissance. et cet appa-

reillage est énorme, très coûteux et très dangereux. En

outre, un traitement thermique supplémentaire est néces-

saire pour l'obtention d'un faible retrait, nécessaire dans

les applications industrielles.

On a constaté que, dans le cas des filaments très orientés de polyester peu cristallin destinés à étre soumis à un étirage selon l'invention, lorsque les filaments ont été enroulés, une relaxation des contraintes apparait sur

le bobine d'enroulement, et il existe une différence consi-

dérable entre les deniers des fils des couches externes et des couches internes formées sur la bobine. Ceci provoque l'apparition d'un plus faible degré d'orientation dans les filaments, des couches internes vers les couches externes et, même après étirage et traitement thermique de ces fils, les fibres obtenues ont des propriétés physiques de moins

en moins bonnes vers les couches externes.

La présente invention a pour objet la résolution des

problèmes précités et elle concerne un procédé de fabrica-

tion de fibres de polyester ayant d'excellentes propriétés de résistance à la traction, avec une productivité élevée, obtenues dans un appareil peu encombrant, permettant la fabrication de filaments très orientés de polyester de faible densité à l'aide d'un appareil peu encombrant ayant une productivité élevée et ayant de bonnes conditions' de fonctionnement, l'opération étant suivie immédiatement d'un étirage sans enroulement. En résumé, la présente invention concerne un procédé' de fabrication de fibres de polyester qui comprend le filage à l'état fondu de téréphtalate de polyéthylene afin que des filaments trés orientés et peu cristallins soient

formés et,' au stade du filament filé, possedent une biré-

fringence (An) et une densité (D) comprises dans les plages (a) et (b) indiquées dans la suite, puis, sans enroulement, l'application immédiate aux filaments d'un étirage et d'un traitement thermique entre des premiers cylindres d'étirage

et des seconds cylindres d'étirage, avec un rapport d'éti-

rage (RE) donné par les relations suivantes: An 2 5D - 6,64 (a) An k 0, 100 (b) 2,0 > RE > 1,0 (c)

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un diagramme de diffraction des rayons X sur un grand angle de fibres étirées de polyester orientées et cristallisées; la figure 2 est un diagramme de diffraction des rayons X sur un grand angle représentant des fibres étirées de polyester qui sont très orientées mais ont une structure amorphe la figure 3 est un schéma illustrant le procédé de fabrication selon l'invention; la figure 4(A) est un schéma représentant des franges d'interférence d'un filament brut de filage selon l'invention, observées au microscope interférentiel; la figure 4(B) est un schéma de la coupe du filament de la figure 4(A);

la' figure 5 est une coupe d'un appareil de refroi-

dissement par un liquide utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention;

la figure 6 représente la relation entre la biré-

fringence et la densité des filaments bruts de filage d'exemples, d'exemples de référence et d'exemples compara- tifs, les références E, R et C désignant respectivement des exemples de l'invention, les exemples de référence et les exemples comparatifs; et la figure 7 est un schéma illustrant un procédé de

filament-étirage selon l'invention.

L'invention se caractérise en ce que de nouveaux filaments de polyester et en particulier des filaments de polyester qui sont très orientés mais qui ont une structure peu cristalline, sont étirés immédiatement après filage,

sans enroulement intermédiaire.

On sait que les fibres de polyester ont par exemple un degré élevé de cristallinité, une température élevée de

fusion et d'excellentes propriétés de résistance à la cha-

leur, de résistance aux produits chimiques, de résistance à la lumière et de résistance mécanique. D'autre part, les fibres de polyester qui sont très orientées mais ont une

très faible cristallinité, sont extrêmement rares.

Les polyesters qui forment les filaments de poly-

ester selon l'invention sont essentiellement composés de motifs téréphtalate d'éthylène, et ils sont habituellement

des polyesters contenant 85 moles % ou plus de motifs-'téré-

phtalate d'éthylène ou homppolyesters, ou des mélanges de ces polyesters. Parmi les constituants copolynmères autres que l'acide téréphtalique et l'éthylèneglycol, ont peu

citer l'acide isophtalique, l'acide 2,6-napthalènedicar-

boxylique, l'acide adipique, l'acide sébacique, l'acide

oxalique, le diéthylèneglycol, le propylèneglycol, le cy-

clohexanediméthanol, l'acide p-oxybenzoïque, les sels mé-

talliques de l'acide 3,5-di(carbométhoxy)benzènesulfonique, ou les dérivés de ces composés. Cependant, il ne sont pas

limités aux exemples particuliers précités.

Les filaments qui doivent être soumis à un étirage selon l'invention correspondent à la formule précitée (a) qui indique la relation entre l'indice de biréfringence (An) (paramètre du degré d'orientation) et la densité (D)

(paramètre de cristallinité) et, simultanément, ils corres-

pondent à la formule (b) qui concerne la biréfringence (An). Lorsque la condition (a) n'est pas remplie, une cristallisation induite par l'orientation est réalisée et en conséquence on ne peut pas obtenir des fibres amorphes

très orientées.

Cette cristallisation induite par l'orientation peut être évaluée par observation des diagrammes de diffraction

des rayons X obtenus sur un grand angle avec les filaments.

La figure 1 est un diagramme de diffraction des rayons X sur un grand angle obtenu avec des fibres étirées de polyester qui sont orientées et cristallisées. La figure 2 est une photographie du diagramme de diffraction des

rayons X sur un grand angle obtenu avec des fibres de poly-

ester qui sont suffisamment orientées mais qui ont une

structure amorphe.

Lorsque la condition (a) est remplie, un diagramme tel que représenté sur la figure 1 n'est pas observé avec les fibres brutes de filage, mais on observe un diagramme de diffraction diffus, provoqué par le téréphtalate de

polyéthylène amorphe comme indiqué sur la figure 2.

Les filaments ayant une telle structure sont soumis à un étirage selon l'invention afin que leurs propriétés de résistance à la traction soient accrues. Les filaments

bruts de filage peuvent être facilement améliorés par rap-

port aux matériaux classiques bruts de filage, car une très faible quantité cristalline des filaments bruts de filage

selon l'invention ne perturbe pas l'étirage.

La biréfringence (An) des filaments qui doivent être

soumis à l'étirage selon l'invention correspond à la condi-

tion (b) et, de préférence, An est compris entre

100.10-3 et 270.10-3.

Lorsque n est infrieur 100.10-3, les filaments Lorsque Ln est inférieur à 100.10, les filaments étirés ont de mauvaises propriétés mécaniques. D'autre part, lorsque Ln dépasse 0,27, les propriétés mécaniques des filaments étirés diminuent rapidement. L'explication de ce phénomène n'est pas évidente, mais on suppose que les chaines moléculaires peuvent être arrachées pendant l'éti- rage étant donné qu'elles sont soumises à un allongement excessif. *La limite inférieure de densité favorable (D) des filaments soumis à l'étirage selon l'invention est de 1,335. Les filaments dont la densité est inférieure à 1,335 contiennent des cavités, et les propriétés mécaniques des

filaments étirés diminuent beaucoup si bien que ces fila-

ments ne sont pas souhaitables. Même lorsque les filaments ont une densité comprise dans la plage convenable mais ont

des cavités, ils ne sont pas souhaitables.

Les filaments destinés à être soumis à l'étirage selon l'invention non seulement ont une orientation élevée et sont amorphes comme indiqué par les paramètres An et D, mais se caractérisent aussi en ce qu'ils présentent une

faible irrégularité du denier dans la direction longitudi-

nale du fil.

Dans le cas de l'utilisation d'un procédé classique destiné à donner le même degré d'orientation élevée et de faible cristallinité, lorsque, après obtention de filaments non étirés, non orientés et non cristallisés par filage à faible vitesse, les filaments sont étirés sans application de chaleur (étirage à froid), il faut un rapport d'étirage très supérieur au rapport naturel d'étirage. Même si de telles fibres sont obtenues en réalité, l'irrégularité du

denier dans la direction de la longueur du fil est extrême-

ment grande, et ces fibres ne sont que peu utiles en pratique.

Le procédé d'étirage à froid de fils formés de fila-

ments non étirés, non orientés et non cristallisés, avec le

rapport naturel d'étirage (NE) a été le seul procédé d'ob-

tention de fils amorphes très orientés. Cependant, la biré-

fringence An des fils amorphes très orientés obtenus par utilisation de ce procédé est comprise entre 0,07 et 0,08

ad maximum, et on ne peut pas obtenir de fils dont la biré-

-3

fringence dépasse 100.103.

Dans les filaments qui doivent être utilisés pour l'étirage selon l'invention, la différence de degré d'orientation entre la surface et le centre d'un filament est remarquablement beaucoup plus grande que dans le cas des filaments amorphes très orientés obtenus par le procédé ordinaire d'étirage. A la surface des filaments, il existe des chaines moléculaires extrêmement orientées, et ceci pour effet de faciliter l'obtention de fibres de résistance

mécanique accrue et de module accru par étirage. Plus pré-

cisément, la différence d'orientation entre la surface et le centre des fils est comprise entre 5.10-3 ou plus et de -3 préférence elle est supérieure à 10.10. D'autre part, il est difficile d'obtenir, par le procédé ordinaire, une

différence de biréfringence égale ou supérieure à 5.103.

On décrit maintenant plus en détail le procédé de l'invention.

Avant leur étirage au cours du procédé de l'inven-

tion, les filaments sont obtenus par filage à l'état fondu

d'un polyester ayant une viscosité intrinsèque (VI) supé-

rieure ou égale à 0,8, les motifs chimiques principaux

étant des motifs téréphtalate d'éthylène, par refroidisse-

ment des filaments filés dans un appareil de refroidisse-

ment par un liquide, sous forme tubulaire, avec respect de certains conditions spéciales de refroidissement, notamment pour la relation entre la vitesse d'extrusion du polyester

et la vitesse de prélèvement des filaments, et par enroule-

ment des filaments à grande vitesse.

Dans le cas de l'utilisation d'un polyester de téré-

phtalate d'éthylène ayant une viscosité intrinsèque (VI) inférieure à 0,8, il est impossible de fabriquer de manière stable des filaments non cristallins très orientés, à une

vitesse de prélèvement inférieure à 5 000 m/min, avec res-

pect des conditions (a) et (b), si bien qu'un tel procédé

n'est guère utile en pratique au point de vue industrielle.

On utilise donc un polyester dont l'indice de viscosité VI

est supérieur à 0,8 et de préférence à 1,0.

L'appareil de refroidissement utilisé selon l'inven-

tion est désigné par la référence 3 sur les figures 3 et 7, et la structure est par exemple celle qui est représentée sur la figure 5. Par ailleurs, sur les figures 3 et 7, la

référence 1 désigne une filière, la référence 2 les fila-

ments filés, la référence 3 un appareil de refroidissement par un liquide (tube de refroidissement par un liquide), la référence 5.des premiers cylindres d'étirage, la référence 6 un appareil d'application d'une huile, la référence 7 une zone de chauffage et la référence 8 des seconds cylindres d'étirage. Sur la figure 5, la référence 4 désigne une ouverture destinée à l'écoulement d'un liquide vers le bas,

la référence 9 désigne des entrées de liquide de refrqidis-

sement et la référence 10 désigne une grille de réorienta-

tion. Le liquide de refroidissement utilisé est de l'eau ordinaire. Dans les paragraphes qui suivent, on appelle parfois "tube de refroidissement par un liquide" l'appareil de

refroidissement par un liquide.

Le tube 3 de refroidissement par un liquide se caractérise en ce que le fluide de refroidissement s'écoule dans la direction de passage des filaments 2, et il est réalisé de manière que la vitesse d'écoulement varie avec la distance à la surface du liquide. Plus précisément, lorsque le liquide s'écoule extrêmement lentement à l'entrée du tube de refroidissement, l'association mutuelle des filaments par fusion à l'interface air-liquide ou à

proximité de celle-ci peut être évitée.

Selon l'invention, il est important que toutes les

conditions suivantes de traitement (1) à (5) soient respec-

tées lors de l'enroulement des filaments filés à l'état fondu. (1) La distance L comprise entre la filière 1 et la surface du liquide de l'appareil 3 de refroidissement par

un liquide doit être inférieure d'au moins 5 cm à la- dis-

tance comprise entre la filière et l'emplacement de solidi-

fication des filaments, cet emplacement de solidification des filaments étant déterminé par une mesure de diamètre de filament, obtenue par une mesure en continu de la variation de diamètre des filaments filés dans des conditions de refroidissement par air à 20 C et 65 % d'humidité relative

et pour une vitesse de 0,3 m/s.

(2) La vitesse du courant descendant de liquide

(m/min) à l'extrémité inférieure de l'appareil 3 de refroi-

dissement doit être supérieure ou égale à Vw/60, Vw étant

la vitesse de prélèvement des filaments, en m/min.

(3) La vitesse enroulement V doit être supérieure ou égale à 200 fois la vitesse Vo, V0 étant la vitesse

d'extrusion (en m/min) du polyester par la filière 1.

(4) La distance verticale H comprise entre la sur-

face du liquide dans l'appareil de refroidissement par un liquide et le fond du liquide doit être supérieure ou égale

à 5 cm.

(5) La température du liquide dans l'appareil de refroidissement par un liquide doit être inférieure ou

égale à 50 C.

Les raisons pour lesquelles les différentes condi-

tions *(1) à (5) doivent être remplies sont les suivantes.

(1). Pour que la cristallisation soit supprimée et que la densité soit réduite, la distance L comprise entre la filière 1 et le tube 3 de refroidissement doit -être inférieure d'au moins 5 cm à la distance comprise entre la

filière et l'emplacement de solidification des filaments.

Dans le présent mémoire, cette expression "emplacement de solidification des filaments" désigne l'emplacement auquel la solidification des filaments est réalisée lorsque les filaments sont enroulés à une vitesse V en l'absence du w tube de refroidissement par un liquide. Lorsque le tube 3 de refroidissement est placé plus loin que l'emplacement indiqué par rapport à la filière 1, une cristallisation induite par l'orientation apparaît dans les parties.des filaments.2 qui sont au-dessus du tube 3 de refroidissement si bien que l'objet de l'invention ne peut pas être atteint.

Il est favorable, pour la réduction de l'irrégula-

rité du denier en direction longitudinale, qu'un refroidis-

sement lent soit assuré dans l'espace compris entre la filière 1 et l'appareil 3 de refroidissement par un

liquide, à l'aide d'un gaz tel que de l'air.

(2). Il est souhaitable que la vitesse du courant descendant de liquide à l'extrémité aval du tube 3 de refroidissement dépasse 1/60 fois la vitesse d'enroulement

Vw. Lorsque la vitesse descendante du liquide est infé-

rieure à cette valeur, la tension des filaments 2 entre l'extrémité inférieure du tube 3 et les cylindres 5 devient

élevée, et une contrainte excessive d'étirage est créée.

Ainsi, des détériorations de la qualité des filaments peuvent apparaitre, par exemple une filamentation ou une

rupture des fils.

(3). La vitesse d'enroulement ou de prélèvement (Vw) doit être supérieure ou égale à 200 fois la vitesse Vo, afin que l'orientation soit accrue, VO désignant la vitesse d'extrusion du polymère par la filière 1. Lorsque la vitesse d'enroulement est inférieure à 200 fois VO' il est difficile d'obtenir des filaments dont la biréfringence An -3 est supérieure à 100. 10 par mise en oeuvre du procédé de

l'invention.

(4). La longueur du tube 3 de refroidissement, c'est-à-dire la distance verticale H comprise entre la

surface et le fond du liquide dans l'appareil 3 de refroi-

dissement par un liquide, doit être supérieure ou égale à 5 cm afin que le débit de liquide soit réduit à la surface

du liquide dans le tube 3 de refroidissement ou à son voi-

sinage et afin que la vitesse du courant descendant de

liquide, à l'extrémité inférieure du tube 3 de refroidis-

sement, soit supérieure ou égale à V w/60. Dans un appareil plus court, un tourbillon de filage créé par le courant de liquide descendant dans le tube 3 atteint la surface du bain de liquide. Ceci provoque une association mutuelle des

filaments et une irrégularité du denier des filaments.

(5). La température du liquide de refroidissement dans le tube 3 de refroidissement doit être inférieure ou

égale à 50 C. Si la température du liquide devient supé-

rieure à cette valeur, la puissance de refroidissement est réduite et, bien que l'orientation des filaments devienne élevée, la cristallisation progresse excessivement. L'objet

de l'invention ne peut donc pas être atteint.

La cristallisation du polyester de téréphtalate

s'effectue de l'état fondu à l'état refroidi et solidifié.

Au cours du procédé de l'invention, le temps de maintien du polymère dans la plage de températures dans laquelle la cristallisation est réalisée peut être raccourci en grande mesure par refroidissement par le tube de refroidissement,

pendant la période dans laquelle les filaments sont refroi-

dis au cours du procédé de filage à l'état fondu, à une température inférieure à la température de fusion Tm et supérieure à la température de transition vitreuse Tg. On

considère selon l'invention que les fils formés de fila-

ments de faible cristallinité peuvent être préparés par raccourcissement de cette manière du temps de maintien du

polymère dans cette plage de températures.

Les filaments très orientés et peu cristallins de polyester ainsi produit, sans avoir été enroulés, sont étirés et traités thermiquement entre des premiers cylindres d'étirage 5 et des seconds cylindres d'étirage 8 avec un rapport d'étirage (RE) indiqué par la relation qui suit, et sont ensuite enroulés, les filaments ayant alors de meilleures propriétés de traction, c'est-à-dire une

meilleure résistance mécanique et un module plus élevé.

2,0 > RE > 1,0 (c) Si les filaments très orientés de polyester peu cristallins utilisés selon l'invention sont enroulés sans être immédiatement soumis à l'étirage et au traitement thermique, une relaxation remarquable de l'orientation apparaît sur la bobine d'enroulement. Comme un étirage et

un traitement thermique ultérieurs donnent un effet insuf-

fisant d'augmentation des propriétés, il faut que les fila-

ments soient immédiatement soumis à un étirage et un trai-

tement thermique sans enroulement des filaments.

Au moment o les filaments sont filés et soumis immédiatement à un étirage et à un traitement thermique sans enroulement intermédiaire, il faut que le rapport

d'étirage (RE) soit inférieur ou égal à 2 et supérieur à 1.

Lorsque le rapport d'étirage dépasse 2, même si

l'étirage est possible, il apparaît beaucoup de filamenta-

tion si bien que l'augmentation des propriétés de traction

est réduite.

Si le rapport d'étirage est inférieur à 1, il appa-

raît une relaxation de l'orientation et l'augmentation des propriétés de traction diminue, le rapport d'étirage devant

donc être inférieur ou égal à 2 et supérieur à 1.

La température d'étirage doit être déterminée afin que la température pratique d'étirage se trbuve entre 150

et 260 C et de préférence entre 210 et 250 C.

En outre, après l'étirage et le traitement ther-

mique, les filaments sont de préférence soumis à un traite-

ment de relaxation avec un rapport de relaxation inférieur ou égal à 15 %, entre les seconds cylindres 8 d'étirage et des troisièmes cylindres d'étirage. Lorsque le traitement de relaxation n'est pas réalisé, une fluctuation de qualité risque d'apparaître et, en particulier, lorsque la quantité enroulée par bobine est importante, un problème sérieux

risque d'affecter le configuration de l'enroulement.

Bien que le procédé de chauffage utilisé pour l'éti-

rage et le traitement thermique ne soit pas particulière-

ment primordial, il est préférable qu'une zone 7 de chauf-

fage soit formée entre les premiers cylindres 5 et les seconds cylindres d'étirage, et la zone de chauffage est de

préférence réalisée par utilisation de vapeur d'eau.

A ce moment, la température des premiers cylindres d'étirage est de préférence supérieure à 5 C et inférieure

à60 C.

Lorsque la température des premiers cylindres d'éti-

rage dépasse 60 C, les filaments très orientés de poly-

ester peu cristallin obtenus par filage se cristallisent

facilement si bien que la capacité d'étirage est remarqua-

blement réduite. En conséquence, au cours de l'étirage et du traitement thermique selon l'invention, il est très avantageux qu'une zone 7 de chauffage soit placée entre les

premiers et les seconds cylindres d'étirage 5 et 8.

D'autre part, lorsque la température des premiers

cylindres d'étirage 5 est inférieure à 5 C, une condensa-

tion apparaît à la surface des cylindre et autour de ceux-

ci si bien que les propriétés de mise en oeuvre sont sérieusement aggravées. Lors de la disposition de la zone de chauffage 7 entre les premiers et les seconds cylindres et 8, il est très avantageux, au point de vue de la réduction des coûts, que le fluide de chauffage soit de la

vapeur d'eau à température élevée (vapeur surchauffée).

Ainsi, la caractéristique la plus importante de l'invention est la production initiale de filaments de

polyester ayant une biréfringence et une densité particu-

lières comme indiqué précédemment, par filage à l'état

fondu, puis, sans enroulement intermédiaire, par applica-

tion aux filaments résultants, de manière immédiate, d'un étirage dans les conditions particulières, afin que des fibres de polyester ayant d'excellentes propriétés soient formées. A part cette caractéristique et ces conditions, la fabrication des fibres de polyester peut être réalisée de manière tout à fait classique et avec un appareil classique

connu pour la production de fibres de polyester.

On considère dans la suite des exemples de l'inven-

tion qui n'est nullement limitée à ceux-ci.

Les méthodes de mesure des propriétés physiques réalisées au cours de évaluation de l'invention ont été les suivantes. Mesure de la biréfringence (An)

La mesure a été réalisée avec un microscope polari-

sant "Nikon" (de type POH) avec un compensateur "Berek" fabriqué par Leitz. Comme source lumineuse, on a utilisé un appareil émettant la raie D du sodium, fabriqué par Toshiba

("Toshiba" SLS-3-B). Un échantillon, coupé avec une incli-.

naison d'environ 45 par rapport à l'axe de la fibre, ayant une longueur de 5 à 6 cm, a été placé sur une lame de verre, la face coupée étant tournée vers le haut. La lame a

été placée sur une platine rotative et celle-ci a été tour-

* née de manière que l'angle de l'échantillon et du polari-

seur soit égal à 45 . Un analyseur a été introduit afin qu'il donne un champ d'obscurité, le compensateur a été réglé à 30, et le nombre defranges d'interférence (n) a été compté. Le compensateur a été tourné dans le sens des aiguilles d'une montre, et la graduation (a) à laquelle

l'échantillon est devenu d'abord le plus sombre a été lue.

Le compensateur a ensuite été tourné dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, et la graduation (b) à laquelle

l'échantillon est devenu d'abord le plus sombre a été lue.

Le compensateur a été ramené à 30, l'analyseur a été

retiré, et le diamètre de l'échantillon (d) a été mesuré.

L'indice de biréfringence (An) a été calculé d'après l'équation suivante (moyenne de 20 valeurs mesurées): n = r/d r (retard) étant égal à nk + E o S = 589,3 Pm o E est obtenu à partir de C/10000 et i, dans le manuel du compensateur "Leitz", i est égal à a - b (c'est-à-dire la différence de

lecture du compensateur).

Mesure de la densité Un tube à gradient de densité composé de n-heptane et de tétrachlorure de carbone a été préparé, et le tube a été régulé à une température 30 0,1 C. Un échantillon

suffisamment dépourvu de mousse a été placé dans le tube.

Le tube a pu reposer 5 h, la position de l'échantillon dans

le tube a été lue sur l'échelle du tube, et la valeur obte-

nue a été transformée en une densité à l'aide du graphique

d'étalonnage donnant la densité en fonction de la gradua-

tion du tube de gradient de densité, déterminée d'après un flotteur de verre de référence. La mesure a été répétée quatre fois (n = 4). Les valeurs de densité ont été lues de

manière générale jusqu'à la quatrième décimale.

Mesure de la répartition de An dans la section du filament A partir de l'indice de réfraction mesuré au centre (n,0.oet nil,0) et de l'indice de réfraction mesuré dans la couche externe (nhi0,9 et nli,0 9), à l'aide d'un microscope interférentiel, l'orientation moléculaire particulière des filaments selon la présente invention apparait clairement,

et la relation entre le filament et son excellente résis-

tance mécanique peut être indiquée. La distribution de l'indice moyen de réfraction observé à partir du côté du filament peut être mesurée par la méthode de comptage des franges d'interférence avec un microscope interférentiel

(par exemple un microscope interférentiel "Interfaco" fa-

briqué par Carl Zeiss Jena, République Démocratique

d'Allemagne). Ce procédé s'applique à un filament de sec-

tion circulaire. L'indice de réfraction du filament est

caractérisé par un indice de réfraction (nl1) pour la pola-

risation vibrant parallèlement à l'axe du filament et par

l'indice de réfraction (nl) pour la vibration de polarisa-

tion perpendiculaire à l'axe du filament. Les mesures indi-

quées.dans la suite sont toutes réalisées avec les indices de réfraction (nlu et nl) obtenus à l'aide d'une lampe au xénon comme source lumineuse et d'un faisceau de couleur

verte (k = 544 nm) par l'intermédiaire d'un filtre d'inter-

férence avec polarisation.

Dans la suite, n11,0 et nl,09 qui peuvent être obte-

nus par mesure de n11 et n1 sont décrits en détail. Le fila-

ment dont nll doit être mesuré (nl,0 et nl,,9) est immergé dans un liquide ayant un indice de réfraction (nE) qui donne un retard de frange d'interférence pour un rapport

dn/Dn compris entre 0,2 et 1 (sur les figures 4A et 4B).

L'indice de réfraction du liquide d'immersion (nE) indique la valeur mesurée à l'aide d'un réfractomètre d'Abbe à C. Le liquide d'immersion peut être par exemple un mélange d'une paraffine liquide et d'abromonaphtalène

ayant un indice de réfraction compris entre 1,48 et 1,65.

Un filament unique parmi les filaments est immergé dans le liquide d'immersion et le dessin de franges d'interférence est photographié. La photographie résultante est agrandie mille à deux milles fois et est analysée. Comme représenté schématiquement sur les' figures 4A et 4B, la différence de trajet lumineux L peut être représentée par l'équation suivante: L = (dn/Dn)X = (nf - nE)t dans laquelle nE est l'indice de réfraction du liquide d'immersion, nf est l'indice moyen de réfraction entre S' et S" pour le filament, t est l'épaisseur comprise entre S' et S", X est la longueur d'onde de la lumière utilisée, Dn

est l'intervalle compris entre les franges parallèles d'in-

terférence du fond continu (correspondant àX) et dn est le

retard des franges d'interférence provoqué par le filament.

Le dessin de franges d'interférence est évalué avec deux liquides différents d'immersion ayant les indices suivants de réfraction (ni, n2): nf < n1 nf > n2

n étant l'indice de réfraction de l'échantillon.

Ainsi, les différences de trajets lumineux (L1, L2), dans le cas des liquides différents d'immersion ayant les indices de réfraction n1 et n2, sont représentées par les équations suivantes: L1 = (dl/D1) = (nf _ n)t L2 = (d2/D2) = (nf _ n2)t nf= (Lln2 - L2nl)/(R1 - R2) (5) En conséquence, la distribution de l'indice de réfraction moyen (nf) du filament dans diverses positions, du centre vers la couche externe du filament, peut être obtenue à partir de la différence de trajet lumineux à ces positions, par utilisation de l'équation (5). Etant donné

les variations des conditions de fabrication ou des acci-

dents de fabrication, le filament peut avoir une section

non circulaire. La mesure doit être réalisée dans des par-

ties dans lesquelles les franges d'interférence sont symé-

triques par rapport à l'axe du filament afin que les incon-

vénients dus à une telle forme de section soient évités. La mesure est réalisée à des intervalles de 0,1 R entre 0 et 0,9 R, R étant le rayon du filament, et l'indice moyen de réfraction est obtenu dans cette position. En conséquence, la distribution de nl et nl peut être obtenue, si bien que la distribution de la biréfringence peut être obtenue d'après l'équation suivante: Ln nj(6) EAn(r/R) = nl, r/R - n, r/R (6) La valeur An(r/R) indique la moyenne sur au moins trois

filaments et de préférence pour cinq à dix filaments.

Mesure de la viscosité intrinsèque (VI) La viscosité intrinsèque (VI) d'un polyester de téréphtalate d'éthylène selon l'invention est obtenue par transformation de la viscosité intrinsèque (n) mesurée avec un mélange de p-chlorophénol et de tétrachloréthane, dans un rapport de 3/1, à 30 OC, en une viscosité intrinsèque

(VI) mesurée avec un mélange de phénol et de tétrachloré-

thane dans un rapport 60/40, d'après l'équation suivante: VI = 0,8325 x (T) + 0,005 Mesure de l'emplacement de solidification des filaments L'emplacement de solidification est l'emplacement auquel l'amincissement des filaments est terminé du fait de

leur solidification.

Le comportement des filaments lors de l'amincisse-

ment a été mesuré dans un appareil de contrôle de diamètre, par irradiation des filaments par un faisceau de rayon infrarouge, l'amplitude de l'ombre des filaments étant mesurée par un capteur photorécepteur. La quantité est

alors transformée en un diamètre.

Lorsqu'un filament unique choisi parmi les filaments circule ainsi dans un détecteur de l'appareil de contrôle de diamètre, le diamètre du filament à cet emplacement peut être facilement obtenu. L'emplacement de solidification peut être déterminé nettement par tracé de la relation entre la distance du filament à la filière et le diamètre

du filament.

Mesure du denier des filaments Le denier d'un filament unique (d) a été mesuré dans une pièce d'essais dans des conditions normalisées (20 2 C, humidité relative 65 2 %) par utilisation

d'un appareil de mesure de denier DENIER COMPUTER DC-11, B-

TYPE, de Search Co. La longueur du tronçon d'essai était de mm. Mesure de la résistance mécanique des filaments La résistance à la traction (ténacité) des filaments a été mesurée à partir de la résistance à la traction d'un filament unique suivant la norme japonaise JIS-L-1013

(1981) paragraphe 7.5.1, dans une pièce d'essais en condi-

tions normalisées, à l'aide d'une machine d'essais de trac-

tion de type "Instron",. "Tensilon UTM-III" fabriquée par Toyo Baldwin Co. L'échantillon a été étiré dans une condition de mesure telle qu'une jauge dynamométrique indique 49,05 N, la distance comprise entre les mâchoires étant de 3 cm, la 20. vitesse d'allongement de 3 cm/min (vitesse de déformation par minute égale à 100 %), et une vitesse d'avance du papier d'enregistrement de 100 cm/min. La charge pour laquelle l'échantillon s'est rompu a été mesurée, et la ténacité a été calculée d'après l'équation suivante: Ténacité = résistance à la rupture/denier de l'échantillon Mesure du module initial de traction des filaments

La mesure du module initial de traction des fila-

ments a été réalisée de la même manière que la résistance à la traction des filaments suivant la norme JIS-L-1013 (1981) 7.5.1. Une courbe chargeallongement (courbe

contrainte-déformation) a été tracée sur un papier d'enre-

gistrement et, à partir de cette courbe et suivant la for-

mule de calcul du module initial de traction indiquée dans

la norme JIS-L-1013 (1981) 7.10, le module initial de trac-

tion a été calculé.

Exemple 1

Du téréphtalate de polyethyl.ène ayant une viscosité

intrinsèque (VI) égale à 1,0 a été extrudé à une tempéra-

ture de filage de 310 C par une filière ayant vingt-quatre orifices de filage et un diamètre d'orifice de 0,4 mm, avec un débit de 1,5 g/min par orifice, et une vitesse V de o 11,4 m/min. L'emplacement de solidification des filaments se trouvait à 48 cm de la filière. Les filaments extrudés

ont été introduits dans le tube de refroidissement repré-

senté sur la figure 5. Sur la figure, la référence 4

désigne l'ouverture d'écoulement du liquide de refroidisse-

ment, la référence 6 les entrées de liquide de refroidisse-

ment et la référence 7 une grille de régularisation. Le courant de liquide provenant de la surface du tube, sur une distance de 5 cm au- dessous, a été régularisé par une autre

grille 10. La hauteur H de liquide dans le tube de refroi-

dissement a été fixée à.25 cm. A l'extrémité inférieure du tube de refroidissement, c'est-à-dire à 25 cm en aval de la surface, la vitesse d'écoulement du liquide en direction descendante a été régulée afin qu'elle soit égale à 2 000 m/min. La longueur L comprise entre la surface des orifices de la filière et la surface du liquide dans le tube de refroidissement a été réglée à 36 cm. Le liquide de refroidissement utilisé était de l'eau à température

ambiante (25 C).

La biréfringence Ln et la ténacité du fil ainsi

obtenu étaient respectivement de 150.103 et 1,3528 respec-

tivement. La distribution de biréfringence dans la coupe du fil était telle que Ln à la surface était supérieure de

15.10-3 à la valeur au centre du fil.

Exemple 2

Les filaments ont été réalisés dans les mêmes condi-

tions de filage et de trempe que dans l'exemple 1, mais la

vitesse de prélèvement V était de 3 300 m/min. L'emplace-

w ment de solidification des filaments se trouvait à 62 cm de la filière. La biréfringence Ln et la densité du fil ainsi

obtenu étaient respectivement de 129.10-3 et 1,3492 respec-

tivement.

Exemple 3

Les filaments obtenus dans l'exemple 1, sans enrou-.

lement, ont subi un étirage de 1,31 fois à l'aide de l'a.p-

pareil représenté sur la figure 7, entre des premiers et des seconds cylindres 5 et 8 d'étirage, avec utilisation d'un dispositif de chauffage par de la vapeur d'eau à 245 OC, et ils ont été ensuite enroulés. On a ainsi -obtenu un fil étiré ayant les caractéristiques indiquées dans la

ligne de l'exemple 3 du tableau 1.

Exemples comparatifs 1 à 5 D'autre part, les filaments obtenus dans l'exemple 1

ont été enroulés (temps d'enroulement: 20 min) puis lais-

sés pendant 24 h en atmosphère à 22 C et 65 % d'humidité relative. Ensuite, à partir de la couche interne de la bobine et dans la direction longitudinale des filaments,

ceux-ci ont été divisés en cinq parties (couches), c'est-à-

dire la première couche (externe) 1/5, la deuxième couche 1/5, la troisième couche 1/5, la quatrième couche 1/5 et la

cinquième (interne) 1/5, et elles ont subi un étirage res-

pectif avec un facteur de 1,26, et avec une vitesse des cylindres d'avance de 100 m/min, avec aussi utilisation

d'un dispositif de chauffage à fente à 245 C. Les pro-

priétés des fibres ainsi obtenues sont indiquées dans la ligne correspondant aux exemples comparatifs 1 à 5 du

tableau 1.

Comme l'indique le tableau 1, les propriétés phy-

siques ont diminué suivant la position des fibres dans la

bobine, vers les couches externes.

Exemple comparatif 6

Des filaments ont été obtenus dans les mêmes condi-

tions de filage que dans l'exemple 1, mais ils ont été

refroidis par refroidissement ordinaire à l'air sans utili-

sation du tube de refroidissement, puis enroulés. Les fila-

ments ont été étirés 1,5 fois à 150 C, avec une vitesse de cylindres d'avance de 50 m/min, puis ils ont été étirés 1,5 fois à 240 C. Les propriétés des fibres ainsi obtenues sont indiquées par la ligne de l'exemple comparatif 6 du

tableau 1.

Par ailleurs, la biréfringence An et la densité des

filaments utilisés dans l'exemple comparatif 6 avant trai-

tement d'étirage, étaient de 88,2.10-3 et 1,3722 respecti-

vement. Ces valeurs ne remplissent pas les conditions (a)

et (b).

Exemple 4 et exemple comparatif 7

Après étirage et traitement thermique dans les con-

ditions de l'exemple 3, les filaments, sans enroulement,

ont été soumis à un traitement de relaxation avec un rap-

port de relaxation de 3 * sur des troisièmes cylindres d'étirage placés après les seconds cylindres d'étirage, et les filaments ont ensuite été enroulés. De cette manière,

on a obtenu des fibres étirées ayant les propriétés indi-

quées par la ligne de l'exemple 4 du tableau 1. A titre comparatif, dans le cas des fibres étirées de l'exemple 3, les fibres avaient une forme régulière d'enroulement. La bobine n'avait pas de bord enroulé irrégulièrement, même après enroulement d'une quantité atteignant 3 kg. D'autre part, lorsque le rapport de relaxation était de 17 %, il apparaissait un mou considérable entre les seconds et les troisièmes cylindres d'étirage et l'enroulement était donc impossible.

Exemple 5

Les filaments obtenus dans l'exemple 1 et sans enroulement, ont été soumis à un traitement d'étirage avec un rapport de 1,29, dans un appareil tel que représenté sur la figure 7, et avec utilisation d'un appareil de chauffage à plateau, à une température de 245 C, et les filaments ont ensuite été obtenus afin qu'ils donnent des fibres étirées ayant les propriétés indiquées par la ligne de

l'exemple 5 dans le tableau 1.

Exemple 6

Les filaments obtenus dans l'exemple 1 ont été sou-

mis à un traitement d'étirage avec un rapport de 1,27 fois, sans être enroulés, dans un appareil tel que représenté sur la figure 7 et avec un four électrique à une température de

262488?

700 C, et ils ont alors été enroulés afin qu'ils forment des fibres étirées dont les propriétés sont indiquées sur

la ligne de l'exemple 6 du tableau 1.

Par ailleurs, le rapport d'étirage de l'exemple 5 ou 6 est inférieur dans une certaine mesure à celui de

l'exemple 3. Cependant, ils donnent les plus grands rap-

ports d'enroulement qui peuvent être obtenus lors d'une

opération stable à long terme dans les conditions respec-

tives indiquées.

Exemples 7 à 9 La vitesse VO d'extrusion du polymère exprimée en m/min, la distance L entre la filière et la surface du liquide dans l'appareil de refroidissement, exprimée en cm, la vitesse descendante de liquide exprimée en m/min à la partie inférieure de l'appareil de refroidissement, la vitesse d'enroulement Vw, la distance verticale H comprise entre la surface des orifices de la filière et la surface du liquide dans l'appareil de refroidissement, exprimée en cm, et la température du liquide de refroidissement sont indiquées dans le tableau 2. Mis à part les changements

indiqués de conditions, les filaments filés ont été enrou-

lés dans les mêmes conditions de filage que dans l'exemple

1. Les propriétés physiques des fibres obtenues sont indi-

quées dans le tableau 2.

Les filaments ont été soumis à un étirage et un traitement thermique supplémentaires (étirage en une seule étape avec utilisation d'un appareil de chauffage à fente à 245 C) et leur résistance mécanique et leur module de traction ont été évalués. Les fibres ayant une ténacité supérieure à 0,088 N/d (9 g/d) et celles ayant un module de traction supérieur à 1,47 N/d (150 g/d) ont été indiquées par le signe 0 et celles qui n'ont pas atteint ces valeurs ont été indiquées par le signe X. Les rapports d'étirage étaient égaux à 1,31, 1,25 et 1,57 respectivement dans les

exemples 7, 8 et 9.

Exemples comparatifs 8 à 10 Du téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosité intrinsèque VI égale 1,0 a été extrudé à une température de filage de 310 C par une filière (vingt-quatre orifices de filage ayant un diamètre d'orifice de 0,4 mm) avec une vitesse d'extrusion Vor à l'orifice, de 10,7 m/min. Les filaments résultants ont été refroidis à l'air à 20 C et enroulés dans les conditions respectives indiquées dans le tableau 2 puis étirés au rapport d'étirage naturel. Les

propriétés physiques des fibres ainsi obtenues sont indi-

quées dans le tableau 2.

Par ailleurs, les fibres ainsi obtenues ont été soumises à un étirage et un traitement thermique (étirage en une seule étape avec utilisation d'un dispositif de chauffage à fente à 245 C) et leur résistance mécanique et leur module de traction ont été déterminés. Les fibres ayant une résistance supérieure à 0,88 N/d (9 g/d) et celles ayant un module de traction supérieur à 1,47 N/d (150 g/d) ont été repérées par le signe 0et celles qui n'ont pas atteint ces valeurs ont été repérées par le signe X. Les rapports d'étirage étaient de 2,97, 3,08 et 2,85

respectivement dans les exemples comparatifs 8, 9 et 10.

Exemple comparatif 11 Du téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosité

intrinsèque VI de 1,0 a été extrudé à 310 C par une fi-

lière (vingt-quatre orifices de filage, diamètre d'orifice de 0,4 mm) avec une vitesse d'extrusion V au niveau des o orifices de 10,7 m/min. Les filaments résultants ont été refroidis par de l'air à 20 C et, sans étirage à chaud, ont été enroulés à une vitesse d'enroulement de 3 300 m/min. Les propriétés physiques des fibres ainsi

obtenues sont indiquées dans le tableau 2.

Par ailleurs, les fibres résultantes ont subi un traitement supplémentaire d'étirage et de chauffage (étirage en deux étapes à 150 et 240 C respectivement, avec deux dispositifs de chauffage à fente, le premier

rapport d'étirage étant égal à 2,01 et le second à 1,09).

La résistance mécanique et le module de traction des fibres

résultantes ont été évalués. Les fibres ayant une ténacité.

supérieure à 0,088 N/d et celles ayant un module de trac-

tion supérieur à 1,47 N/d ont été repérées par le signe 0

et celles qui n'atteignaient pas ces valeurs ont été repé-

rées par le signe X. Exemples comparatifs 12 et 13 Du téréphtalate de polyéthylène ayant une viscosité

intrinsèque VI de 1,0 a été extrudé par une filière (vingt-

quatre orifices de filage, diamètre des orifices 0,4 mm) à une température de filage de 310 C et avec une vitesse

d'extrusion V au niveau des orifices de 10,7 m/min. Les.

o filaments résultants ont été refroidis par refroidissement

par air à 20 C et enroulés dans les conditions représen-

tées dans le tableau 2 puis étirés à chaud à 80 C avec le rapport d'étirage naturel. Les propriétés physiques des

fibres ainsi obtenues sont indiquées dans le tableau 2.

Par ailleurs, les fibres résultantes ont subi un

traitement supplémentaire d'étirage. Leur résistance méca-

nique et leur module de traction ont été déterminés. Les fibres de ténacité supérieure à 0,088 N/d et celles ayant un module de traction supérieur à 1,47 N/d ont été repérées par le signe 0 et celles qui n'atteignaient pas ces valeurs ont été repérées par le signe X. Exemple comparatif 14 Les filaments ont été filés et enroulés dans les mêmes conditions de filage que dans l'exemple 1, mais la vitesse d'extrusion du polymère V0 était de 14,3 m/min, la distance L comprise entre la filière et la surface du liquide dans l'appareil de refroidissement était de 30 cm, la vitesse du courant descendant de liquide à la partie inférieure de l'appareil de refroidissement était de 2 000 m/min, la vitesse de prélèvement était de 500 m/min, la distance verticale H -comprise entre la surface du liquide de l'appareil de refroidissement et la partie inférieure du liquide était égale à 10 cm et la température du liquide de refroidissement était égale à C. Bien qu'un échantillon utilisé pour la détermination des propriétés physiques ait pu être collecté, le filage et

l'enroulement n'ont pas pu être réalisés de manière stable.

Les propriétés des fibres ainsi obtenues sont indiquées

dans le tableau 2.

Par ailleurs, les fibres ainsi obtenues ont subi un traitement supplémentaire d'étirage et de chauffage (étirage en une seule étape avec un rapport de 1,22 et avec utilisation d'un appareil de chauffage à fente à 245 C), et la' résistance mécanique et le module de traction des

fibres étirées ont été déterminés.-Les fibres dont la téna-

cité était supérieure à 0,088 N/d et celles ayant un module de traction supérieur à 1,47 N/d ont été repérées par le signe 0, et celles qui n'atteignaient pas ces valeurs ont été repérées par le signe X.

TABLEAU 1

Denier total Ténacité Allongement Module de à la rupture traction Remarques D (d) DT (g/d) DE (%) IS (g/d) Exemple 3 42,9 11,31 7,4 171,3

Exemple

comparatif 1 47,1 10,41 7,9 150,3 Ire couche (externe) 1/5* 2 46,3 10,61 7,8 155,3 2e couche 1/5* "...3 45,7 10,66 7,8 160,2 3e couche 1/5* "...4 46,2 10,72 7,6 159,3 4e couche 1/5* "...5 45,5 10,99 7,6 160,7 5e couche (interne) 1/5*

"...6 38,7 8,24 6,9 148,1

Exemple 4 43,8 11,10 7,6 170,5 forme des enroulements: bonne

Exemple

comparatif 7 - impossible à enrouler Exemple 5 43,4 11,16 7,6 160,4 Exemple 6 44,3 11,02 7,5 161,5 une certaine filamentation *o *-voir page 20 P Co

TABLEAU 2

Viscosité Vitesse Vitesse Hauteur H Distance L (cm) Vitesse du intrinsèque d'extrusion d'enrou- de liquide d'orifices de courant VI du poly- du polymère lement de refroi- filière à sur- descendant mère Vo(m/min) Vw (m/min) dissement face de liquide de liquide + de refroidis- (m/min) sement Exemple 7 1,00 10,7 3900 10 30 1800 Exemple 8 1,00 14,3 4500 10 30 2000 Exemple 9 1,00 10,7 3000 10 30 1600

Exemple

comparatif 8 1,00 10,7 2000 / / /

"" 9 1,00 10,7 2500 / / /

" " 10 1,00 10,7 1500 / / /

l"" 11 1,00 10,7 3300 / / /

" " 12 1,00 10,7 2500 / / /

13 1,00 10,7 3000 / / /..DTD: i" " 14 1,00 14,3 5500 10 30 2000

Exemple de

référence 1 0,65

" " 2 0,65

Ce Exemples de référence 1 - 2 décrits dans Kobunshi Ronbunshu vol. 42, n 3, p. 159-166

(mars 1985), donnés à titre comparatif.

TABLEAU 2 (suite) Température Propriétés des filaments bruts Evaluation des filaments du liquide filage étirés

de refroi-

dissement Biréfringence Densité dAn Résistance Module initial ( C) An D (x 10-3) Exemple 7 25 0,164 1,352 14,0 O O Exemple 8 25 0,162 1,354 11,7 0 0 Exemple 9 25 0,117 1,343 7,0 0 O

Exemple com-

paratif 8 (20: air) 0,077 1,342 2,1 X X " "9 (20: air) 0,072 1,348 2,0 X O "10 (20: air)- 0,121 1,353 4,0 X X 11 (20: air) 0,076 1,362 4,0 X X "" 12 (20: air) 0,097 1,348 3,5 X X "" 13 (20: air) 0,083 1,358 4,1 X X 14 25 0,153 1,361 mesure X X impossible

Exemple de

référence 1 0,169 1,368 X X

" 2 0,158 1,368 X 0

_- Co' Co L'invention concerne un procédé rendant possible le filage stable de filaments ayant une orientation élevée, encore jamais obtenue jusqu'à présent, mais une faible

cristallinité, comme indiqué dans les exemples précédents.

En outre, l'invention concerne un procédé de productivité élevée permettant une augmentation stable des propriétés

physiques de fibres de polyester obtenues à partir de fila-

ments, grâce à un appareil de fabrication permettant une

amélioration des propriétés des filaments.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication de fibres de polyester, caractérisé en ce qu'il comprend le filage à l'état fondu d'un polyester de téréphtalate d'éthylène afin que des filaments très orientés de polyester peu cristallin soient formés, ces filaments, au moment de l'enroulement et avant étirage, ayant une biréfringence (An) et une densité (D) comprises dans les plages indiquées (a) et (b) qui suivent,

les filaments étant soumis, sans enroulement et immédiate-

ment, à un étirage et un traitement thermique entre des premiers et des seconds cylindres (5, 8) d'étirage, avec un

rapport d'étirage (RE) correspondant aux conditions sui-

vantes: An Ä D - 6,64 (a) 15.An 2 0,100 (b) 2,0 2 RE > 1,0 (c)

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en

ce que les filaments très orientés de polyester peu cris-

tallin sont fabriqués par filage à l'état fondu d'un poly-

20. ester de téréphtalate d'éthylène ayant une viscosité intrinsèque (VI) qui n'est pas inférieure à 0,8, à l'aide d'une filière (1) destinée à former des filaments qui passent dans un appareil (3) de refroidissement par un liquide et qui sont ensuite enroulés, dans les conditions suivantes: (1) la distance L comprise entre la filière (1) et

la surface du liquide dans l'appareil (3) de refroidisse-

ment par un liquide est inférieure d'au moins 5 cm à la distance comprise entre la filière et l'emplacement de

solidification des filaments, l'emplacement de solidifica-

tion des filaments étant déterminé par mesure du diamètre

des filaments au cours d'une mesure en continu de la varia-

tion de diamètre des filaments filés dans des conditions de refroidissement par air à 20 0C, 65 % d'humidité relative et pour une vitesse de 0,3 m/s, (2) la vitesse du courant descendant de liquide l'extrémité inférieure de l'appareil (3) de refroidissement de liquide est supérieure ou égale à 1/60 fois la vitesse (V-) d'enroulement (m/min) des filaments, (3) la vitesse d'enroulement des filaments (Vw) est supérieure ou égale à 200 fois la vitesse (Vo) d'extrusion du polyester par la filière (1), (4) la distance verticale (H) comprise entre la surface du liquide et le fond du liquide dans l'appareil de refroidissement (3) est supérieure ou égale à 5 cm, et (5) la température du liquide dans l'rappareil de refroidissement par un liquide est inférieure ou égale à C.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que les premiers cylindres d'étirage sont

maintenus à une température comprise entre 5 et 60 C.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que l'étirage et le traitement thermique sont réalisés dans une zone de chauffage ayant

les premiers et les seconds rouleaux d'étirage.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 4, caractérisé en ce que les filaments étirés, avant leur enroulement, sont soumis à un traitement de relaxation

avec un rapport de relaxation inférieur ou égal à 15 %.